5高炉炼铁设备.docx
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5高炉炼铁设备
5高炉炼铁设备
现代的（炼钢、铸造）生铁绝大部分是由高炉炼铁系统生产的，一个大型高炉炼铁系统（或炼铁车间）有几大部分组成，即高炉本体、原料贮运系统、鼓风加热系统、煤气净化系统、渣铁处理系统、燃料喷吹系统等。
5.1高炉本体
高炉本体包括高炉基础、钢结构、炉衬、冷却设备以及高炉炉型设计等。
高炉的大小以高炉有效容积表示，高炉有效容积和高炉座数表明高炉车间的规模，高炉炉型设计是高炉本体设计的基础。
近代高炉炉型向着大型横向发展，目前，世界高炉有效容积最大的是6183m3。
高炉本体结构设计的先进、合理是实现优质、低耗、高产、长寿的先决条件，也是高炉辅助系统设计和选型的依据。
5.l.1高炉内型
高炉是一个两头小中间大的竖立圆筒形炉子，其内部藉由炉墙而形成的工作空间几何形状称为高炉的炉型或内型，如图5-1所示。
高炉设计时的炉子内形称为设计炉型，而高炉投产后，炉墙表面受损所形成的炉形则称为操作炉型。
由此可见，生产高炉的内型并非一成不变。
设计者和操作者的任务是要凭借合理设计、冷却制度和操作制度等手段，使操作炉型尽可能的保持设计炉型的形状，因为后者更接近于合理炉型。
现代高炉内型一般由炉缸、炉腹、炉腰、炉身和炉喉五段组成，各部分名称及尺寸常用符号如图5-2所示。
图中的
为高炉的有效高度，即从铁口中心线到大钟开启位置的下缘之间的距离。
五段式高炉内型是经过长期生产实践总结出来的，完全适应冶炼工艺的要求。
它与炉料和煤气两大流体在炉内运动规律相适应，竖立的炉体使炉料可借重力而自动下降，在与上升的煤气流接触中进行热交换和一系列的物理化学反应，既利于煤气的能量利用又利于渣铁液的形成。
两头小，中间粗略带锥度的圆柱形空间，既保证了炉料下降过程受热膨胀、松动软熔和最后形成液态而体积收缩的需要，又符合煤气上升过程中冷却收缩和高温煤气上升不至烧坏炉腹砖衬的特点。
高炉内型作为一个外部条件对整个冶炼过程起着重要的作用。
内型的合理与否，对高炉
一代的技术经济指标及寿命有很大的影响。
高炉有效容积V系五段容积之和，是炉料在炉内实际占有的容积。
一般定义为：
由高炉出铁口中心线所在水平面到大料钟下降位置下沿水平面之间的容积。
高炉大小用“有效容积”表示，在我国有如100m3以下的小型高炉，也有1000m3以下的中型高炉和2000m3以上大型高炉。
我国已投产的最大高炉是上海宝山钢铁总厂的1号高炉，容积为4063m3，目前宝钢和首钢正在设计兴建5500m3以上的巨型高炉。
高炉大型化是高炉炼铁发展的必然趋势，有利于在保证和改善生铁质量的前提下，降低生产每吨生铁的建设费和能耗。
5.1.2高炉炉衬
高炉炉型是炉子的冶炼空间，这个空间是由炉墙围成的。
炉墙由炉壳、冷却设施及耐火炉衬三部分组成。
炉衬只要是直接抵抗冶炼过程中机械、热力和化学的侵蚀，以保护炉壳和其它金属结构，减少热损失，并形成一定的冶炼空间及炉型。
炉壳起密封渣、铁和煤气的作用，并承担一定建筑结构的任务。
冷却器用来保护炉衬、炉壳，其布置轮廓在很大程度上决定着操作炉型状态。
影响高炉寿命的因素较多，而内衬的破损程度是根本。
高温是高炉冶炼本身的特点，高温会加速内衬的破损，同时也提供了一些保护的途径。
如何利用后者来抑止前者是高炉能否长寿的关键。
诸破坏因素作用的大小主要受制于温度的高低。
因此从传热等原理看，内衬自我保护的实质，就是不断地以热量的平衡来保证渣皮、铁壳的形成速度与被破坏速度的动态平衡。
只要这个平衡保持好了，内衬则可能长期稳定地工作。
5.1.2.1对高炉炉衬的质量要求
用于高炉的耐火材料，必须对于炉内反应保持物理和化学上的稳定性，因此，在质量方面应达到以下的要求：
在高温下，应该不熔化、不软化、不挥发；在高温、高压条件下能保持炉体结构的强度；耐热冲击、耐磨蚀的性能要强；具有对于铁水、炉渣和炉内煤气等的化学稳定性；具有适当的导热率．同时又不影响冷却效果。
这些特性，对高炉不同部位上的耐火材料来说，其侧重点是不同的。
5.1.2.2炉墙耐火砖
炉墙耐火砖的性质是影响高炉寿命的重要因素之一。
设计时，各部位内衬工作条件和侵蚀机理不同，所选耐火材料性质也应不同。
目前，高炉常用的耐火材料有陶瓷质耐火材料（如粘土砖、高铝砖、刚玉砖、不定形耐火材料等）和碳质耐火材料（如碳砖、石墨碳砖、石墨碳化硅砖、自结合或氮结合碳化硅砖和捣打材料等）两大类。
（1）炉底耐火砖。
20世纪50年代以前，炉底都是使用粘土耐火砖。
后来由于出铁量增加，炉底侵蚀愈益严重，不断发生炉底烧穿事故，成为制约高炉寿命的主要环节之一。
因此自60年代开始采用导热性高的碳砖。
在采用碳砖的初期阶段，一般是采用粘土砖和碳砖组合在一起的综合炉底（图5-3）。
而目前，全碳砖炉底（如图5-4）和陶瓷杯炉底技术（如图5-5）在大中型高炉中已普遍采用。
（2）炉腹、炉腰和炉身。
炉腹、炉腰和炉身下部是高炉内衬侵蚀最严重的部位，尤其难以形成保护层的炉腰和炉身下部，目前已成为高炉内村的足薄弱环节，这里不仅受到下降炉料和上升煤气流的机械磨损，还有各种化学侵蚀，特别是因温度波动而引起的热冲击破损危害更大。
因此，炉腰到炉身下部的耐火材料应具有良好的耐磨性、抗热冲击性和化学侵蚀的能力。
此部位耐火砖现趋向使用纯的氧化物（如纯氧化镁、纯刚玉）、纯碳（石墨或半石墨砖）或纯碳化硅砖。
较多使碳化硅砖，因为它具有导热性好、膨胀系数小、高温强度好和蠕变变形小等优点。
欧洲多用无结合剂的高密度碳化硅砖，日本多用氮化物结合的碳化硅砖。
前者效果远比粘土砖、刚玉砖或其它方式结合的碳化硅砖为好。
高炉炉身上部温度较低，只气体和固体存在，此部位耐火衬的磨损情况较为严重，因此应使用气孔率低、强度高的粘土砖。
（3）炉喉。
主要受固体炉料的摩擦和夹带炉尘的高速煤气流冲刷作用，还有装入炉料时温度的急剧变化带来的影响。
故一般在炉喉直接与炉料碰撞的部位，要用耐磨和耐热铸钢制成的炉喉钢砖来进行保护。
钢砖下面部分常用粘土砖。
宝钢1号高炉采用了耐磨抗剥落的高铝砖，以适应耐磨损耐急冷急热的要求。
也有用SiC砖于此处，并获成功的例子。
5.l.3高炉冷却设施
5.1.3.1高炉冷却设施作用
高炉炉体的合理冷却，对保护砖衬和金属构件、维护合理的炉型有决定性作用，在很大程度上决定着高炉寿命的长短，并对高炉技术经济指标有重要影响。
其主要作用表现在：
（1）降低炉衬温度，使砖村保持一定的强度，维护炉型，延长寿命。
（2）形成保护性渣皮．保护炉衬。
（3）保护炉壳、支柱等金属结构，免受高温影响。
（4）有些冷却设备还可以起到支持部分砖衬的作用。
5.1.3.2冷却方法
高炉系统的冷却一般有强迫冷却和自然冷却两种。
强迫冷却具有冷却强度大的优点，但自然冷却（喷水）设备简单，故小高炉常用外部喷水冷却的方法。
目前，强迫冷却用的冷却介质有水冷、风冷和汽化冷却三种。
水冷是目前高炉冷却最主要的方式。
水的热容量和传热系数大而且价廉易得，但水的用量大，一般1m3炉容用水量达2.0～2.5t/h，而且对水质也有一定的要求。
风冷目前主要用于炉底，它的重量热容量只有水的1/4，故无法用于热负荷较高的部位，但风冷比水冷安全性高。
汽化冷却是目前高炉冷却上的一项新技术．它是利用接近饱和温度的以水，在冷却器内受热汽化时大量吸收热量的原理达到冷却设备的目的（图5-6）。
这种方法的优点是可大量节约工业用水，可为缺水地区建设钢铁厂提供方便条件。
5.1.3.3冷却设备
高炉有以下冷却装置和专用冷却设备；
（1）喷水冷却装置。
一般高炉炉身和炉腹部位没有环形喷水管冷却炉皮。
这种装置简单、易于检修，但冷却不能深入，只限于炉皮或碳质炉村的冷却。
我国小型高炉炉身和炉腹多采用喷水冷却，国外也有大型高炉炉身和炉缸用碳砖结构配以炉皮喷水冷却的。
（2）冷却壁。
它是内部铸有无缝钢管的铸铁板，装在砖村和炉壳之间。
冷却留有光面和镶砖的两种，其构造如图5-7所示。
光面冷却壁用于炉底和炉缸，镶砖冷却壁用于炉腹、炉腰和炉身下部。
（3）冷却水箱（冷却板）。
这是埋设在高炉砖衬中的冷却器。
其材质以铸铁为主，也有用锈钢和钢板焊接的。
从外形上可分为扁平卧式和支梁式，其结构如图5-8和图5-9所示。
图5-10风口装置
l—风口；2—风口二套；3—风口大套；4—直吹管；5—弯管：
6—鹅颈管；
7—热风围管；8—拉杆；9—吊环；10—销子；11—套环
图5-11渣口装置
l—渣口小套（四套）；2—渣口三套；3—渣口二套；
4—渣口大套；5—冷却水管；6—炉皮；7、8—大套法兰；9、10—固定楔；11—挡杆
（4）风口装置。
从热用炉来的热风先通过呈环状围绕着高炉的围管中，再经风口装置进入高炉，如图5-10所示。
风口装置由热风围管以下的送风支管、弯管、直吹管、风口水套等组成。
对它的要求是：
接触严密不漏风，耐高温，隔热且热量损失少，耐用，拆卸方便，易于机械化。
风口水套，由大中小三个套组成。
为便于更换和减少备件消耗，风口大套采用铸入蛇形无缝钢管的铸铁冷却器，由法兰盘用螺钉固定在炉壳上；风口二套和风口一般用青铜铸成，大高炉也有用铜板焊接而成的。
（5）渣口装置。
它由四个水套及其压紧固定件组成（图5-11）。
渣口是用青铜或紫铜铸成的空腔式水套，渣口二套也是青铜铸成的中空水套，渣口三套和大套是传有螺旋形水管的铸铁水冷套，现代大型高炉已不设渣口，如宝钢4063m3高炉只设4个铁口。
图5-12开炉生产前的铁口
1—铁口通道；2—铁口框架；3—炉壳4—冷却壁；5—填料；6—炉墙砖；7—炉缸环砌炭砖；8—砖；9—保护板
图5-13开炉后生产中的铁口状况
Ln—铁口的全深；L—铁口深度；K—红点（硬壳）；α—铁口角度；1—残存的炉墙砌砖；2—铁口孔道；3—炉墙渣皮；4—旧堵泥；5—出铁时泥包被渣、铁侵蚀的变化；6—新堵泥；7—炉缸焦炭；8—残存的炉底砌砖；9—铁口泥套；10—铁口框架
（6）铁口装置。
铁口是在炉缸耐火砖墙上砌筑的孔道内填以耐火泥浆做成的，每次出铁后要
用堵口泥堵塞，开炉生产前的铁口（图5-12），开炉后生产中的铁口状况（图5-13）。
铁口周围的炉壳，因频繁地受到出铁时的热力作用，很易破坏。
这部分炉壳用无冷却的铸钢框架加固，框架与炉壳之间一般采用铆接，中小高炉也有用焊接的。
现在国外高炉铁口炉皮亦用喷水冷却。
（7）炉底冷却。
随着高炉冶炼的进一步强化，炉底侵蚀严重，炉基经常出现过热现象。
为延长炉底寿命，通常在炉底耐火砖下面进行强制冷却，在炉底砌体周围则用光面冷却壁冷却。
图5-14为大型高炉气冷炉底示意图，图5-15为我国某高炉的水冷炉底结构图。
5.1.4高炉基础
高炉基础是高炉最底层的承载建筑结构。
其作用是将所承受的全部荷重均匀地传给地层。
高炉基础必须稳定，不允许发生较大的不均匀下沉，以免高炉与其周围设备相对位置发生大的变化，从而破坏它们之间的联系，并使之发生危险的变形。
高炉基础结构的一般形式如图5-16所示。
它是由钢筋混凝土做成的一个整体，一部分露出地面，称为基墩；一部分埋入土中，称为基座。
为了扩大炉基的底面积，基座放大成悬臂状。
炉基的断面形状一般为多边形。
为了使炉基稳定，基础埋入地下的深度必须超过地下水位和冰冻线。
图5-15水冷炉底结构图
图5-16高炉基础
1—冷却壁；2—水冷管；3—耐火砖；4—炉底砖；5—耐热混凝土基墩；6—钢筋混凝土基座
5.1.5高炉金属结构
高炉金属结构是指高炉本体的外部结构。
在大中型高炉上采用钢结构的部位有：
炉壳、支柱、炉腰托圈（炉腰支圈）、炉顶框架、斜桥、各种管道、平台、过桥以及走梯等。
对钢结构的要求是：
简单耐用，安全可靠，操作便利，容易维修和节省材料。
（1）高炉结构形式。
初始的高炉炉墙很厚，它既是耐火炉村又是支持高炉及其设备的结构。
但随着炉容扩大，冶炼的强化，高炉砌体的寿命大为缩短，从而总结出结构分离的原则。
即受力不受热，受热不受力，以延长高炉寿命。
高炉的结构形式，主要决定于炉顶和炉身的荷载传递到基础的方式及炉体各部位的内衬厚度和冷却方式。
我国高炉基本上有四种结构形式，如图5-17所示。
图5-17高炉本体钢结构
a—炉缸支柱式；b—炉缸炉身支柱式；c—炉体框架式；d—自立式
（2）炉壳。
炉壳的主要作用是承受载荷，固定冷却设备和利用炉外喷水来冷却炉衬，以保证高炉衬体的整体坚固性和使炉体具有一定的气密程度。
炉壳除承受巨大的重力外，还受热应力和内部的煤气压力，有时还要抵抗煤气爆炸、崩料、坐料等突然事故冲击，因此要求炉壳具有足够的强度。
（3）支柱。
支柱可分3种：
炉缸支柱、炉身支柱和炉体框架，如图5-17中a、b、c所示。
（4）炉顶框架。
为了便于炉顶设备的检修和维护，在炉顶法兰水平面上设有炉顶平台。
炉顶平台上有炉顶框架，用来支撑大小料钟的平衡杆，安装大梁和受料漏斗等。
5.1.6炉顶装料装置
炉顶是炉料的入口也是煤气的出口，又是高炉的咽喉。
炉顶装料设备是把运送到炉顶的炉料装入炉内，并能得到合理的分布。
现代高炉随着高压操作的广泛应用，炉顶设备已成为高炉设备中的薄弱环节，其寿命、结构和制造质量等不但影响高炉的作业率，也影响高压作业和布料调剂，还决定着高炉中修甚至大修的期限。
5.1.6.1双钟式炉顶（马基式炉顶）
马基式炉顶，即双钟带小料斗旋转式布料器，其结构见图5-18。
它是由下列部分组成的：
两个料钟既要起入炉布料的作用，还要起密封作用。
炉料通过卷扬机送到炉顶，首先装入小料斗，小料钟下降时便落入大料斗内。
当小料钟几次下降后，在小料钟关闭的情况下，大料钟下降，将炉料装入炉内。
大小料斗之间用钢板制成的煤气封盖密闭，故在大料钟打开时，小料钟便阻止了煤气的逸出。
5.1.6.2无钟炉顶
无料钟炉顶在新建大中型高炉中得到了很好的普及，它是由卢森堡保尔乌斯公司在1970年提出的无钟炉顶，称为PW型炉顶，其结构如图5-19所示。
这种炉顶完全取消了大小料钟，采用一个旋转溜槽代替大料钟，溜槽可以绕高炉中心线旋转，也可以在径向上摆动。
溜槽正上方有一个控制溜槽旋转与摆动的气密齿轮箱。
溜槽上面有个料仓，轮换装料与卸料，每个料仓的上下各有一个密封阀。
当料仓的上密封阀开启、下密封困关闭时，则处在装料状态。
后之则为卸料。
图5-20串罐式无钟炉顶装置
1—上料皮带机；2—挡板；3—受料漏斗；4—上闸阀；5—上密封阀；6—称量料罐；7—下截流阀；8—下密封阀；9—中心喉管；l0—旋转溜槽；11—中心导料器
串罐式无钟炉顶也称中心排料式无钟炉顶，其结构如图5-20所示。
无钟炉顶设备由于取消了笨重的大小料钟．而且布料上有很大的灵活性，因此在大高炉
上的使用已日益广泛，目前世界上已有近百座高炉装了无钟炉顶。
使用这种设备的缺点是控制和传动系统较复杂，要求有较高的监测和自动化水平；对原燃料的粒度上限要求严格，否则容易卡料。
5.2原料供应系统
供料系统是指原料运到高炉车间到装入高炉的过程。
在现代钢铁联合企业中，炼铁原料的供应系统包括两部分，以高炉贮矿槽为界：
第一部分是指从原料进厂到高炉贮矿槽顶。
主要完成原料的卸、堆、取、运等作业，根据需要进行破碎、筛分、混匀和洗矿等工序，起到贮存、处理供应原料的作用。
第二部分是从高炉贮矿槽到高炉炉顶，它保证按规定及时向高炉供应不同品种、数量充足的原料。
炼铁生产的原料运输量大，占全部钢铁企业的75%左右．故大中型高炉车间都实现了机械化和自动化，小高炉也根据具体情况采取必要的机械化和自动化措施，以减轻繁重的体力劳动。
5.2.1原料的卸车、贮存与运输
厂外来的原料通常是铁路运输的，大中型厂普遍采用翻车机卸车和自卸车，小型厂多采用卸车机械如抓斗桥式起重机卸车或人工卸车。
水运进厂的船舶，工厂须自建专用码头，并配备卸船机。
原料入厂后可以采用火车或皮带运输机运至矿槽。
原料的堆存、取料和混匀在贮料场进行，贮存量应根据运输距离、运输方式的可靠程度、矿种多少而定。
为保证高炉冶炼的均衡供料，防止发生运输中断现象，一般铁矿石和锰矿石的贮存量按30～45天考虑，石灰石按20～30天考虑。
厂内自产烧结矿和焦炭通常不在贮矿场存放，而直接由烧结车间和焦化车间分别送到贮矿槽中。
5.2.2贮矿槽、焦槽
它主要是中间仓库，起短期贮备的作用。
贮矿槽和焦槽的容积与数目，要根据料种多少、高炉容积大小、强化程度和运输设备可靠性而定。
一般贮矿槽数目不少于10个，焦槽一般为两个，分列斜桥左右，上有房盖防雨。
5.2.3槽下供料
槽下供料目前有两种方法，即称量车和带式运输机。
5.2.3.1称量车供料
用称量车完成取料、称量、运输和卸料。
但称量车设备庞大，投资多，维护困难，也不容易实现自动化。
因此，新建大高炉已不再使用。
5.2.3.2带式运输机系统
用皮带运输机运送原料，由称量漏斗称量。
由于大量使用冷烧结矿，这种方法已得广泛使用。
其优点是设备简单，投资少，容易实现自动化；缺点是只适应于原料品种少和冷烧结矿的高炉。
5.2.4炉顶上料系统
向炉顶上料系统是把炉料运送到炉顶的设备，目前主要有料车上料和皮带上料机两种形式。
以前大多数高炉都采用料车上料，近年来，由于高炉向大型化发展，要求运输炉料能力加大，故新建大型高炉广泛采用皮带上料系统。
5.2.4.1料车斜桥上料装置
料车式上料机是由卷扬机通过钢绳驱动料车在斜桥上行走，将炉料送到炉顶的机构。
一般高炉都采用两个互相平行的料车上料，一个上升，一个下降，彼此起着平衡作用。
5.2.4.2皮带上料系统
由于高炉大型化的进展，料车斜桥上料方式已不能满足大中型高炉的要求，皮带运输机成为新建大中型高炉上料系统的必然选择。
皮带上料机的优点是上料能力大，可连续上料，效率高；设备简单，重量轻，投资少；容易实现自动化。
缺点是必须使用冷矿和使用的原料品种少。
5.3送风系统
高护送风系统是由鼓风机、冷风管道、热风炉、热风管道、煤气管道、废气管道以及设置在上述管道上的各种阀门和烟囱、烟道等所组成的。
5.3.1高炉鼓风机
高炉鼓风机是向高炉供给空气的必要设备。
高炉鼓风机的形式有轴流式和离心式两种。
随着高炉大型化和超高压操作，鼓风机也向着大流量、高压力、高转速、大功率、高自动化水平的方向发展。
目前轴流鼓风机的能力已达到：
风量10000m3/min，风压7.0×105N/m2，功率70000kW。
广泛采用的离心鼓风机风量已达5000m3/min，风压4.5×105N/m2，功率22000kw。
目前我国小高炉多采用离心式的罗茨风机。
高炉鼓风机所存在的最大问题是飞动，即风机风压上升到最高点时，风量大幅度降低，出现鼓风机因此失速的现象。
这种现象一旦发生，不仅会损坏风机，而且由于送往高炉的鼓风压力急剧下降，还会引起铁水和炉渣向风口倒灌以及炉内煤气向送风系统倒流的危险。
因此在实际运行中，为了避免发生飞动，必须安装安全装置。
图5-21示出了鼓风机的特性曲线。
鼓风机的运行，当由于某种原因偏离正常运行工况区而进入防止飞动曲线以左的区域时，安全阀就起作用，从而可防止飞动的发生。
5.3.2热风炉系统
热风炉是高炉热风的加热设备。
鉴于蓄热式热风炉只能交替加热和送风，所以每座高炉通常配备2～4座蓄热式热风炉。
近年来．为了强化高炉操作，高温鼓风已成为一种重要手段。
为此，正不断改进热风炉的结构型式和所使用的耐火材料。
图5-22内燃式热风炉
l—煤气管道；2—煤气阀；3—燃烧器；4—燃烧室；5—热风管道；6—热风阀；7—大墙；8—炉壳；9—拱顶；10—蓄热室；11—隔墙；12—冷风管道；13—冷风阀；14—烟道阀；15—支柱；16—炉箅子
图5-23外燃式热风炉结构示意图
a—拷贝式；b—地得式；c—马琴式；d—新日铁式
内燃式热风炉的型式如图5-22所示，热风炉由使鼓风升温的蓄热室和加热此蓄热室的燃烧室所组成。
在结构上，有将燃烧室和蓄热室放在同一个圆筒形炉壳之内的内燃式，也有将燃烧室独立砌筑于蓄热室之外的外燃式。
无论是哪一种型式，蓄热室都是由大量的带孔耐火砖（格子砖）砌筑而成的。
为了解决内燃式热风炉的隔墙裂纹问题，将燃烧室独立砌筑，便出现了外燃式热风炉。
外燃式热风炉目前已有拷贝式、地得式、马琴式和新日铁式等几种型式，如图5-23所示它们在拱顶结构形式各有不同特点。
这些外燃式热风炉使用硅砖砌筑时，其热风温度可达1350℃。
热风炉的性能即加热能力，取决于格子砖的受热面积（加热面积）。
从实际运行效果来看，高炉每1m3有效容积应具有的加热面积约为60～80m2左右。
热风温度是由加热面积、鼓风量、拱顶最高温度、热风炉的操作制度等决定的。
顶燃式热风炉又称为无燃烧室热风炉，其结构如图5-24a所示，图5-24b所示为顶燃式热风炉平面布置图，它是将煤气直接引入拱顶空间内燃烧。
为了在短暂的时间和有限的空间内，保证煤气和空气很好地混合并完全燃烧，就必须使用能力很大的短焰烧嘴或无焰烧嘴，而且烧嘴的数量和分布形式应满足燃烧后的烟气在蓄热室内均匀分布的要求。
5.3煤气净化除尘系统
高炉煤气含有CO2、H2等可燃气体，发热值为3350～4186kJ/m3，可作为热风炉、锅炉、焦炉和各种冶金炉的燃料。
在冶金联合企业中，高炉煤气占燃料平衡的25%～30%，但从高炉引出的煤气状态参数，如压力、温度、发热值、含湿量、含尘量等，不能满足用户对其质量的要求。
一般含尘量达10～40g/m3，这种煤气称为粗煤气或荒煤气，不经处理不能作为燃料使用。
因灰尘会将管道和设备堵塞，还会引起耐火砖渣化和导热性变坏，故从能源利用和环境保护考虑，必须对高炉煤气进行处理。
要求净煤气含尘量小于10mg/m3。
5.3.1除尘的基本原理
高炉煤气带出的尘粒为0～500μm，颗粒在空气中沉降，由于空气有一定粘度，故沉降速度并不是以重力加速度9.8m/s2而不断加大的，颗粒沉降遇到空气阻力，当速度加大到使阻力和重力相等时，沉降就以等速度进行了。
故粒径越小比重越轻的颗粒，具有较大的表面积，受空气的浮力作用愈大，所达到的沉降速度愈低，愈不易沉积。
图5-25重力除尘器
1—煤气下降管；2—除尘器；3—清灰口；4—中心导入管；5—塔前管
一般来讲，除尘过程需要逐级进行。
100μm以上的颗粒是较易除去的，称其为粗除尘。
常用的除尘设备有重力除尘器、离心除尘器等。
除去更小的尘粒则称为精除尘，除尘设备有文氏管、电除尘器和布袋除尘器等。
一切除尘设备都是借外力作用来使尘粒和气体分离的。
这些外力主要是以下3种；
（l）惯性力。
当气流方向改变时，尘粒具有惯性力，使其继续前进而分离出突。
（2）加速度力。
靠尘粒具有比气体分子更大的重力，离心力和静电引力而分离。
（3）束缚力。
主要是通过过筛和过滤的办法，挡住尘粒继续前进。
5.3.2常用除尘设备
高炉系统常用的除尘器有以下几种：
5.3.2.1重力除尘器
重力除尘器是粗除尘设备，其结构如图5-25所示，煤气从顶部中心管进入重力除尘器内，由于中心管下端出口处气流突然减速和方向改变，使粉尘在重力和惯性力的作用下，与煤气流分离沉降于底部，煤气流则转向180º，上升排到下一级除尘器。
这类除尘器的除尘效率可达80%～85%，除尘后的煤气含尘量可降低到1～4g/m3。
5.3.2.2洗涤塔
用干式粗除尘不能除掉的细颗粒灰尘，要靠清洗的办法进一步除去，日前广泛应用的半精细除尘设备是洗涤塔，常设在重力除尘器之后，其结构如图5-26所示。
洗涤塔的工作原理：
煤气从洗涤塔的下部进入后向上流动，与向下喷洒的水相遇，煤气和水进行热交换，使煤气温度降低，同时煤气中的灰尘被水滴所湿润，彼此凝聚成大颗粒，由于重力作用而离开煤气流，随水一起流向洗涤塔底部，与污水一起经塔底水封排走，经冷却和洗涤后的煤气由塔顶管道导出。
经洗涤后煤气含尘量降到1g/m3以下，除尘效率达80%～85%，煤气温度冷却到40
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