高炉炼铁新技术(1).ppt

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我国高炉炼铁技术新方针、新理论我国高炉炼铁技术新方针、新理论许满兴许满兴许满兴许满兴（北京科技大学）（北京科技大学）（北京科技大学）（北京科技大学）1111、前言、前言、前言、前言跨入跨入跨入跨入2121世纪以来，我国钢铁工业步入了快速发展轨道。

从世纪以来，我国钢铁工业步入了快速发展轨道。

从世纪以来，我国钢铁工业步入了快速发展轨道。

从世纪以来，我国钢铁工业步入了快速发展轨道。

从2001200120112011年年年年1111年间，我国高炉炼铁年产量由年间，我国高炉炼铁年产量由年间，我国高炉炼铁年产量由年间，我国高炉炼铁年产量由1555415554万吨增加到万吨增加到万吨增加到万吨增加到62969.362969.3万吨，以万吨，以万吨，以万吨，以20012001年为起点，年均增长年为起点，年均增长年为起点，年均增长年为起点，年均增长36.836.8，增速之高创行，增速之高创行，增速之高创行，增速之高创行业世界之最。

同时，我国高炉炼铁在技术操作方针、技术经济指业世界之最。

同时，我国高炉炼铁在技术操作方针、技术经济指业世界之最。

同时，我国高炉炼铁在技术操作方针、技术经济指业世界之最。

同时，我国高炉炼铁在技术操作方针、技术经济指标评价、高炉冶炼强化理论、合理喷煤比等方面都跨入了世界先标评价、高炉冶炼强化理论、合理喷煤比等方面都跨入了世界先标评价、高炉冶炼强化理论、合理喷煤比等方面都跨入了世界先标评价、高炉冶炼强化理论、合理喷煤比等方面都跨入了世界先进科学理论的行列，这为我国钢铁工业由世界钢铁大国向世界钢进科学理论的行列，这为我国钢铁工业由世界钢铁大国向世界钢进科学理论的行列，这为我国钢铁工业由世界钢铁大国向世界钢进科学理论的行列，这为我国钢铁工业由世界钢铁大国向世界钢铁强国迈进不断创造了条件。

铁强国迈进不断创造了条件。

铁强国迈进不断创造了条件。

铁强国迈进不断创造了条件。

本文将张寿荣院士以及著名设计大师项钟庸等炼铁专家近年本文将张寿荣院士以及著名设计大师项钟庸等炼铁专家近年本文将张寿荣院士以及著名设计大师项钟庸等炼铁专家近年本文将张寿荣院士以及著名设计大师项钟庸等炼铁专家近年来发表的关于高炉技术操作方针和高炉冶炼强化等新观念、新理来发表的关于高炉技术操作方针和高炉冶炼强化等新观念、新理来发表的关于高炉技术操作方针和高炉冶炼强化等新观念、新理来发表的关于高炉技术操作方针和高炉冶炼强化等新观念、新理论进行了汇集，编写出了本篇文章。

论进行了汇集，编写出了本篇文章。

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2、高炉炼铁技术操作方针的进步与发展高炉炼铁技术操作方针的进步与发展1）解放初至解放初至1958年大办钢铁期间高炉操作方针：

大风年大办钢铁期间高炉操作方针：

大风（全风量操全风量操作作）高温高温4字方针。

字方针。

2）经过大办钢铁后，经过大办钢铁后，1959年总结出：

年总结出：

“以原料为基础，以风为纲，以原料为基础，以风为纲，提高冶炼强度与降低焦比并举提高冶炼强度与降低焦比并举”的操作方针。

的操作方针。

3）经过经过60、70年代的实践至年代的实践至80年代，提出了年代，提出了“高产、低耗、优质高产、低耗、优质的六字方针的六字方针”。

4）1980年又总结提出了年又总结提出了“高产、低耗、优质、长寿高产、低耗、优质、长寿”的八字方针，的八字方针，这方针一直延续到这方针一直延续到21世纪，在此过程中逐步建立了一套科学且附合实世纪，在此过程中逐步建立了一套科学且附合实际的评价方法。

际的评价方法。

5）2008年在落实科学发展观，实现钢铁工业可持续发展的大背景年在落实科学发展观，实现钢铁工业可持续发展的大背景下，总结提出了下，总结提出了“高效、低耗、优质、长寿、环保高效、低耗、优质、长寿、环保”十字方针。

实践十字方针。

实践中为了突出低耗和环保，次序又调为中为了突出低耗和环保，次序又调为“低耗、环保、优质、长寿、高低耗、环保、优质、长寿、高效效”，把追求高产，把追求高产（高利用系数高利用系数）转变为降低燃料比，从而达到高效的目转变为降低燃料比，从而达到高效的目的。

其中追求的。

其中追求“高效高效”包括高效利用资源、高效利用能源和降低消耗，包括高效利用资源、高效利用能源和降低消耗，把降低燃料比放到追求把降低燃料比放到追求“高效高效”之首。

之首。

3、科学评价高炉利用系数科学评价高炉利用系数利用系数：

利用系数：

实际上冶炼强度与燃料比的关系存在着一个燃料比最低的冶实际上冶炼强度与燃料比的关系存在着一个燃料比最低的冶炼强度区域，这个区域一般在炼强度区域，这个区域一般在1.051.15的范围内的范围内。

图图1高炉冶炼强度与燃料比的关系高炉冶炼强度与燃料比的关系由利用系数的公式可知由利用系数的公式可知1）当燃料比升高超过冶炼强度升高时，提高冶炼强度、利用系数反而会当燃料比升高超过冶炼强度升高时，提高冶炼强度、利用系数反而会降低；降低；2）实践经验证明：

低的燃料比才能有高的利用系数；实践经验证明：

低的燃料比才能有高的利用系数；3）降低燃料比对提高利用系数的作用和影响远大于提高冶炼强度；降低燃料比对提高利用系数的作用和影响远大于提高冶炼强度；各级高炉利用系数的确定（设计规范）各级高炉利用系数的确定（设计规范）1000m3级：

级：

2.02.4t/m3d2000m3级：

级：

2.02.35t/m3d3000m3级高炉：

级高炉：

2.02.30t/m3d高炉容积利用系数：

高炉容积利用系数：

（t/m3d）（t/m3d）高炉容积为铁口中心线平面以上至料线平面以下的容积高炉容积为铁口中心线平面以上至料线平面以下的容积（m3）高炉炉缸断面积利用系数高炉炉缸断面积利用系数（t/m2d）（t/m2d）以上两种方法都有一定道理，炉缸断面积表达法更为合理。

以上两种方法都有一定道理，炉缸断面积表达法更为合理。

4、树、树立高炉冶炼强化的新立高炉冶炼强化的新观念观念陈陈旧旧的的高高炉炉冶冶炼炼强强化化观观为为：

单单位位容容积积高高炉炉多多烧烧焦焦炭炭多多出出铁铁。

从从这这种种观观念念出出发发形形成成的的高高冶冶炼炼强强化化观观认认为为：

在在焦焦比比一一定定的的条条件件下下，提提高高冶冶炼炼强强度度就就等等于于提提高高利利用用系系数数。

反反之之提提高高利利用用系系数数的的办办法法就就是是提提高高冶冶炼炼强强度度。

可可见见，用用冶冶炼炼强强度度来来衡衡量量高炉的强化程度是不正确的。

因此，必须建立新的高炉冶炼强化观。

高炉的强化程度是不正确的。

因此，必须建立新的高炉冶炼强化观。

高炉透气性指数：

高炉透气性指数：

该该式式是是由由描描述述高高炉炉阻阻力力的的Carman方方程程式式简简化化、变变换换而而来来的的。

宝宝钢钢采采用用K值值判判断断炉炉况况，高高炉炉长长期期保保持持顺顺行行稳稳定定，实实现现了了高高炉炉利利用用煤煤气气热热能能和和化化学学能能达达到到降降低低燃燃料料比比，降降低低能能耗耗的的良良好好效效果果。

式式中中在在K值值计计算算时时，热热风风压压力力PB和和炉炉顶顶压压力力PT易易于于获得，炉腹煤气量获得，炉腹煤气量VBG却不能直接得到，但却不能直接得到，但VBG对操作和设计高炉都具有重要意义。

对操作和设计高炉都具有重要意义。

炉炉腹腹煤煤气气量量VBG与与鼓鼓风风量量、富富氧氧量量、喷喷吹吹物物的的数数量量和和成成分分、湿湿分分等等因因素有关。

在高炉生产喷吹煤粉的条件下，一般素有关。

在高炉生产喷吹煤粉的条件下，一般VBG的简便计算式为：

的简便计算式为：

式中：

式中：

VB为不包括富氧的风量为不包括富氧的风量Nm3/min.为富氧量，为富氧量，Nm3/min；WB为湿分，为湿分，g/Nm3；PC为喷煤粉量，为喷煤粉量，Kg/h；H为煤粉的含，为煤粉的含，H量。

量。

其其中中，大大小小不不同同级级别别高高炉炉的的VBG和和炉炉缸缸面面积积是是不不一一样样的的，为为了了把把VBG用用于于大大小小不不同同级级别别的的高高炉炉，将将炉炉腹腹煤煤气气量量（VBG）除除以以炉炉缸缸面面积积定定义义为为高高炉炉炉炉腹腹煤煤气气量量指指数数（XBG）用用作作高高炉炉强强化化的的指指标标，比比冶冶炼炼强强度度具具有有更更强强的的科科学合理性和代表性。

学合理性和代表性。

这这里里有有一一个个最最基基本本的的道道理理：

空空气气中中的的N2基基本本不不参参加加化化学学反反应应，N2在在空空气气中中占占79，但但是是N2被被加加热热消消耗耗大大量量的的能能量量并并带带走走大大量量的的热热量量。

降降低低炉炉腹腹煤煤气气量量指指数数，就就是是改改善善透透气气性性，降降低低能能耗耗，因因此此这这是是降降低低能能耗耗，节节能能减减排强化高炉冶炼的新观念。

排强化高炉冶炼的新观念。

式中式中D为高炉炉缸直径。

为高炉炉缸直径。

影响影响XBG的因素和的因素和XBG的实用价值：

的实用价值：

设设计计大大师师项项钟钟庸庸根根据据宝宝钢钢4000m3级级高高炉炉作作了了具具体体计计算算（三三个个表表），反反映映出出富富氧氧率率、燃燃料料比比和和炉炉顶顶压压力力三三大大因因素素对对XBG的的影影响响，并并从从中中得得出出高高炉炉冶冶炼强化的新观念。

炼强化的新观念。

表1富氧对利用系数和冶炼强度的影响富氧对利用系数和冶炼强度的影响旧旧的的冶冶炼炼强强度度观观是是多多鼓鼓风风、多多烧烧焦焦炭炭、多多出出铁铁，用用新新的的强强化化冶冶炼炼观观分分析析则则刚刚好好相相反反，富富氧氧率率高高了了，鼓鼓风风小小了了，冶冶炼炼强强度度高高了了，提提高了高了利用系数。

利用系数。

富氧率利用系数冶炼强度入炉风量t/m3.dt/m3.dNm3/min.02.231.1267402.212.331.1767379.722.381.2037222.432.431.2297067.742.481.2536915.752.521.2746766.3表表2燃料比对利用系数和冶炼强度的影响燃料比对利用系数和冶炼强度的影响（富氧率为富氧率为1）旧旧的的冶冶炼炼强强度度观观是是多多鼓鼓风风、多多烧烧焦焦炭炭、多多出出铁铁，用用新新的的强强化化冶冶炼炼观观分分析析，入入炉炉风风量量基基本本不不变变（略略有有下下降降），燃燃料料比比降降低低，提提高高了了利利用系数。

用系数。

燃料比利用系数冶炼强度入炉风量Kg/tt/m3.dt/m3.dNm3/min.5202.201.1127242.65102.261.1407242.05002.311.1697241.34902.361.1947240.74802.411.2207240.1表表3炉顶压力对利用系数和冶炼强度的影响炉顶压力对利用系数和冶炼强度的影响表表3的的数数据据说说明明，提提高高炉炉顶顶压压力力对对炉炉腹腹煤煤气气量量和和利利用用系系数数的的影响和作用，这用旧的冶炼强度观是无法解释清楚影响和作用，这用旧的冶炼强度观是无法解释清楚的。

的。

炉顶压力炉腹煤气量利用系数冶炼强度入炉风量KPaNm3/min.t/m3.dt/m3.dNm3/min.1507379.11.860.9405903.81757840.31.981.0006272.82008301.52.101.0596641.82258762.72.211.1177010.82509223.92.331.1767379.72759697.62.441.2367758.8我我国国高高炉炉炼炼铁铁长长期期以以来来采采用用提提高高“冶冶炼炼强强度度”，追追求求“利利用用系系数数”为为中中心心的的“高高炉炉强强化化冶冶炼炼”方方针针，误误导导正正确确的的高高炉炉冶冶炼炼理理论论，阻阻碍碍降降低低焦焦比比、燃燃料料比比、阻阻碍碍了了节节能能减减排排，是是一一种种不不正正确确的的高高炉炉冶冶炼强化理论。

炼强化理论。

降降低低燃燃料料比比、降降低低吨吨铁铁炉炉腹腹煤煤气气量量为为中中心心，用用炉炉腹腹煤煤气气量量指指数数XBG对对高高炉炉合合理理强强化化程程度度进进行行定定量量分分析析，对对高高炉炉合合理理强强化化进进行行科科