高炉冶炼工艺高炉基本操作汇总Word格式.docx

1、随着高炉煤比的提高，还应充分考虑煤粉发热量、含硫量和灰分含量的波动对热制度的影响。冶炼参数的变动主要包括冶炼强度、风温、湿度、富氧量、炉顶压力、炉顶煤气CO2含量等的变化。调节风温可以很快改变炉缸热制度。喷吹燃料会改变炉缸煤气流分布。风量的增减使料速发生变化，风量增加，煤气停留时间缩短，直接还原增加，会造成炉温向凉。装料制度如批重和料线等对煤气分布、热交换和还原反应产生直接影响。设备故障及其他方面的变化下雨等天气变化导致入炉原燃料含水量增加、入炉料称量误差等。高炉炉顶设备故障，悬料、崩料和低料线时，炉料与煤气流分布受到破坏，大量未经预热的炉料直接进入炉缸，炉缸热量消耗的增加使炉缸温度降低，炉温

2、向凉甚至大凉。冷却设备漏水，导致炉缸热量消耗的增加使炉缸温度降低，造成炉冷直至炉缸冻结。二.送风制度1.送风制度的概念在一定的冶炼条件下，确定合适的鼓风参数和风口进风状态。2.适宜鼓风动能的选择高炉鼓风所具有的机械能叫鼓风动能。适宜鼓风动能应根据下列因素选择：原料条件原燃料条件好，能改善炉料透气性，利于高炉强化冶炼，允许使用较高的鼓风动能。原燃料条件差，透气性不好，不利于高炉强化冶炼，只能维持较低的鼓风动能。燃料喷吹量高炉喷吹煤粉，炉缸煤气体积增加，中心气流趋于发展，需适当扩大风口面积，降低鼓风动能，以维持合理的煤气分布。但随着冶炼条件的变化，喷吹煤粉量增加，边缘气流增加。这时不但不能扩大风口

3、面积，反而应缩小风口面积。因此，煤比变动量大时，鼓风动能的变化方向应根据具体实际情况而定。风口面积和长度在一定风量条件下，风口面积和长度对风口的进风状态起决定性作用。风口面积一定，增加风量，冶强提高，鼓风动能加大，促使中心气流发展。为保持合理的气流分布，维持适宜的回旋区长度，必须相应扩大风口面积，降低鼓风动能。高炉有效容积在一定冶炼强度下，高炉有效容积与鼓风动能的关系见表41。表41 高炉有效容积与鼓风动能的关系高炉适宜的鼓风动能随炉容的扩大而增加。炉容相近，矮胖多风口高炉鼓风动能相应增加。鼓风动能是否合适的直观表象见表42。表42 鼓风动能变化对有关参数的影响3.合理的理论燃烧温度的选择风口

4、前焦炭和喷吹燃料燃烧所能达到的最高绝热温度，即假定风口前燃料燃烧放出的热量全部用来加热燃烧产物时所能达到的最高温度，叫风口前理论燃烧温度。理论燃烧温度的高低不仅决定了炉缸的热状态，而且决定炉缸煤气温度，对炉料加热和还原以及渣铁温度和成分、脱硫等产生重大影响。适宜的理论燃烧温度，应能满足高炉正常冶炼所需的炉缸温度和热量，保证渣铁的充分加热和还原反应的顺利进行。理论燃烧温度过高，高炉压差升高，炉况不顺。理论燃烧温度过低，渣铁温度不足，炉况不顺，严重时会导致风口灌渣，甚至炉冷事故。理论燃烧温度提高，渣铁温度相应提高，见图41。 图41 理论燃烧温度t理与铁水温度的关系大高炉炉缸直径大，炉缸中心温度低

5、，为维持其透气性和透液性，应采用较高的理论燃烧温度，见图42。图42 炉容与理论燃烧温度t理的关系影响理论燃烧温度的因素鼓风温度鼓风温度升高，则带入炉缸的物理热增加，从而使t理升高。一般每100风温可影响理论燃烧温度80。鼓风湿分由于水分分解吸热，鼓风湿分增加，t理降低。鼓风中1gm3湿分，风温干9。鼓风富氧率鼓风富氧率提高，N2含量降低，从而使t理升高。鼓风含氧量l，风温3545喷吹燃料高炉喷吹燃料后，喷吹物的加热、分解和裂化使t理降低。各种燃料的分解热不同，对t理的影响也不同。对t理影响的顺序为天然气、重油、烟煤、无烟煤，喷吹天然气时t理降低幅度最大。每喷吹10kg煤粉t理降低2030，无

6、烟煤为下限，烟煤为上限。4.送风制度的调节风量增加风量，综合冶炼强度提高。在燃料比降低或燃料比维持不变的情况下，风量增加，下料速度加快，生铁产量增加。料速超过正常规定应及时减少风量。当高炉出现悬料、崩料或低料线时，要及时减风，并一次减到所需水平。渣铁未出净时，减风应密切注意风口状况，防止风口灌渣。当炉况转顺，需要加风时，不能一次到位，防止高炉顺行破坏。两次加风应有一定的时间间隔。风温提高风温可大幅度地降低焦比。提高风温能增加鼓风动能，提高炉缸温度活跃炉缸工作，促进煤气流初始分布合理，改善喷吹燃料的效果。在喷吹燃料情况下，一般不使用风温调节炉况，而是将风温固定在较高水平上，通过喷吹量的增减来调节

7、炉温。当炉热难行需要撤风温时，幅度要大些，一次撤到高炉需要的水平；炉况恢复时逐渐将风温提高到需要的水平，提高风温速度不超过50h。在操作过程中，应保持风温稳定，换炉前后风温波动应小于30。风压风压直接反映炉内煤气与料柱透气性的适应情况。鼓风中湿分增加lgm3，相当于风温降低9，但水分分解出的氢在炉内参加还原反应，又放出相当于3风温的热量。加湿鼓风需要热补偿，对降低焦比不利。喷吹燃料在热能和化学能方面可以取代焦炭的作用。把单位燃料能替换焦炭的数量称为置换比。随着喷吹量的增加，置换比逐渐降低，对高炉冶炼会带来不利影响。提高置换比措施有提高风温给予热补偿、提高燃烧率、改善原料条件以及选用合适的操作制

8、度。喷吹燃料具有“热滞后性”。即喷吹燃料进入风口后，炉温的变化要经过一段时间才能反映出来，这种炉温变化滞后于喷吹量变化的特性称为“热滞后性”。热滞后时间大约为冶炼周期的70，热滞后性随炉容、冶炼强度、喷吹量等不同而不同。用喷吹量调节炉温时，要注意炉温的趋势，根据热滞后时间，做到早调，调剂量准确。富氧鼓风富氧后能够提高冶炼强度，增加产量。富氧鼓风能提高风口前理论燃烧温度，有利于提高炉缸温度，补偿喷煤引起的理论燃烧温度的下降。增加鼓风含氧量，有利于改善喷吹燃料的燃烧。富氧鼓风使煤气中N2含量减少，炉腹CO浓度相对增加，有利于间接反应进行；同时炉顶煤气热值提高，有利于热风炉的燃烧，为提高风温创造条件

9、。富氧鼓风只有在炉况顺行的情况下才能进行。在大喷吹情况下，高炉停止喷煤或大幅度减少煤量时，应及时减氧或停氧。三装料制度1.装料制度的概念炉料装入炉内的方式方法的有关规定，包括装入顺序、装入方法、旋转溜槽倾角、料线和批重等。2.炉料装入炉内的设备钟式炉顶装料设备和无钟炉顶装料设备。3.影响炉料分布的因素装料设备类型（主要分钟式炉顶和布料器，无钟炉顶）和结构尺寸（如大钟倾角、下降速度、边缘伸出料斗外长度，旋转溜槽长度等）。大钟倾角愈大，炉料愈布向中心。现在高炉大钟倾角多为5053。大钟下降速度和炉料滑落速度相等时，大钟行程大，布料有疏松边缘的趋势。大钟下降进度大于炉料滑落速度时，大钟行程的大小对布

10、料无明显影响。大钟下降速度小于炉料滑落速度时，大钟行程大有加重边缘的趋势。大钟边缘伸出料斗外的长度愈大，炉料愈易布向炉墙。炉喉间隙。炉喉间隙愈大，炉料堆尖距炉墙越远；反之则愈近。批重较大，炉喉间隙小的高炉，总是形成“V”形料面。只有炉喉间隙较大，或采用可调炉喉板，方能形成“倒W”形料面。炉料自身特性（粒度、堆角、堆密度、形状等）。旋转溜槽倾角、转速、旋转角。活动炉喉位置。料线高度。炉料装入顺序。批重。煤气流速。4.钟式炉顶布料的特征矿石对焦炭的推挤作用。矿石落入炉内时，对其下的焦炭层产生推挤作用，使焦炭产生径向迁移。矿石落点附近的焦炭层厚度减薄，矿石层自身厚度则增厚；但炉喉中心区焦炭层却增厚，

11、矿石层厚度随之减薄。大型高炉炉喉直径大，推向中心的焦炭阻挡矿石布向中心的现象更为严重，以致中心出现无矿区。不同装入顺序对气流分布的影响。炉料落入炉内，从堆尖两侧按一定角度形成斜面。堆尖位置与料线、批重、炉料粒度、密度和堆角以及煤气速度有关。先装入矿石加重边缘，先加入焦炭则发展边缘。5.无料钟布料无料钟布料特征焦炭平台：高炉通过旋转溜槽进行多环布料，易形成一个焦炭平台，即料面由平台和漏斗组成，通过平台形式调整中心焦炭和矿石量。平台小，漏斗深，料面不稳定。平台大，漏斗浅，中心气流受抑制。采用多环布料，形成数个堆尖，小粒度炉料有较宽的范围，主要集中在堆尖附近。在中心方向，由于滚动作用，大粒度居多。无

12、料钟高炉旋转滑槽布料时，料流小而面宽，布料时间长，矿石对焦炭的推移作用小，焦炭料面被改动的程度轻，平台范围内的OC比稳定，层状比较清晰，有利于稳定边缘气流。布料方式单环布料。溜槽只在一个预定角度做旋转运动。其控制较为简单，调节手段相当灵活，大钟布料是固定的角度，旋转溜槽倾角可任意选定，溜槽倾角越大炉料越布向边缘。当CO时边缘焦炭增多，发展边缘。当OC时边缘矿石增多，加重边缘。螺旋布料。从一个固定角位出发，炉料以定中形式在进行螺旋式的旋转布料。每批料分成一定份数，每个倾角上份数根据气流分布情况决定。如发展边缘气流，可增加高倾角位置焦炭分数，或减少高倾角位置矿石份数，否则相反。每环布料份数可任意调

13、整，使煤气流合理分布。扇形布料。可在6个预选水平旋转角度中选择任意两个角度，重复进行布料。 可预选的角度有0、60、l20、l80、240、300 这种布料方式为手动操作，只适用于处理煤气流分布失常，且时间不宜太长。定点布料。可在11个倾角位置中任意角度进行布料。这种布料方式手动进行，其作用是堵塞煤气管道行程。无钟炉顶的运用运用要求：焦炭平台是根本性的，一般情况下不作调节对象；高炉中间和中心的矿石在焦炭平台边缘附近落下为好；漏斗内用少量的焦炭来稳定中心气流。运用要求的控制：正确地选择布料的环位和每个环位上的布料份数。环位和份数变更对气流的影响如表43所示。表43环位和份数对气流分布影响表中可知

14、，从l6对布料的影响程度逐渐减小，1、2变动幅度太大，一般不宜采用。3、4、5、6变动幅度较小，可作为日常调节使用。无钟炉顶和钟式炉顶布料的区别无钟炉顶和钟式炉顶布料的区别如表44所示。表44无钟炉顶和钟式炉顶布料的区别6.批重批重对炉喉炉料分布的影响批重变化时，炉料在炉喉的分布变化如图43所示。图43 批重对炉喉分布的影响当y0=0，即批重刚好使中心无矿区的半径为0，令此时的批重W=W0，称为临界批重。如批重WW0，随着批重增加，中心y0增厚，边缘yB也增厚，炉料分布趋向均匀，边缘和中心都加重。如批重WW0，随着批重减小，不仅中心无矿区半径增大，边缘yB也减薄，甚至出现边缘和中心两空的局面。

15、当n=d2时，即堆尖移至炉墙，W减小则中心减轻；若WW0后继续减小，炉料仍将落至边缘。 给批重W0和W以一定值，可算出yB、y0和yG，即边缘、中心和堆尖处的料层厚度。yBy0、yGy0和W0+NW的关系构成的炉料批重特征曲线图44。W0+NW图44 炉料批重的特征曲线曲线有3个区间：激变区、缓变区和微变区，其意义如下：批重值在激变区时，批重波动对布料影响较大，边缘和中心的负荷变化剧烈，正常生产不宜选用此种批重。原料好，设备和操作水平高时，批重可选在微变区，此区炉料分布和气流分布都稳定，顺行和煤气利用较好；但增减批重来调剂气流的作用减弱。若炉料粉末较多，料柱透气性较差，为防止微变区批重，宜选用

16、缓变区批重，其增减对布料的影响介于上述两者之间。少许波动不致引起气流较大变化，适当改变批重又可调节气流分布。批重决定炉内料层的厚度。批重越大，料层越厚，软熔带焦层厚度越大；此外料柱的层数减少，界面效应减小，利于改善透气性。但批重扩大不仅增大中心气流阻力，也增大边缘气流的阻力，所以一般随批重扩大压差有所升高。批重的选择确定微变区批重值应注意炉料含粉末（5mm）量，粉末含量越少批重可以越大。粉末含量多时，可在缓变区靠近微变区侧选择操作批重。大中型高炉适宜焦批厚度045050m，矿批厚度04045m，随着喷吹物的增加焦批与矿批已互相接近。影响批重的因素炉容。炉容越大，炉喉直径也越大，批重应相应增加。

17、原燃料。原燃料品位越高，粉末越少，则炉料透气性越好，批重可适当扩大。冶炼强度。随冶炼强度提高，风量增加，中心气流加大，需适当扩大批重，以抑制中心气流。喷吹量。当冶炼强度不变，高炉喷吹燃料时，由于喷吹物在风口内燃烧，炉缸煤气体积和炉腹煤气速度增加，促使中心气流发展，需适当扩大批重，抑制中心气流。随着冶炼条件的变化，喷吹量增加，中心气流不易发展，边缘气流反而发展，这时则不能加大批重。7.炉喉煤气速度对布料的影响煤气对炉料的浮力的增长与煤气速度的平方成正比。煤气浮力对不同粒度炉料的影响不同，在一般冶炼条件下，煤气浮力只相当于直径19mm粒度矿石重量的58，相当于10mm焦炭重量的12，但煤气浮力P与

18、炉料重量Q的比值（PQ）因粒度缩小而迅速升高，对于小于5mm炉料的影响不容忽视。如果块状带中炉料的孔隙度在0.30.4mm，一般冶炼强度的煤气速度很容易达到48ms，可把0.32mm的矿粉和l3mm的焦粉吹出料层。煤气离开料层进入空区后速度骤降，携带的粉料又落至料面，如果边缘气流较强，则粉末落向中心，若中心气流较强则落向边缘。由于气流浮力将产生炉料在炉喉落下时出现分级的现象；冶炼强度较大时，小于5mm炉料的落点较大于5mm炉料的落点向边缘外移。使用含粉较多的炉料，以较高冶炼强度操作时，必须保持使粉末集中于既不靠近炉墙，也不靠近中心的中间环形带内，以保持两条煤气通路和高炉顺行；否则无论是只发展中

19、心或只发展边缘，都避免不了粉末形成局部堵塞现象，导致炉况失常。由于煤气速度对布料的影响，日常操作中使炉喉煤气体积发生变化的原因（如改变冶炼强度、富氧鼓风、改变炉顶压力等），都会影响炉料分布。8.料线料线深度钟式高炉大钟全开时，大钟下沿为料线的零位。无料钟高炉料线零位在炉喉钢砖上沿。零位到料面间距离为料线深度。一般高炉正常料线深度为1520m。料线对气流分布的影响大钟开启时炉料堆尖靠近炉墙的位置，称为碰点，此处边缘最重。在碰点之上，提高料线，布料堆尖远离墙，则发展边缘；降低料线，堆尖接近边缘，则加重边缘。料线在碰点以下时，炉料先撞击炉墙。然后反弹落下，矿石对焦炭的冲击作用增大，强度差的炉料撞碎，

20、使布料层紊乱，气流分布失去控制。碰点的位置与炉料性质、炉喉问隙及大钟边缘伸出漏斗的长度有关。料面堆角炉内实测的堆角变化规律：炉容越大，炉料的堆角越大，但都小于其自然堆角。在碰点以上，料线越深，堆角越小。焦炭堆角大于矿石堆角。生产中的炉料堆角远小于送风前的堆角。为减少低料线对布料的影响，无料钟按料线小于2m，24m，46m3个区间，以料流轨迹落点相同，求出对应的溜槽角。输入上料微机，在低料线时控制落点不变，以避免炉料分布变坏。溜槽倾角如表45所示。表45溜槽倾角与位置注：落点指距中心距离。8.控制合理的气流分布和装料制度的调节高炉合理气流分布规律首先要保持炉况稳定顺行，控制边缘与中心两股气流；其

21、次是最大限度地改善煤气利用，降低焦炭消耗。原料粉末多，无筛分整粒设备，必须控制边缘与中心CO2相近的“双峰”式煤气分布。原燃料改善，高压、高风温和喷吹技术的应用，形成了边缘CO2略高于中心的“平峰”式曲线，综合煤气CO2达到l6l8。烧结矿整粒技术和炉料品位的提高及炉料结构的改善，出现了控制边缘煤气CO2高于中心，而且差距较大的“展翅”形煤气曲线，综合CO2达到l920，最高达2122。合理气流分布的温度特征炉子中心温度值（CCT）约为500600，边缘至中间的温度呈平缓的状态。CCT值的波动反映了中心气流的稳定程度，高炉进人良好状态时，波动值小于50。控制边缘气流稳定非常必要，在达到200时

22、，将呈现不稳定现象。边缘与中心两股气流和装料制度的关系原燃料条件变化。原燃料条件变差，特别是粉末增多，出现气流分布和温度失常时，应及早改用边缘与中心均较发展的装料制度。原料条件改善，顺行状况好时，为提高煤气利用，可适当扩大批重和加重边缘。冶炼强度变化。由于某种原因被迫降低冶炼强度时，除适当地缩小风口面积外，上部要采取较为发展边缘的装料制度，同时要相应缩小批重。与送风制度相适宜。当风速低、回旋区较小，炉缸初始气流分布边缘较多时，不宜采用过分加重边缘的装料制度，应在适当加重边缘的同时强调疏导中心气流，防止边缘突然加重而破坏顺行。可缩小批重，维持两股气流分布。若下部风速高回旋区大，炉缸初始气流边缘较

23、少时，也不宜采用过分加重中心的装料制度，应先适当疏导边缘，然后再扩大批重相应增加负荷。临时改变装料制度调节炉况。炉子难行、休风后送风、低料线下达时，可临时改若干批强烈发展边缘的装料制度，以防崩料和悬料。改若干批双装、扇形布料和定点布料时，可消除煤气管道行程。连续崩料或大凉时，可集中加若干批净焦，可提高炉温，改善透气性，减少事故，加速恢复。炉墙结厚时，可采取强烈发展边缘的装料制度，提高边缘气流温度，消除结厚。为保持炉温稳定，改倒装或强烈发展边缘装料制度时，要相应减轻焦炭负荷。全倒装时应减轻负荷2025。四造渣制度1.造渣制度的要求造渣有如下要求：要求炉渣有良好的流动性和稳定性，熔化温度在1300

24、1400，在1400左右黏度小于lPaS，可操作的温度范围大于150。有足够的脱硫能力，在炉温和碱度适宜的条件下，当硫负荷小于5 kgt时，硫分配系数Ls为2530，当硫负荷大于5kgt时，Ls为3050。对高炉砖衬侵蚀能力较弱。在炉温和炉渣碱度正常条件下，应能炼出优质生铁。2.对原燃料的基本要求为满足造渣制度要求，对原燃料必须有如下基本要求：原燃料含硫低，硫负荷不大于50kgt。原料难熔和易熔组分低。易挥发的钾、钠成分越低越好。原料含有少量的氧化锰、氧化镁。3.炉渣的基本特点根据不同的生铁品种规格，选择不同的造渣制度。生铁品种与炉渣碱度的关系见表46。表46生铁品种与炉渣碱度的关系碱度高的炉

25、渣熔点高而且流动性差，稳定性不好，不利于顺行。但为了获得低硅生铁，在原燃料粉末少、波动小、料柱透气性好的条件下，可以适当提高碱度。根据不同的原燃料条件，选择不同的造渣制度。渣中适宜MgO含量与碱度有关，CaOSiO，愈高，适宜的MgO应愈低。若Al2O3含量在17以上，CaOSiO2含量过高时，将使炉渣的黏度增加，导致炉况顺行破坏。因此，适当增加MgO含量，降低CaOSiO2，便可获得稳定性好的炉渣。我国高炉几种有代表的炉渣成分见表47。表47不同高炉炉渣化学成分（质量分数） （）4.炉渣碱度的调整因炉渣碱度过高而产生炉缸堆积时，可用比正常碱度低的酸性渣去清洗。若高炉下部有黏结物或炉缸堆积严重

26、时，可以加入萤石（CaF2），以降低炉渣黏度和熔化温度，清洗下部黏结物。根据不同铁种的需要利用炉渣成分促进或抑制硅、锰还原。冶炼硅铁、铸造铁时，应选择较低的炉渣碱度。冶炼炼钢生铁时，应选择较高的炉渣碱度。冶炼锰铁时需要较高的碱度。利用炉渣成分脱除有害杂质。当矿石含碱金属（钾、钠）较高时，需要选用熔化温度较低的酸性炉渣。若炉料含硫较高时，需提高炉渣碱度。5.炉渣中的氧化物对炉渣的影响碱金属碱金属对高炉冶炼有如下危害铁矿石含有较多碱金属时，炉料透气性恶化，易形成低熔点化合物而降低软化温度，使软熔带上移。碱金属会引起球团矿“异常膨胀”而严重粉化。碱金属对焦炭气化反应起催化作用，使焦炭粉化增加，强度和粒度减小。高炉中、上部生成的液态或固态粉末状碱金属化合物能黏附在炉衬上，促使炉墙结厚或结瘤