高炉炼铁生产工艺流程简介
[导读]:高炉炼铁生产是冶金(钢铁)工业最主要的环节。高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规定配料比由炉顶装料装置分批送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度。焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构。矿石料在下降过程中逐步被还原、熔化成铁和渣，聚集在炉缸中，定期从铁口、渣口放出。高炉生产是连续进行的。一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。本专题将详细介绍高炉炼铁生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。由于时间的仓促和编辑水平有限，专题中难免出现遗漏或错误的地方，欢迎大家补充指正。
高炉冶炼目的：将矿石中的铁元素提取出来，生产出来的主要产品为铁水。付产品有：水渣、矿渣棉和高炉煤气等。
高炉冶炼原理简介：
高炉生产是连续进行的。一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。生产时，从炉顶（一般炉顶是由料种与料斗组成，现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶）不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂，从高炉下部的风口吹进热风（1000～1300摄氏度），喷入油、煤或天然气等燃料。装入高炉中的铁矿石，主要是铁和氧的化合物。在高温下，焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来，得到铁，这个过程叫做还原。铁矿石通过还原反应炼出生铁，铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣，从出铁口和出渣口分别排出。煤气从炉顶导出，经除尘后，作为工业用煤气。现代化高炉还可以利用炉顶的高压，用导出的部分煤气发电。
高炉冶炼工艺流程简图：
[高炉工艺]高炉冶炼过程:
高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规定配料比由炉顶装料装置分批送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度。焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构。矿石料在下降过程中逐步被还原、熔化成铁和渣，聚集在炉缸中，
定期从铁口、渣口放出。
高炉冶炼工艺--炉前操作
高炉炉前操作
一、炉前操作的任务
1、利用开口机、泥炮、堵渣机等专用设备和各种工具，按规定的时间分别打开渣、铁口，放出渣、铁，并经渣铁沟分别流人渣、铁罐内，渣铁出完后封堵渣、铁口，以保证高炉生产的连续进行。
2、完成渣、铁口和各种炉前专用设备的维护工作。
3、制作和修补撇渣器、出铁主沟及渣、铁沟。
4、更换风、渣口等冷却设备及清理渣铁运输线等一系列与出渣出铁相关的工作。
二、高炉不能及时出净渣铁，会带来以下不利影响：
1、影响炉缸料柱的透气性，造成压差升高，下料速度变慢，严重时还会导致崩料、悬料以及风口灌渣事故。
2、炉缸内积存的渣铁过多，造成渣中带铁，烧坏渣口甚至引起爆炸。
3、上渣放不好，引起铁口工作失常。
4、铁口维护不好。铁口长期过浅，不仅高炉不易出好铁，引起跑大流、漫铁道等炉前事故，直至烧坏炉缸冷却壁，危及高炉的安全生产，有的还会导致高炉长期休风检修，损失惨重。
三、炉前操作平台
1．风口平台
◆概念：在风口下方沿炉缸四周设置的高度距风口中心线1150～1250mm的工作平台，称为风口平台。
◆作用：为便于观察风口和检查冷却设备以及进行更换风、渣口等冷却设备的操作。
◆要求：宽敞平坦；留有一定的泄水坡度；设有环形吊车。
2．出铁场
出铁场的要求：
◆采用环形或矩形出铁场。
◆上空设有天棚。
◆设有排烟机和除尘装置。
◆设有各种出铁设备。
◆铺设有铁水主沟。
铁水主沟是从铁口泥套外至撇渣器的铁水沟，铁水和下渣都经此流至撇渣器，一般坡度为5％～l0％。各种类型高炉主沟长度数据见表4—8。
表4—8各种类型高炉主沟长度参考数据
大型高炉一般采用贮铁式主沟，沟内经常贮存一定深度的铁水(450～600 mm)，使铁水流射落时不致直接冲击沟底，见图4—5。贮铁式主沟的另一个优点是可避免大幅度急冷急热的破坏作用，延长主沟的寿命。
图4—5铁口处的铁水以射流状落人贮铁式主沟的情况示意图
1—铁口孔道；2—落差；3—最小射流距离；4—最大射流距离；5—与铁水体积对应的主沟长度； 6—落入范围；7—射流落入体积；8—沟底泥料；α—铁口角度；β—落入角度垫沟料采用氧化铝一碳化硅一炭系列，制作工艺采用浇注型、预制块型。
◆铺设有撇渣器。
撇渣器又称砂口，它位于出铁主沟末端，是出铁过程中利用渣铁密度的不同而使之分离的关键设备。大型高炉撇渣器与大沟成为一个整体。
◆铺设有支铁沟
支铁沟又称弯沟，它是位于撇渣器后至铁水沟流嘴之间的铁水沟。
◆设有贮备炉前常用的炮泥、覆盖剂、焦粉、河沙等耐火材料和一些必要工具的仓库。四、高炉炉前操作指标
1．出铁次数的确定
出铁次数的确定原则：
◆每次最大出铁量不超过炉缸的安全容铁量；
◆足够的出铁准备工作时间；
◆有利于高炉顺行；
◆有利于铁口的维护。
2．炉前操作指标
◆出铁正点率
出铁正点是指按时打开铁口并在规定的时间内出净渣铁。
不按正点出铁，会使渣铁出不净，铁口难以维护，影响高炉的顺行，还会影响运输和炼钢生产。
◆铁口深度合格率
铁口深度合格率是指铁口深度合格次数与实际出铁次数的比值。
铁口过浅容易造成出铁事故，长期过浅甚至会导致炉缸烧穿，铁口过深则延长出铁时间。
◆铁量差
为了保持最低的铁水液面的稳定，要求每次实际出铁量与理论计算出铁量差值(即铁量差)不大于l0％～l5％：
铁量差=nt理—t实
式中 n——两次出铁间的下料批数，批；
t理——每批料的理论出铁量，t；
t实——本次实际出铁量，t。
铁量差小表示出铁正常，这样就有利于高炉的顺行和铁口的维护。
◆全风堵口率
正常出铁堵铁口应在全风下进行，不应放风。
◆上渣率
有渣口的高炉，从渣口排放的炉渣称为上渣，从铁口排出的炉渣称为下渣。
上渣率是指从渣口排放的炉渣量占全部炉渣量的百分比。
上渣率高(一般要求在70％以上)，说明上渣放得多，从铁口流出的渣量就少，减少了炉渣对铁口的冲刷和侵蚀作用，有利于铁口的维护。
五、出铁操作
1．出铁口的构造和工作条件
◆出铁口的构造
出铁口的整体构造如图4—6所示。铁口由铁口框架、冷却板、砖套、铁口孔道等组成。
图4—6 铁口整体结构剖面示意图
1—铁口孔道；2—铁口框架：3—炉皮；4—炉缸冷却壁；5—填充料；
6—砖套； 7—砖墙；8—铁口保护板；9—泥套
◆出铁口的工作条件
受到高温、机械冲刷和化学侵蚀等一系列的破坏作用，工作条件十分恶劣。
◆开炉后生产中铁口的状况
开炉后生产中铁口的状况见图4—7。
图4—7开炉后生产中铁口的状况
1—炉缸焦炭；2—炉墙渣皮；3—旧堵泥；4—残存的炉墙砖；
5—出铁时泥包被渣铁侵蚀变化情况；6—残存的炉底砖；7—新堵泥
高炉生产一段时间后，铁口区的炉底、炉墙都受到严重的侵蚀，仅靠出铁后堵泥形成的泥包和渣皮来维持，
2．铁口的维护
◆保持正常的铁口深度
生产中铁口深度是指从铁口保护板到红点(与液态渣铁接触的硬壳)间的长度。根据铁口的构造，正常的铁口深度应稍大于铁口区炉衬的厚度。
不同炉容的高炉，要求的铁口正常深度范围见表4—9
表4—9铁口深度
维持正常足够的铁口深度，可促进高炉中心渣铁流动，抑制渣铁对炉底周围的环流侵蚀，起到保护炉底的效果。同时由于深度较深，铁口通道沿程阻力增加，铁口前泥包稳定，钻铁口时不易断裂。
在高炉出铁口角度一定的条件下，铁口深度增长时，铁口通道稳定，有利于出净渣铁，促进炉况稳定顺行。
铁口过浅的危害：
①铁口过浅，无固定的泥包保护炉墙，在渣铁的冲刷侵蚀作用下，炉墙越来越薄，使铁口难以维护，容易造成铁水穿透残余的砖衬而烧坏冷却壁，甚至发生铁口爆炸或炉缸烧芽等重大恶性事故。
②铁口过浅，出铁时往往发生“跑大流”和“跑焦炭”事故，高炉被迫减风出铁，造成煤气流分布失常、崩料、悬料和炉温的波动。
③铁口过浅，渣铁出不尽，使炉缸内积存过多的渣铁，恶化炉缸料柱的透气性，影响炉况的顺行，同时还造成上渣带铁多，易烧坏渣口，给放渣操作带来困难，甚至造成渣口爆炸。
④铁口过浅，在退炮时还容易发生铁水冲开堵泥流出，造成泥炮倒灌，烧坏炮头，甚至发生渣铁漫到铁道上，烧坏铁道的事故。有时铁水也会自动从铁口流出，造成漫铁的事故。
保持正常的铁口深度的操作：
①每次按时出净渣铁，并且渣铁出净时，全风堵出铁口。
②正确地控制打泥量。2500 m3高炉通常每次泥炮打泥量在300 kg，炮泥单耗0．8 k ／t。
③炮泥要有良好的塑性及耐高温渣铁磨蚀和熔蚀的能力。炮泥制备时配比准确、混合均匀、粒度达到标准及采用塑料袋对炮泥进行包装。
④加强铁口泥套的维护。
⑤放好上渣。
⑥严禁潮铁口出铁。
◆固定适宜的铁口角度
铁口角度是指出铁时铁口孔道的中心线与水平面间的夹角。
使用水平导向梁国产电动开铁口机，铁口角度的确定是把钻头伸进铁口泥套尚未转动时钻杆与水平面的最初角度。
对风动旋转冲击式开口机而言，铁口角度由开口机导向梁的倾斜度来确定。
高炉一代炉龄铁口角度变化见表4—10和表4—11。
表4—10一代炉役中铁口角度变化参考值
表4—11 高炉一代炉齿各链口角变化
平时铁口角度应固定，以便保持死铁层的厚度，保护炉底和出净渣铁。同时也可使堵铁口时，铁口孔道内的渣铁水能全部倒回炉缸中，避免渣铁夹入泥包中，引起破坏和给开铁口造成困难。
◆保持正常的铁口直径
铁口孔道直径变化直接影响到渣铁流速。
开口机钻头可参考表4—12选用。
表4—12压力、铁种选用开口机钻头直径
◆定期修补、制作泥套
在铁口框架内距铁口保护板250～300mm的空间内，用泥套泥填实压紧的可容纳炮嘴的部分叫铁口泥套。
只有在泥炮的炮嘴和泥套紧密吻合时，才能使炮泥在堵口时能顺利地将泥打人铁口的孔道内。
更换泥套的方法：
①更换旧泥套时，应将旧泥套泥和残渣铁抠净，深度应大于150～250mm。
②填泥套泥时应充分捣实，再用炮头准确地压出30～50mm的深窝。
③退炮后挖出直径小于炮头内径，深150mm，与铁口角度基本一致的深窝。
④用煤气烤干。
泥套的使用与管理：
①铁口泥套必须保持完好，深度在铁口保护板内50～80 mm，发现损坏立即修补和新做。
②使用有水炮泥高炉捣打料泥套每周做一次，无水炮泥高炉定期制作。
③在日常工作中，长期休风时泥套必须重新制作。详细检查铁口区是否有漏水、漏煤气现象；铁口框是否完好；铁口孔道中心线是否发生变化。
④堵口操作时，连续发生两次铁口跑泥，应重新做铁口泥套。
⑤如果在出铁中发现泥套损坏，应拉风低压或休风堵铁口。
⑥堵铁口时，铁口前不得有凝渣。为使泥炮头有较强的抗渣铁冲刷能力，可在炮头处采取加保护套及使用复合炮头。
⑦制作泥套时应两人以上作业，防止煤气中毒。在渣铁未出净、铁口深度过浅时，禁止制作铁口泥套。
⑧解体旧泥套使用的切削刮刀角度应和泥炮角度一致。
⑨制作泥套应尽量选择在高炉计划休风时进行。
◆控制好炉缸内安全渣铁量
3．打开出铁口的方法
◆打开出铁口时间
打开铁口时间有以下情况：
①有渣口高炉铁口堵口后，经过一定的时间或若干批料后放上渣，直至炉前出铁。
②大型高炉一个出铁口出完铁后堵口，再间隔一段时问，打开另一个出铁口出铁。
③大型高炉多个出铁口轮流出铁时，即一个铁口堵塞后，马上按对角线原则打开另一个铁口。
④现代大高炉(>4000 m3)为保证渣铁出净及炉况稳定，采用连续出铁，即一个出铁口尚未堵上即打开另一个铁口，两个铁口有重叠出铁时间。
◆打开出铁口方法
打开出铁口的方法如下：
①用开口机钻到赤热层(出现红点)，然后捅开铁口，赤热层有凝铁时，可用氧气烧开。
②用开口机将铁口钻漏，然后将开口机迅速退出。
③采用双杆或换杆的开口机，用一杆钻到赤热层，另一杆将赤热层捅开。
④埋置钢棒法。将出铁口堵上后20～30 min拔炮，然后将开口机钻进铁口深度的2／3，此时将一个长5 m的圆钢棒(≯40～50 mm)打入铁口内，出铁时用开口机拔出。
⑤烧铁口。采用一种特制的氧枪烧铁口，事先将送风风口和铁口区域烧通。
4.堵铁口及拔炮作业程序
铁口见喷时进行堵前试炮，确认打泥活塞堵泥接触贴紧，铁口前残渣铁清理干净，铁口泥套完好，进行堵铁口操作。程序如下：
◆启动转炮对正铁口，并完成锁炮动作。
◆启动压炮将铁口压严，做到不喷火、不冒渣。
◆启动打泥机构打泥，打泥量多少取决于铁口深度和出铁情况。
◆用推耙推出撇渣器内残渣。
◆堵铁口后拔炮时间：有水炮泥5～10 min，无水炮泥20～30 min。
◆拔炮时要观察铁口正面无人方可作业。
◆抽回打泥活塞200～300 min，无异常再向前推进100～150 min。
◆启动压炮，缓慢间歇地使炮头从铁口退出抬起。
◆保持挂钩在炉上2～3 min (或自锁同样时间)。
◆泥炮脱钩后，启动转炮退回停放处。
5．出铁操作
◆出铁前的准备工作
出铁前的准备工作如下：
①清理好渣、铁沟，垒好砂坝和砂闸。
②检查铁口泥套、撇渣器、渣铁流嘴是否完好，发现破损及时修补和烤干。
③泥炮装好泥并顶紧打泥活塞，装泥时要注意不要把硬泥、太软的泥和冻泥装进泥缸内。
④开口机、泥炮等机械设备都要进行试运转，有故障应立即处理。
⑤检查渣铁罐是否配好，检查渣铁罐内是否有水或潮湿杂物，有没有其他异常，发现问题及时联系处理，如冲水渣应检查水压是否正常并打开正常喷水。
⑥钻铁口前把撇渣器内铁水表面残渣凝盖打开，保证撇渣器大闸前后的铁流通畅。
⑦准备好出铁用的河沙、覆盖剂、焦粉等材料及有关的工具。
◆铁沟的操作
新做的铁沟应彻底烤干，每次出完铁后应清理干净，如有损坏要进行修补，修补时必须把旧料及残渣铁清理干净，然后填进新料按规定尺寸捣紧烤干。
◆出铁操作安全注意事项
出铁操作安全注意事项包括：
①穿戴好劳保用品，以防烧伤。
②开铁口时，铁口前不准站人，打锤时先要检查锤头是否牢固，锤头的轨迹内无人。
③出铁时，不准跨越渣、铁沟，接触铁水的工具要先烤热。
④湿手不准操作电器。
⑤干渣不准倒入冲制箱内。
⑥装炮泥时，手不准伸进装泥孔。
⑦不准戴油手套开氧气，严禁吸烟，烧氧气时手不可握在胶管和氧气管的接头处。
◆铁水和炉渣的流速
渣铁流速与铁口直径、铁口深度、炮泥强度(耐磨蚀与熔蚀的能力)、出铁口内径粗糙度、炉缸铁水和熔渣层水平面的厚度、炉内的煤气压力等因素有关，见表4—13。
表4—13 工作因素对出铁量的影响
◆出铁事故及处理
铁口事故发生的现象、产生的原因及处理方法如表4—14
表4—14铁口事故的现象、原因及处理
高炉炉前操作
六．撇渣器的操作
1．撇渣器的构造
撇渣器由前沟槽、大闸、过道眼、小井、砂坝、砂闸和残铁眼组成。
2．撇渣器的种类
活动式可整体更换的撇渣器、双撇渣器和水冷式撇渣器。
3．撇渣器的要求
◆撇渣器的尺寸要合适，孔道过大，渣铁分离不好，导致撇渣器过渣，孔道过小对铁流阻力大，易发生憋流，造成铁水流人渣罐的事故。
◆渣沟不过铁，铁沟不过渣。
4．撇渣器的工作原理
利用渣铁密度的不同，使熔渣浮在铁水面上，撇渣器的铁水出口处(小井)有一定的高度，使大闸前后保持一定的铁水深度，过道眼连通着前沟槽和小井，仅让铁水通过，达到渣铁分离的目的。浮在铁水面上的熔渣，被大闸挡住，当前沟槽中的铁水面上积聚了一定量的熔渣后，推开砂坝使熔渣流入下渣沟内。
5．撇渣器的操作及注意事项
撇渣器的操作及注意事项包括：
◆钻铁口前必须把撇渣器铁水面上(挡渣板前后)的残渣凝结盖打开，残渣凝铁从主沟两侧清除。
◆出铁过程中见少量下渣时，可适当往大闸前的渣面上撒一层覆盖剂保温。
◆当主沟中铁水表面被熔渣覆盖后，熔渣将要外溢出主沟时，打开砂坝，使熔渣流入下渣沟(此时冲渣系统处于待工作状态)。
◆出铁作业结束并确认铁口堵塞后，将砂闸推开，用推耙推出撇渣器内铁水面上剩
余的熔渣。
◆主沟撇渣器的表面(包括小井的铁水面)撒覆盖剂进行保温。
七．放渣操作
1．渣口装置
一般小型高炉的渣口装置均由4个套(大套、二套、三套和小套)组成，目前部分大型高炉已取消了渣口。如图4—8所示。
图4－8 渣口装置
l－渣口小套；2－渣口三套；3－渣口二套；4－渣口大套； 5－冷却水管；6－挡杆；7－固定楔；8－炉皮；9－大套法兰；l0－石棉绳
大套和二套由于有砖衬保护，不直接与铁水接触，热负荷较低，因而采用中间嵌有循环冷却水管的铸铁结构。
三套和渣口直接与渣铁接触，热负荷大，采用导热性好的铜质空腔式结构。
渣口大套安装在固定于炉壳上的大套法兰内，各套之间的接触面均加工成圆锥面，使彼此接触严密，又便于拆卸更换。大套和法兰接触面的间隙，必须用粘有耐火泥加玻璃水的石棉绳塞紧，以免漏煤气。
2．放渣时间的确定
确切的放渣时间应该是熔渣面已达到或超过渣口中心线时开始打开渣口放渣。
实际生产中放渣时间的确定通常根据上次出铁堵口后至打开渣口出渣的间隔时间依据铁渣量、上次出铁情况和上料批数来确定。
渣口打开后，如果从渣口往外喷煤气或火星，渣流很小或没有渣流，说明炉缸内积存的熔渣还没有达到渣口水平面，此时应堵上渣口稍后再放。
3．放渣操作
放好上渣的意义：
◆可减轻炉渣对炉墙壁的侵蚀。
◆及时放出上渣可减少炉缸中的存渣，改善炉内料柱的透气性，为炉况顺行创造条件。
◆多放上渣，下渣量必定减少，可减轻熔渣对铁口的冲刷侵蚀，有利于铁口的维护。
放渣前的准备工作：
◆放渣前要清理好并垫好渣沟，检查渣口泥套、水槽及沟嘴是否完好，叠好各道拨流闸板。
◆检查堵渣机是否正常好用，冷却水、压缩空气是否已开启，堵渣机头与渣口小套是否对好，防止到时堵不上渣口。
◆检查渣罐是否对正沟嘴，罐内有无积水和潮湿杂物，防止发生渣罐爆炸。如冲水渣，按冲水渣要求办。
◆检查渣口各套有无漏水，固定装置是否坚固，冷却水是否正常。
◆准备好放渣用的工具，如长短钢钎、大锤、瓦套、楔子、铁锹、通渣口用的长铁棍、人工堵渣口用的堵耙等。
放渣操作：
◆采用带风堵渣机时，堵渣机头拔出，炉渣会自动流出，一般应用铁钎子打开渣口。如渣口眼内有铁打不动时，可用氧气烧开渣口。正常情况下是不需要的。
◆放渣过程中应随时观察放渣情况，渣口破损或带铁严重时应立即堵上；如发现渣罐将满(要求罐内液面距罐的上沿300 mm)或机车来拉渣罐时，也应立即堵口。
◆放渣过程中应做到勤放、勤捅、勤堵，渣口两侧如有积渣要随时清理，防止积渣影响堵口工作。
4．渣口的维护
◆按高炉规定的料批及时打开渣口放渣，要求上下渣比的合格率达到70％以上，渣中带铁多时，应勤透、勤堵、勤放。
◆渣口泥套必须完整无缺，保持完整适宜的渣口泥套，发现破损应在放渣前及时修补，做新泥套时一定要把残渣抠净，泥套要与渣口严密接触，与渣口眼下沿平齐，不得偏高或偏低，新泥套应烤干后使用。
◆保持渣口大套和二套表面的砌砖完好，三套的顶辊和小套的固定销子要牢固，做到定时检查。
◆长期休风和中修开炉，在铁口角度尚未达到正常及炉温未达正常水平时，不允许渣口放渣。
◆渣铁连续出不净，铁面上升到渣口水平面时，严禁放渣。
◆正确使用堵渣机，拔堵渣机时应先轻拔，拔不动时应用大锤敲打堵渣机后再放。防止渣口松动带活，造成渣口冒渣的事故。对于新换的渣口放第一次渣时，原则上用耧耙堵渣口。
◆发现渣口损坏应及时堵上并更换，严禁用坏渣口放渣。
5．渣口带铁的判断方法
◆炉温偏低时，渣流中有许多细密的小火星跳跃，类似低炉温出铁时铁沟中的“牛毛”火花。
◆炉温充足，放渣时从渣口往外喷火花，从流嘴处也可看到渣流下面有铁滴细流和火花。
◆在不易做出判断时，可堵上渣口，观察渣沟内有无沉在沟底的铁水细流。
6．渣口事故及处理
◆渣口冒渣
冒渣的原因：因新换的渣口没上严或堵渣口时，堵渣机冲力过大；堵渣机头与渣口的接触过紧，拔堵渣机时又没事先打松堵渣机头，硬拔时把渣口带出，使渣口和中套间产生缝隙，熔渣从缝隙中流出。
处理方法：发现渣口冒渣，高炉应先降压减风，缓解熔渣对接触面的冲刷侵蚀，同时减慢料速，防止铁水面上升到冒渣部位。第二步立即组织出铁，使渣面快速回落而终止冒渣。出完铁后即可休风处理，如渣口已坏应立即更换。
预防措施：新换渣口一定要上到位并打紧固定楔，如渣口的保护性渣皮层上有突出的残铁或残渣阻挡着上不严时，可用钎子打掉，若打不掉，可用氧气烧，确保渣口上到位。
◆渣口爆炸
渣口爆炸的原因：
①渣铁连续出不净，使炉缸的铁水超过安全容铁量；
②炉缸工作不活跃，有堆积现象；
③长期休风后开炉或炉缸冻结，炉底结厚，使炉内铁水面升高；
④小套破损未及时发现，放渣时带铁多。
避免渣口爆炸事故发生采取的措施：
①严禁坏渣口放渣；
②发现渣中带铁严重时，应立即堵上渣口，渣流小时应勤透；
③不能正点出铁时，应适当减风控制炉缸内渣铁的数量；
④炉缸冻结时，可采用特制的炭砖套制成的渣口放渣；
⑤中修开炉时可不放上渣，大修开炉放上渣以疏通为主；
⑥发生爆炸要立即减风或休风，尽快出铁，组织抢修。
◆渣口连续破损
渣口在短时间内连续烧坏，这种现象称为渣口连续破损。
造成渣口连续破损的主要原因是：炉缸堆积，渣口区域有铁水聚积，或者因边缘太重，煤气流分布失调，渣铁分离不好，放渣时渣流不正常，渣口带铁多。
防止渣口连续破损的措施：在高炉操作中采用使炉缸工作均匀活跃的调剂手段。
◆渣口自动流渣
渣口自动流渣的处理：立即堵上渣口或用原渣口堵上打紧。
渣口自动流渣的防止方法：渣铁未出净前不得更换渣口。
◆渣口有凝铁堵不上
事故产生原因：
①堵渣机塞头运行轨迹偏斜；
②泥套破损或不正，塞头不能正常入内；
③渣口小套与泥套接合处有凝铁；
④塞头老化、不规则，上面粘有渣铁。
采取的措施：
①加强设备的检查，接班后应试堵；
②保持泥套的完好，不用泥套损坏的渣口放渣；
③塞头应完好；
④对用氧气烧开的渣口，放渣时应勤透，堵口前适当喷射后再堵；
⑤渣口堵不上时应酌情减风或用耧耙堵；
⑥当炉况失常时，无论用堵渣机还是用人工堵耙都堵不住，熔渣继续外流，可将渣口捅大一些或拉风降压用人工堵上渣口，渣口堵上后即可恢复风量，待出完铁后再更换渣口。
高炉冶炼工艺--高炉基本操作
高炉基本操作制度
高炉炉况稳定顺行：一般是指炉内的炉料下降与煤气流上升均匀，炉温稳定充沛，生铁合格，高产低耗。
操作制度：根据高炉具体条件(如高炉炉型、设备水平、原料条件、生产计划及品种指标要求)制定的高炉操作准则。
高炉基本操作制度：装料制度、送风制度、炉缸热制度和造渣制度。
一、炉缸热制度
1.炉缸热制度的概念
高炉炉缸所应具有的温度和热量水平。
炉温一般指高炉炉渣和铁水的温度，即“物理热”。一般铁水温度为1350～1550℃，炉渣温度比铁水温度高50～100℃。
生产中常用生铁含硅量的高低来表示高炉炉温水平，即“化学热”。
2.炉缸热制度的作用
直接反映炉缸的工作状态，稳定均匀而充沛的热制度是高炉稳定顺行的基础。
3.热制度的选择
◆根据生产铁种的需要，选择生铁含硅量在经济合理的水平。
冶炼炼钢生铁时，[Si]含量一般控制在0.3％～0.6％之间。冶炼铸造生铁时，按用户要求选择[Si]含量。且上、下两炉[Si]含量波动应小于0.1％。
◆根据原料条件选择生铁含硅量。
冶炼含钒钛铁矿石时，允许较低的生铁含硅量；用铁水的[Si]+[Ti]来表示炉温。
◆结合高炉设备情况。
如炉缸严重侵蚀时，以冶炼铸造铁为好。
◆结合技术操作水平与管理水平。
原燃料强度差、粉末多、含硫高、稳定性较差时，应维持较高的炉温；反之在原燃料管理稳定、强度好、粉末少、含硫低的条件下，可维持较低的生铁含硅量。
4.影响热制度的主要因素
◆原燃料性质变化
主要包括焦炭灰分、含硫量、焦炭强度、矿石品位、还原性、粒度、含粉率、熟料率、熔剂量等的变化。
矿石品位提高1％，焦比约降低2％，产量提高3％。
烧结矿中FeO含量增加l％，焦比升高l．5％。
矿石粒度均匀有利于透气性改善和煤气利用率提高。
焦炭含硫增加0．1％，焦比升高l．2％～2．0％；灰分增加l％，焦比上升2％左右。
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4—1。
表4—1 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4—2。
表4—2 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4—1。
图4—1 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，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4—2。
图4—2 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±1g／m3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±35～45℃
◆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20～30℃，无烟煤为下限，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50℃／h。
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。
◆鼓风湿分
鼓风中湿分增加lg／m3，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
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。
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50°～53°。
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，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O／C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α越大炉料越布向边缘。当αC>αO时边缘焦炭增多，发展边缘。当αO>αC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4—3所示。
表4—3环位和份数对气流分布影响
表中可知，从l～6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4—4所示。
表4—4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4—3所示。
图4—3 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W>W0，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W ◆当n=d／2时，即堆尖移至炉墙，W减小则中心减轻；若W 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。yB／y0、yG／y0和W0+N△W的关系构成的炉料批重特征曲线图4—4。 W0+N△W 图4—4 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0．45～0．50m，矿批厚度0．4～0．45m，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。 ◆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5％～8％，相当于10mm焦炭重量的1％～2％，但煤气浮力P与炉料重量Q 的比值(P／Q)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0.3～0.4mm，一般冶炼强度的煤气速度很容易达到4～8m／s，可把0.3～2mm的矿粉和l～3mm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1．5～2．0m。 ◆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，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： ①炉容越大，炉料的堆角越大，但都小于其自然堆角。 ②在碰点以上，料线越深，堆角越小。 ③焦炭堆角大于矿石堆角。 ④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，2～4m，4～6m3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4—5所示。 表4—5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；其次是最大限度地改善煤气利用， 降低焦炭消耗。 ①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。 ②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l6％～l8％。 ③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l9％～20％，最高达21％～22％。◆合理气流分布的温度特征 高炉炼铁生产工艺流程简介（一） 高炉冶炼目的：将矿石中的铁元素提取出来，生产出来的主要产品为铁水。付产品有：水渣、矿渣棉和高炉煤气等。高炉:炼铁一般是在高炉里连续进行的。高炉又叫鼓风炉，这是因为要把热空气吹入炉中使原料不断加热而得名的。这些原料是铁矿石、石灰石及焦炭。因为碳比铁的性质活泼，所以它能从铁矿石中把氧夺走，而把金属铁留下。 高炉的主要组成部分高炉炉壳：现代化高炉广泛使用焊接的钢板炉壳，只有极少数最小的土高炉才用钢箍加固的砖壳。炉壳的作用是固定冷却设备，保证高炉砌体牢固，密封炉体，有的还承受炉顶载荷。炉壳除承受巨大的重力外，还要承受热应力和部的煤气压力，有时要抵抗崩料、坐料甚至可能发生的煤气爆炸的突然冲击，因此要有足够的强度。炉壳外形尺寸应与高炉型、炉体各部厚度、冷却设备结构形式相适应。炉喉：高炉本体的最上部分，呈圆筒形。炉喉既是炉料的加入口，也是煤气的导出口。它对炉料和煤气的上部分布起控制和调节作用。炉喉直径应和炉缸直径、炉腰直径及大钟直径比例适当。炉喉高度要允许装一批以上的料，以能起到控制炉料和煤气流分布为限。炉身：高炉铁矿石间接还原的主要区域，呈圆锥台简称圆台形，由上向下逐渐扩大，用以使炉料在遇热发生体积膨胀后不致形 成料拱，并减小炉料下降阻找力。炉身角的大小对炉料下降和煤气流分布有很大影响。炉腰：高炉直径最大的部位。它使炉身和炉腹得以合理过渡。由于在炉腰部位有炉渣形成，并且粘稠的初成渣会使炉料透气性恶化，为减小煤气流的阻力，在渣量大时可适当扩大炉腰直径，但仍要使它和其他部位尺寸保持合适的比例关系，比值以取上限为宜。炉腰高度对高炉冶炼过程影响不很显著，一般只在很小围变动。炉腹：高炉熔化和造渣的主要区段，呈倒锥台形。为适应炉料熔化后体积收缩的特点，其直径自上而下逐渐缩小，形成一定的炉腹角。炉腹的存在，使燃烧带处于合适位置，有利于气流均匀分布。炉腹高度随高炉容积大小而定，但不能过高或过低，一般为3．0～3．6m。炉腹角一般为79～82 ；过大，不利于煤气流分布；过小，则不利于炉料顺行。炉缸：高炉燃料燃烧、渣铁反应和贮存及排放区域，呈圆筒形。出铁口、渣口和风口都设在炉缸部位，因此它也是承受高温煤气及渣铁物理和化学侵蚀最剧烈的部位，对高炉煤气的初始分布、热制度、生铁质量和品种都有极重要的影响。炉底：高炉炉底砌体不仅要承受炉料、渣液及铁水的静压力，而且受到1400～4600℃的高温、机械和化学侵蚀、其侵蚀程度决定着高炉的一代寿命。只有砌体表面温度降低到它所接触的渣铁凝固温度，并且表面生成渣皮（或铁壳），才能阻止其进一步受到侵蚀，所以必需对炉底进行冷却。通常采用 本文是我根据我的上传的上一个文库资料继续修改的，以前那个因自己也没有吃透，没有条理性，现在这个是我在基本掌握高炉冶炼的知识之后再次整理的，比上次更具有系统性。同时也增加了一些图片，增加大家的感性认识。希望本文对你有所帮助。 本次将高炉炼铁工艺流程分为以下几部分： 一、高炉炼铁工艺流程详解 二、高炉炼铁原理 三、高炉冶炼主要工艺设备简介 四、高炉炼铁用的原料 附：高炉炉本体主要组成部分介绍以及高炉操作知识 工艺设备相见文库文档： 一、高炉炼铁工艺流程详解 高炉炼铁工艺流程详图如下图所示： 二、高炉炼铁原理 炼铁过程实质上是将铁从其自然形态——矿石等含铁化合物中还原出来的过程。 炼铁方法主要有高炉法、 直接还原法、熔融还原法等，其 原理是矿石在特定的气氛中（还 原物质CO、H2、C；适宜温度 等）通过物化反应获取还原后的 生铁。生铁除了少部分用于铸造 外，绝大部分是作为炼钢原料。 高炉炼铁是现代炼铁的主 要方法，钢铁生产中的重要环节。 这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大,劳动生产率高,能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95％以上。 炼铁工艺是是将含铁原料（烧结矿、球团矿或铁矿）、燃料（焦炭、煤粉等）及其它辅助原料（石灰石、白云石、锰矿等）按一定比例自高炉炉顶装入高炉，并由热风炉在高炉下部沿炉周的风口向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料），在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧 化碳和氢气。原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降，在炉料下降和上升的煤气相遇，先后发生传热、还原、熔化、脱炭作用而生成生铁，铁矿石原料中的杂质与加入炉内的熔剂相结合而成渣，炉底铁水间断地放出装入铁水罐，送往炼钢厂。同时产生高炉煤气，炉渣两种副产品，高炉渣铁主要矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成，自渣口排出后，经水淬处理后全部作为水泥生产原料；产生的煤气从炉顶导出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。炼铁工艺流程和主要排污节点见上图。 本次将高炉炼铁工艺流程分为以下几部分： 一、高炉炼铁工艺流程详解 二、高炉炼铁原理 三、高炉冶炼主要工艺设备简介 四、高炉炼铁用的原料 附：高炉炉本体主要组成部分介绍以及高炉操作知识 工艺设备相见文库文档： 一、高炉炼铁工艺流程详解 高炉炼铁工艺流程详图如下图所示： 二、高炉炼铁原理 炼铁过程实质上是将铁从其自然形态——矿石等含铁化合物中 还原出来的过程。 炼铁方法主要有高炉法、直 接还原法、熔融还原法等，其原 理是矿石在特定的气氛中（还原 物质CO、H2、C；适宜温度等） 通过物化反应获取还原后的生 铁。生铁除了少部分用于铸造外， 绝大部分是作为炼钢原料。 高炉炼铁是现代炼铁的主要 方法，钢铁生产中的重要环节。这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大,劳动生产率高,能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95％以上。 炼铁工艺是是将含铁原料（烧结矿、球团矿或铁矿）、燃料（焦炭、煤粉等）及其它辅助原料（石灰石、白云石、锰矿等）按一定比例自高炉炉顶装入高炉，并由热风炉在高炉下部沿炉周的风口向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料），在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气。原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降，在炉料下降和上升的煤气相遇，先后发生传热、还原、熔化、脱炭作用而生成生铁，铁矿石原料中的杂质与加入炉内的熔剂相结合而成渣，炉底铁水间断地放出装入铁水罐，送往炼钢厂。同时产生高炉煤气，炉渣两种副产品，高炉渣铁主要矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成，自渣口排出后，经水淬处理后全部作为水泥生产原料；产生的煤气从炉顶导出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。炼铁工艺流程和主要排污节点见上图。 黄金冶炼工艺流程 我国黄金资源储量丰富，分布较广，黄金冶炼方法很多。其中包括常规的冶炼方法和新技术。冶炼方法、工艺的改进，促进了我国黄金工业的发展。目前我。国黄金产量居世界第五位，成为产金大国之一 黄金的冶炼过程一般为: 预处理、浸取、回收、精炼。 1. 黄金冶炼工艺方法分类 1.1 矿石的预处理方法 分为: 焙烧法、化学氧化法、微生物氧化法、其他预处理方法。 1.2 浸取方法浸取分为物理方法、化学方法两大类。其中，物理方法又分为混汞法、浮选法、重选法。化学方法分为氰化法（又分:氰化助浸工艺、堆浸工艺）与非氰化法（又分: 硫脲法、硫代硫酸盐法、多硫化物法、氯化法、石硫合剂法、硫氰酸盐法、溴化法、碘化法、其他无氰提金法）。 1.3 溶解金的回收方法 分为: 锌置换沉淀法、炭吸附法、离子交换法、其它回收方法。 1.4 精炼方法主要有全湿法，它包括电解法、王水法、液氯法、氯化法、还原法火法、湿法一火法联合法。 2. 矿石的预处理随着金矿的大规模开采，易浸的金矿资源日渐枯竭，难处理金矿将成为今后黄金工业的主要资源。在我国已探明的黄金储量中，有30%为难处理金矿。因此，难处理金矿的预处理方法成为当前黄金工业提金的关键问题。 难处理金矿，通常又称为难浸金矿或顽固金矿，它是指即使经过细磨也不能用常规的氰化法有效地浸出大部分金的矿石。因此，通常所说的难处理金矿是对氰化法而言的。 2.1 焙烧法 焙烧是将砷、锑硫化物分解，使金粒暴露出来，使含碳物质失去活性。它是处理难 浸金矿最经典的方法之一。焙烧法的优点是工艺简单，操作简便，适用性强，缺点是环境污染严重。含金砷黄铁矿一黄铁矿矿石中加石灰石焙烧，可控制砷和硫的污染；加碱焙烧可以有效固定S、As等有毒物质。美国发明的在富氧气氛中氧化焙烧并添加铁化合物使砷等杂质进入非挥发性砷酸盐中，国内研发的用回转窑焙烧脱砷法，哈萨克斯坦研发的用真空脱砷法以及硫化挥发法，微波照射预处理法，俄罗斯研发的球团法等都能有效处理含砷难浸金矿石。 2.2 化学氧化法化学氧化法主要包括常压化学氧化法和加压化学氧化法。 常压化学氧化法是为处理碳质金矿而发展起来的一种方法。常温常压下添加化学试剂进行氧化，如常压加碱氧化，在碱性条件下，将黄铁矿氧化成Fe(SO )，23砷氧化成As(OH)和AsO,后者进一步生成砷酸盐，可以脱除。主要的氧化剂 323 有臭氧、过氧化物、高锰酸盐、氯气、高氯酸盐、次氯酸盐、铁离子和氧等。加压氧化是采用加氧和加热的方法，通过控制化学反应过程来使硫氧化。根据不同的反应过程，可采用酸性或碱性条件。 加压氧化法具有金回收率高(9O% ~98% )、环境污染小、适应面广等优点，处理大多数含砷硫难处理金矿石或金精矿均能取得满意效果。加压氧化包括高压氧化、低压氧化和高温加压氧化。如加压硝酸氧化法，用硝酸将砷和硫氧化成亚砷酸和硫酸，使包裹金充分解离，金的浸出率在95% 以上，缺点是酸耗较高。 2.3 微生物氧化法微生物氧化又称细菌氧化，它是利用细菌氧化矿石中包裹了金的硫化物和砷化物而将金裸露出来的一种预处理方法。目前，细菌浸出可用于处理矿石和精矿，对精矿一般 采用搅拌浸出，对于低品位矿石则多采用堆浸。 所使用的细菌最适宜的是氧化亚铁硫杆菌，目前已在工业上获得应用。氧化亚铁硫 白云鄂博矿床的物质成分 白云鄂博矿床物质成分极为复杂，已查明有73种元素，170多种矿物。其中，铌、稀土、钛、锆、钍及铁的矿物共近60种，约占总数的35％。主要矿石类型有块状铌稀土铁矿石、条带状铌稀土铁矿石、霓石型铌稀土铁矿石、钠闪石型铌稀土铁矿石、白云石型铌稀土铁矿石、黑云母型铌稀土铁矿石、霓石型铌稀土矿石、白云石型铌稀土矿石和透辉石型铌矿石。 稀土生产工艺流程图 白云鄂博矿 矿石粉碎 弱磁、强磁选矿 铁精矿 强磁中矿、尾矿 稀土精矿 稀土选矿 火法生产线 汽车尾气净化器 永磁电机 节能灯 风力发电机 各种发光标牌 电动汽车 电动 核磁共振 自行车 磁悬浮 磁选机 稀土精矿硫酸法分解(decomposition of rare earth concentrate by suIphuric acid method) 稀土精矿用硫酸处理、生产氯化稀土或其他稀土化合物的稀土精矿分解方法。本法具有对原料适应性强、生产成本低等优点，是稀土精矿工业上常用的分解方法，广泛用于氟碳铈矿精矿、独居石精矿和白云鄂博混合型稀土矿精矿的分解。主要有硫酸化焙烧一溶剂萃取法、硫酸分解一复盐沉淀法、氧化焙烧一硫酸浸出法三种工艺。 硫酸化焙烧-溶剂萃取主要用于分解白云鄂博混合型稀土矿精矿生产氯化稀土。白云鄂博混合型稀土矿精矿成分复杂，属于难处理矿，其典型的主要成分(％)为：RE2O350～55，P2.5～3.5，F7～9，Ca7～8，Ba1～4，Fe3～4，ThO2约0.2。精矿中放射性元素钍和铀含量低，冶炼的防护要求不高，适于用硫酸化焙烧法分解。 原理经瘩细的稀土精矿与浓硫酸混合后加热焙烧到423～673K温度时，稀土和钍均生成水溶性的硫酸盐。氟碳铈矿与硫酸的主要反应为： 2REFCO3+3H2SO4=RE2(SO4)3+3HF↑+2CO2+2H2O 独居石与硫酸的主要反应是： 2REPO4+3H2SO4=RE2(SO4)3+2H3PO4 Th3(PO4)4+6H2SO4=3Th(SO4)2+4H3PO4 铁、钙等杂质也生成相应的硫酸盐。分解产物用精矿质量12倍的水浸出，获得含稀土、铁、磷和钍的硫酸盐溶液。控制不同的焙烧温度、硫酸用量和水浸出的液固比，即可改变分解效果。当硫酸与稀土精矿的量比为1.5～2.5、分解温度503～523K、水浸出液含RE2O350～70g/L时，钍、稀土、磷、铁等同时进入溶液。上述焙烧和浸出条件主要用于独居石精矿和白云鄂博混合型稀土矿精矿的分解。当硫酸与稀土精矿的量比为1.2～1.4、分解温度413～433K、水浸出溶液含游离硫酸50％时，主要是钍进入溶液，大部分稀土则留在渣中。当硫酸与稀土精矿的量比为1.2～1.4、分解温度573～623K、水浸出液含RE2O350g/L时，则稀土进入溶液，钍和铁等留在渣中。通过控制焙烧和浸出条件，就可使稀土与主要伴生元素得以初步分离。 工艺过程从稀土精矿到获得氯化稀土，主要经过硫酸化焙烧、浸出除杂质和溶剂萃取转型等过程。 (1)硫酸化焙烧。白云鄂博混合型稀土矿精矿粉与浓硫酸在螺旋混料机内混合后，送入回转窑进行硫酸化焙烧分解。控制进料端(窑尾)炉气温度493～，523K，焙烧分解过程中炉料慢慢移向窑前高温带，氟碳铈矿和独居石与硫酸作用生成可溶性的硫酸稀土。铁、磷、钍等则形成难溶于水的磷酸盐。炉料随着向高温带移动温度不断升高，过量的硫酸逐渐被蒸发掉。当炉料运行到炉气温度为11’73K左右的窑前出料端时，炉料温度达到623K左右，并形成5～10mm的小粒炉料，称为焙烧料，从燃烧室侧端排出。 (2)浸出除杂质。焙烧料含硫酸3％～7％，直接落入水浸槽中溶出稀土，而杂质几乎全部留在渣中与稀土分离。制得纯净的硫酸稀土溶液含RE2O340g/L、Fe0.03～0.05g/L、P约0.005g/L、Th<0.001g/L，酸0.1～0.15mol/L。用此溶液生产氯化稀土。 (3)溶剂萃取转型。用溶剂萃取法使硫酸稀土转变成为氯化稀土的过程。这种工艺已用于取代传统的硫酸复盐沉淀、碱转化等繁琐转型工艺。这是中国在20世纪80年代稀土提取流程的一次重大革新。溶剂萃取转型采用羧酸类(环烷酸、脂肪酸)萃取剂，预先用氨皂化，然后直接从硫酸稀土溶液中萃取稀土离子，稀土负载有机相用含HCl6mol/L溶液反萃稀土，制得氯化稀土溶液。萃取和反萃取过程采用共流萃取(见溶剂革取)方式。萃余液pH为7.5～8.0，含RE2O310mg/L 左右，稀土萃取率超过99％。盐酸反萃液含RE2O3250～270g/L，含游离酸0.1～0.3mol/L。采用减压浓缩方式将反萃液浓缩制成氯化稀土。氯化稀土的主要成分(质量分数ω/％)为：RE2O3约46，Fe0.01，P0.003，Th0.0002，SO42-<0.01，Ca1.25，NH4+1～2。1982年中国用上述流程在甘肃稀土公司建成一条年产氯化稀土约6000t的生产线，经过近十年的生产实践证明，工艺流程稳定、操作简单、经济效益好。 炼铁工艺概述 一、炼铁概述 1、炼铁的目地 现代社会人类对钢材的需求量十分巨大，钢材有其他各种材质所无法取代的，硬度、延展性、稳定性、强度和可加工性，以及取得较容易，产量大等特点。得到了人类的特殊青睐。广泛应用于有人类活动存在的各个领域。已经成为一种不可取代的和不可或缺的基础材料，正是基于这种巨大的社会需求，人类几千年来都在发明发展制造钢材。据估计，2005年中国的钢材产量将达到2.5亿吨以上。制造钢材的过程是庞大而复杂的，所谓的制造钢材就是将自然界中存在的易取得的资源，经过特殊方法制造为人类需求的各种材质、尺寸的钢材，如线、管、板、特型钢等。制造钢材是由许多工序联合完成的，而炼铁是大型钢铁联合企业的中心环节，炼铁是将化合物的铁矿石转化为单质铁的一个过程,设备复杂庞大、技术含量高、工艺复杂。炼铁技术经过几千年的发展,发展为两个大的派别：1 高炉炼铁.；2 直接还原铁。高炉占所有出铁产量的90％以上，直接还原铁技术不成熟。尘铁质量差，因而各国普遍采用的是高炉炼铁。我厂也是采用高炉炼铁，因而直接还原铁不讲。 2、钢铁联合企业工艺流程图 铁矿山 采矿（爆破、粉碎） 矿石 选矿（浮选、磁选） 脉石 白灰精粉 白云石烧结（竖炉、带式烧结机） 煤粉 球团矿，烧结矿 熔剂炼铁焦炭、焦化煤粉 （高炉）（焦炉） 铁水炉渣 增碳剂、灰石、脱氧剂、炼钢（转炉、连铸） 钢坯 线材管材棒材型材 二、炼铁概述 1、炼铁工艺流程图（七大系统） 皮带 放散 铸铁机销售 水冲渣 水渣 销售 新水高压水 井或河流泵站冷却器 【加压、加药、降温】 氧气 空气制氧机 电 变电站设备 蒸汽保温 锅炉或电厂吹扫 保压 空气冲压 空压机制动 吹扫 2、七大系统 1 上料系统矿槽、皮带、筛子、料车、主卷扬、炉顶 2 送风系统风机、放风阀、热风炉、风口 3 渣铁渣铁处理系统开口机、铁罐、铸铁机、天车、堵渣机 4 煤气处理系统重力除尘器、布袋、高压阀组 5 喷煤系统球磨机、中速、喷吹罐、喷枪 6 冷却系统水泵、冷却壁、冷却板、风渣口 7 高炉本体及冶炼炉皮、冷却壁、炉墙 三、高炉冶炼 炉煤 炉料煤气成分煤气温度 料气温度 20℃CO+CO2+N2+H2O+CH4200℃ CO+CO2+N2 CO+N2+H2 O2 +N2 H2O 1800℃ 1500℃2100℃ 2、冶炼原理 方程式 Fe2O3+CO=2FeO+CO2 Fe2O3+C=2FeO+CO Fe2O3+H2=2FeO+H2O Fe3O4+CO=3FeO+CO2 Fe3O4+C=3FeO+CO Fe3O4+H2=3FeO+H2O FeO+CO=Fe+CO2 FeO+C=Fe+CO FeO+H2=Fe+H2O 2C+O2=2CO 1.3 企业基本情况 新绛县祥益工贸有限公司根据山西省发展和改革委员会(晋发改备案【2007】146号)批文，建设450m3高炉，并配套建设90m3带式烧结机等。 新绛县祥益工贸有限公司位于运城市新绛县煤化工业园区，厂址距新绛县城10km,距离同蒲铁路侯马北货站10km，距大运高速公路出口2.5km，距晋韩高速公路出口3km，交通运输十分便利，地理位置非常优越。 新绛县祥益工贸有限公司占地面积约28万m2，目前拥有职工600余人，其中中层管理人员20人，各类专业技术人员40余人（其中高级技术人员3人，中级技术人员20人），职工队伍稳定，职工素质普遍提高。公司紧紧依托当地丰富的矿产资源优势，艰苦创业，我稳步发展。 新绛县祥益工贸有限公司始终坚持质量第一、信誉为本的宗旨，依靠全体员工团结拼搏、积极开拓、艰苦创业、自强不息的努力，企业迅速发展壮大，为新绛县经济发展做出贡献。 1.4 高炉生产工艺简述 高炉冶炼用的焦炭、含铁原料、溶剂在原料厂和烧结厂加工处理合格后，用皮带机运至料仓贮存使用。 各种炉料在仓下经二次筛分、计量后，按程序由仓下皮带机送到高炉料坑，由料车将炉料至炉顶加入炉内进行冶炼。 高炉冶炼的热源主要来源于焦炭和煤粉的燃烧。各种原料在炉内进行复杂的理化反应，炉内承受着高温高压作用。为此，高炉内要砌耐火材料，并在高温区和重要部位设冷却壁，确保高炉安全生产。 高炉冶炼用风由鼓风机站供给，冷风以热风炉加热后送入高炉。 高炉冶炼主要产品是生铁，副产品为煤气、炉渣、炉尘等。 高炉的铁水用铁水罐拉至铸铁机进行铸铁，或用汽车将铁水罐直接送至铸铁机进行铸铁，或用汽车将铁水罐直接送至炼钢厂进行炼钢。 高炉煤气经除尘、净化后一部分供热风炉烧炉，余下部分供烧结机、喷煤和6000kw发电机组。 高炉炉渣在炉前进行水冲渣，水渣送至建材厂制砖，或送至水泥厂作为制作水泥的原料。 高炉产生的各种原料、重力除尘拉到烧结厂进行配料烧结，煤气除尘的布袋拉到建材厂进行综合利用。 高炉生产工艺流程见图二。 1.6烧结生产工艺简述 90m3烧结机主要包括烧结机及相应配套的原料系统、配料系统、混料系统、破碎、筛分系统、鼓风冷却系统、成品贮存系统以及供风、供水、供电等辅助设施。 该工程主要由生产设施、辅助设施和生活设施三大部分组成，其中生活设施由建设单位同意考虑，故本设计只考虑生产设施和辅助设施。 生产设施包括原料及配料系统，主烧结室、带冷几室、风机房、烟卤，一混合室、二混合室、成品中间仓等。 辅助设施包括原料及配料系统除尘及配套风机，机头除尘室及配套风机、烟卤，机尾布袋出尘室及配套风机、变配电室、水泵房等。 生产设施的总图布置为带冷机室在、主烧结室东西方向布置，除尘室的南侧。原料上料及配料系统布置在主烧机室的东侧，一混合室、二混合室布置在主烧机室的南侧。成品中间仓布置在带冷机室的南侧，距高炉储矿槽100余米，由成品皮带将成品烧结矿送至高炉储矿槽上。 烧结生产工艺流程见图三。 1.8 高炉喷煤生产工艺简述 高炉喷煤配套工程，是节约焦炭、降低高炉炼铁生产成本的重要措施。自从六十年代我国鞍钢、首钢高炉喷煤会的成功以来很快在国内普遍推广应用，并且高炉喷煤在工艺及其相关技术得到了迅速发展。尤其是近几年发展的富氧大喷煤技术（宝钢喷煤煤比打达到≥200kg/Tfe水平）给高炉生产注入县的生机。国内炼铁生产规模不断扩大与高炉生产效率的提高，对焦炭需求量业日趋增加，由于国内 高炉炼铁生产工艺流程简介 [导读]:高炉炼铁生产是冶金(钢铁)工业最主要的环节。高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规定配料比由炉顶装料装置分批送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度。焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构。矿石料在下降过程中逐步被还原、熔化成铁和渣，聚集在炉缸中，定期从铁口、渣口放出。高炉生产是连续进行的。一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。本专题将详细介绍高炉炼铁生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。由于时间的仓促和编辑水平有限，专题中难免出现遗漏或错误的地方，欢迎大家补充指正。 高炉冶炼目的：将矿石中的铁元素提取出来，生产出来的主要产品为铁水。付产品有：水渣、矿渣棉和高炉煤气等。 高炉冶炼原理简介： 高炉生产是连续进行的。一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。生产时，从炉顶（一般炉顶是由料种与料斗组成，现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶）不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂，从高炉下部的风口吹进热风（1000～1300摄氏度），喷入油、煤或天然气等燃料。装入高炉中的铁矿石，主要是铁和氧的化合物。在高温下，焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来，得到铁，这个过程叫做还原。铁矿石通过还原反应炼出生铁，铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣，从出铁口和出渣口分别排出。煤气从炉顶导出，经除尘后，作为工业用煤气。现代化高炉还可以利用炉顶的高压，用导出的部分煤气发电。 高炉冶炼工艺流程简图： [高炉工艺]高炉冶炼过程: 高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规定配料比由炉顶装料装置分批送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度。焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构。矿石料在下降过程中逐步被还原、熔化成铁和渣，聚集在炉缸中， 定期从铁口、渣口放出。 高炉冶炼工艺--炉前操作 本文是我根据我的上传的上一个文库资料继续修改的， 以前那个因自己也没有吃透，没有条理性，现在这个是我在 基本掌握高炉冶炼的知识之后再次整理的， 比上次更具有系 统性。同时也增加了一些图片，增加大家的感性认识。希望 本文对你有所帮助。 本次将高炉炼铁工艺流程分为以下几部分: 一、高炉炼铁工艺流程详解 二、 高炉炼铁原理 三、 高炉冶炼主要工艺设备简介 四、高炉炼铁用的原料 附：高炉炉本体主要组成部分介绍以及高炉操作知识 工艺设备相见文库文档: 料舛调控阀 炉喉 ?-50012 炉身外壳 炉身< 耐火硅层 ，炉体支杂 炉 /热风管 -140012 环炉热风管 炉腹 -180012 其风咀 一出查口 、高炉炼铁工艺流程详解 高炉炼铁工艺流程详图如下图所示: --- ----- _ _ _ _ _ ---------------------------------------------------- 皆被机 炼钢 煤气清洗 -------- *废水沉淀分隅 早. J I ____ n ___ _□ i 煤气管网 ■ 注*凸策段诊均户咬哽R }jr rp ： / / y^j Hyj j 1 9 u 12 LbJ D 小 5□ ;返矿畋带机] 粉1、 阳t ___________ 〔揪尘等） 制煤粉设番 卜一札收带机 十?尘〔乱料系统} 炉顶彼压站、沏滑站 炉顶高压操作设备 均排压设施 炉顶检修设俯 矿石中间漏斗 I ------- 1 I 豉虬机1* 热说炉 泥地、升口机 ttfttaa 机、炉前脱时 摆动涂嘲、炉甫胃生 高炉冷却没备、炉 换炉、燃烧控制 装置各种阀门. 缠水糟耳、余焦 回收装胃 他冥域车 戡水城车 除尘暴 冲渣 |、财法 消水分用 水沧在 热水泉房 土冷却修 学习领域（课程）标准 学习领域18：炼铁工艺与操作 适用专业：冶金专业 学习领域代码：02043 学时：60 学分：4 制订人： 审核： 《炼铁工艺与操作》学习领域（课程）标准 一、学习领域（课程）综述 （一）学习领域定位 “炼铁工艺与操作”学习领域由施工员岗位及岗位群的“炼铁工艺学”行动领域转化而来，是构成冶金技术专业框架教学计划的专业学习领域之一，其定位见表一： 理》、《机械基础》等学习领域基础上，该学习领域的实践性很强，是学生就业的主要工作领域，对学生毕业后工作具有重要的作用。 （二）设计思路 本学习领域立足于职业能力的培养，从学习领域内容的选择及排序两个方面重构知识和技能。 在学习领域内容的选择上，根据炼铁工岗位及其岗位群“高炉炼铁、设备维护及设计工艺方案”这一典型工作任务对知识和技能的需要，以从业中实际应用的经验和策略的习得为主、以适度够用的概念和原理的理解为辅。以行动为导向，基于工作过程的系统化，构建理论与实践一体化的学习领域内容。以工作任务为载体设计学习情境，每一学习情境都设计为完成一个分部炼铁工作任务，体现一个系统化的完整的工作过程。 在学习领域内容的排序上，遵循认知规律，由易到难地设计学习情境，同时兼顾工作过程的先后顺序。 （三）学习领域（课程）目标 1. 方法能力目标： 培养学生谦虚、好学的能力； 树立学生勤于思考、做事认真的良好作风和良好的职业道德。 熟练掌握高炉炼铁生产工艺，掌握炼铁原料及评价， 掌握高炉炼铁的原理 熟练掌握高炉强化冶炼的途径、方法及途径。 2. 社会能力目标： 培养学生的沟通能力及团队协作精神； 培养学生分析问题、解决问题的能力； 培养学生勇于创新、敬业乐业的工作作风； 培养学生的质量意识、安全意识； 培养学生语言表达能力。 3. 专业（职业）能力目标： 掌握高炉原料及其要求，能够识别、运用原料，具备原料的准备和处理能力； 熟悉高炉冶炼产品及其标准； 掌握高炉冶炼原理，能够选择合理操作制度，进行高炉生产； 掌握炼铁工艺计算和高炉现场操作工艺计算； 根据完成的工作进行资料收集、整理和存档等技术资料整理能力； 通过强化训练，可以考取炼铁工职业资格证书。 二、学习领域（课程）描述 学习领域描述包括学习领域名称、学期、参考学时、学习任务和学习领域目标等，见表二： 表二学习领域的描述 高炉炼铁工艺动画1钢铁生产工艺流程 高炉炼铁工艺动画1钢铁生产工艺流程—炼钢 1、炼焦生产流程 炼焦生产流程：炼焦作业是将焦煤经混合，破碎后加入炼焦炉内经干馏后产生热焦碳及粗焦炉气之制程。 2、烧结生产流程 烧结生产流程：烧结作业系将粉铁矿，各类助熔剂及细焦炭经由混拌、造粒后，经由布料系统加入烧结机，由点火炉点燃细焦炭，经由抽气风车抽风完成烧结反应，高热之烧结矿经破碎冷却、筛选后，送往高炉作为冶炼铁水之主要原料。 3、高炉生产流程 高炉生产流程：高炉作业是将铁矿石、焦炭及助熔剂由高炉顶部加入炉内，再由炉下部鼓风嘴鼓入高温热风，产生还原气体，还原铁矿石，产生熔融铁水与熔渣之炼铁制程。 4、转炉生产流程 转炉生产流程：炼钢厂先将熔铣送前处理站作脱硫脱磷处理，经转炉吹炼后，再依订单钢种特性及品质需求，送二次精炼处理站(RH真空脱气处理站、Ladle Injection盛桶吹射处理站、VOD真空吹氧脱碳处理站、STN搅拌站等)进行各种处理，调整钢液成份，最后送大钢胚及扁钢胚连续铸造机，浇铸成红热钢胚半成品，经检验、研磨或烧除表面缺陷，或直接送下游轧制成条钢、线材、钢板、钢卷及钢片等成品。 2钢铁生产工艺流程—轧钢 1、连铸生产流程 连铸生产流程：连续铸造作业乃是将钢液转变成钢胚之过程。上游处理完成之钢液，以盛钢桶运送到转台，经由钢液分配器分成数股，分别注入特定形状之铸模内，开始冷却凝固成形，生成外为凝固壳、内为钢液之铸胚，接着铸胚被引拔到弧状铸道中，经二次冷却继续凝固到完全凝固。经矫直后再依订单长度切割成块，方块形即为大钢胚，板状形即为扁钢胚。此半成品视需要经钢胚表面处理后，再送轧钢厂轧延。 2、小钢坯生产流程 炼铁厂质量监视和测量过程 一、高炉系统 （一）工艺流程图（图1） 图 1 （二）监视和测量过程： 1.监控入炉原燃料成分：对焦炭、烧结矿、球团矿、块矿、辅料的粒度、水份、含粉率、化学成分及原料配比进行监控。 2.对喷煤的粒度、水份、化学成分进行监控。 3.对铸块尺寸进行监控。 4.对煤气含尘、含水进行监控。 5.对高炉的生铁中含[Si]、[S]及炉渣碱度进行控制，使生铁质量符合标准要求。 （三）工艺参数： 1．高炉炉缸安全容铁量 炉容：380m3、449m3、329m3、402m3。 安全容铁量：112t、144t、97t、116t。 炉缸存铁量接近安全容铁量时禁止放上渣，并采取相应措施，防止事故发生。 2．炉顶温度不大于500℃，气密箱温度不大于70℃。3．风、渣口冷却水压应高出热风压力0.05Mpa，水压下降低于0.1Mpa时高炉应立即组织休风。 4．铁水罐内最高铁水面应低于罐沿300mm。 6．休风时冷风管道及煤气系统应保持正压。 7．打水空料面时，H2含量应不大于6%，并至少每小时测定一次煤气成分。当H2含量大于6%，O2含量大于2%时，应停止回收煤气。 8．高炉热风压力小于0.05Mpa时，必须关闭混风切断阀。9．煤粉水分＜2%，最好在1%以下； 筛分粒度：粒度级＜60μm＜50% 粒度级＜100μm＜80% 粒度级＜500μm＜20% 粒度级＜200μm＜0% 二、竖炉系统 （一）竖炉系统工艺流程图（图2） 图 2 （二）监视和测量过程： 1．监控生球水分、粒度、抗压强度和落下强度。 2．监控和测量球团矿转鼓指数。 3．监控焙烧过程的焙烧时间和温度，燃烧室温度和压力。4．监控球团矿FeO含量。 （三）工艺参数： 1．燃烧室压力≤19000Pa，压力超标，调整时间不超过15分钟。 1．燃烧室温度900℃～1050℃，温度超标，调整时间不超过60分钟。 高炉炼铁生产是冶金(钢铁)工业最主要的环节。高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规定配料比由炉顶装料装置分批送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度。焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构。矿石料在下降过程中逐步被还原、熔化成铁和渣，聚集在炉缸中，定期从铁口、渣口放出。高炉生产是连续进行的。一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。本专题将详细介绍高炉炼铁生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。由于时间的仓促和编辑水平有限，专题中难免出现遗漏或错误的地方，欢迎大家补充指正。 高炉冶炼目的：将矿石中的铁元素提取出来，生产出来的主要产品为铁水。付产品有：水渣、矿渣棉和高炉煤气等。 高炉冶炼原理简介： 高炉生产是连续进行的。一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。生产时，从炉顶（一般炉顶是由料种与料斗组成，现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶）不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂，从高炉下部的风口吹进热风（1000～1300摄氏度），喷入油、煤或天然气等燃料。装入高炉中的铁矿石，主要是铁和氧的化合物。在高温下，焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来，得到铁，这个过程叫做还原。铁矿石通过还原反应炼出生铁，铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣，从出铁口和出渣口分别排出。煤气从炉顶导出，经除尘后，作为工业用煤气。现代化高炉还可以利用炉顶的高压，用导出的部分煤气发电。 高炉冶炼工艺流程简图： [高炉工艺]高炉冶炼过程: 高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规定配料比由炉顶装料装置分批送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度。焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构。矿石料在下降过程中逐步被还原、熔化成铁和渣，聚集在炉缸中，定期从铁口、渣口放出。 高炉冶炼工艺--炉前操作: 一、炉前操作的任务 1、利用开口机、泥炮、堵渣机等专用设备和各种工具，按规定的时间分别打开渣、铁口，放出渣、铁，并经渣铁沟分别流人渣、铁罐内，渣铁出完后封堵渣、铁口，以保证高炉生产的连续进行。 高炉炼铁工艺流程 本文是我根据我的上传的上一个文库资料继续修 改的，以前那个因自己也没有吃透，没有条理性，现在这个是我在基本掌握高炉冶炼的知识之后再 次整理的，比上次更具有系统性。同时也增加了一些图片，增加大家的感性认识。希望本文对你有所帮助。 本次将高炉炼铁工艺流程分为以下几部分： 一、高炉炼铁工艺流程详解 二、高炉炼铁原理 三、高炉冶炼主要工艺设备简介 四、高炉炼铁用的原料 附：高炉炉本体主要组成部分介绍以及高炉操作知识 高炉炼铁工艺流程 工艺设备相见文库文档： 一、高炉炼铁工艺流程详解高炉炼铁工艺流程详图如下图所示：高炉炼铁工艺流程 二、高炉炼铁原理 炼铁过程实质上是将铁从其自然形态——矿石等含铁化合物中还原出来的过程。 炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等，其原理是矿石在特定的气氛中（还原物质CO、H2、C；适宜温度等）通过物化反应获取还原后的生铁。生铁除了少部分用于铸造外，绝大部分是作为炼钢原料。 高炉炼铁是现代炼铁的主要方法，钢铁生产中的重要环节。这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大,劳动生产率高,能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95％以上。 炼铁工艺是是将含铁原料（烧结矿、球团矿或铁矿）、燃料（焦炭、煤粉等）及其它辅助原料（石灰石、xx、锰矿等）按一定比例自的风口向高炉内xx高炉炉顶装入高炉，并由热风炉在高炉下部沿炉． 高炉炼铁工艺流程 鼓入热风助焦炭燃烧（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料），在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气。原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降，在炉料下降和上升的煤气相遇，先后发生传热、还原、熔化、脱炭作用而生成生铁，铁矿石原料中的杂质与加入炉内的熔剂相结合而成渣，炉底铁水间断 熔炼工艺流程及简介 1 熔炼炉生产概况 熔炼炉是制铁工艺流程的主体，它是由耐火砖砌筑的竖立圆筒炉体，外壳钢枝制作，外壳与耐火砖之间有冷却设备，我公司450m3熔炼炉冷却壁共有348块，共分12层冷却壁；一层冷却板；1-3层为光板冷却壁、材质耐热铸铁冷却壁；4-12层为镶砖冷却壁材质是铁素体球墨铸铁冷却壁；6-7层冷却壁之间有一层冷却板，炉喉有18块水冷炉喉钢砖，炉缸有一个铁口、2个渣口、14个风口；从其上部装入矿石，熔剂和燃料向下运动，下部鼓入被加热的空气。熔炼炉生产的主要产品是生铁，副产品有炉渣和煤气，炉渣可用来制作水泥，保温材料、建筑材料和肥料，煤气可以做为燃料供给各用户。 1.1熔炼炉生产的主要工艺过程： 1.1.1供料 熔炼炉冶炼用的主要原燃料：块矿、烧结矿、石灰石、焦炭，有K1、J1皮带机把原燃料送到1#转运站，经K2、J2皮带机、分料车运到指定的矿槽。 1.1.2上料 由料仓输出的原料，燃料和熔剂，经仓下给料机、振动筛、经筛分、称量后，用料车按一定比例一批一批有序地送到熔炼炉炉顶，并卸入炉顶受料斗。 1.1.3装料 炉顶装料设备的任务就是把提升到炉顶的炉料，按一定的工作制度装入熔炼炉炉喉。 1.1.4冶炼 熔炼炉冶炼主要是还原过程，把铁氧化物还原成含有碳、硅、锰、硫、磷、镍、铬等杂质的铁合金。由鼓风机连续不断地把冷风送到热风炉加热到1100~1250℃，再通过炉缸周围的风口进入熔炼炉，由炉顶加入的焦炭和风口鼓入的热空气燃烧燃料，产生大量的煤气和热量，使矿石源源不断地熔化还原，产生的铁水和熔渣贮存在熔炼炉炉缸内，定期地由铁口和渣口排出。 1.1.5产品处理 在渣铁处理中，出铁前先从渣口放出溶渣，流入冲渣沟进行粒化后，以脱水器脱水，有皮带运到渣仓。设有一个应急用干渣坑，出铁时，用液压开口机打开铁口，使铁水流入铁水罐车运到铸铁机铸成铁块，出完铁后用液压泥炮把铁口堵上。 经熔炼炉顶部导出的煤气通过重力除尘器、布袋除尘过滤后，经调压阀组调压后输往各煤气用户使用，从重力除尘器、布袋除尘器排出的炉尘，经过处理回收运往焙烧厂作为烧结原料。 1.3 企业基本情况新绛县祥益工贸有限公司根据山西省发展和改革委员会（晋发改备案【2007】146号）批文，建设450m3 高炉，并配套建设90m3带式烧结机等。 新绛县祥益工贸有限公司位于运城市新绛县煤化工业园区，厂址距新绛县城10km, 距离同蒲铁路侯马 北货站10km距大运高速公路出口2.5km，距晋韩高速公路出口3km交通运输十分便利，地理位置 非常优越。 新绛县祥益工贸有限公司占地面积约28万m2 目前拥有职工600余人，其中中层管理人员20人，各类专业技术人员40余人（其中高级技术人员3人，中级技术人员20人），职工队伍稳定，职工素质普遍提高。公司紧紧依托当地丰富的矿产资源优势，艰苦创业，我稳步发展。 新绛县祥益工贸有限公司始终坚持质量第一、信誉为本的宗旨，依靠全体员工团结拼搏、积极开拓、艰苦创业、自强不息的努力，企业迅速发展壮大，为新绛县经济发展做出贡献。 1.4 高炉生产工艺简述高炉冶炼用的焦炭、含铁原料、溶剂在原料厂和烧结厂加工处理合格后，用皮带机运至料仓贮存使用。 各种炉料在仓下经二次筛分、计量后，按程序由仓下皮带机送到高炉料坑，由料车将炉料至炉顶加入炉内进行冶炼。 高炉冶炼的热源主要来源于焦炭和煤粉的燃烧。各种原料在炉内进行复杂的理化反应，炉内承受着高温高压作用。为此，高炉内要砌耐火材料，并在高温区和重要部位设冷却壁，确保高炉安全生产。 高炉冶炼用风由鼓风机站供给，冷风以热风炉加热后送入高炉。高炉冶炼主要产品是生铁，副产品为煤气、炉渣、炉尘等。 高炉的铁水用铁水罐拉至铸铁机进行铸铁，或用汽车将铁水罐直接送至铸铁机进行铸铁，或用汽车将铁水罐直接送至炼钢厂进行炼钢。 高炉煤气经除尘、净化后一部分供热风炉烧炉，余下部分供烧结机、喷煤和6000kw 发电机组。 高炉炉渣在炉前进行水冲渣，水渣送至建材厂制砖，或送至水泥厂作为制作水泥的原料。 高炉产生的各种原料、重力除尘拉到烧结厂进行配料烧结，煤气除尘的布袋拉到建材厂进行综合利用。 高炉生产工艺流程见图二。 1.6 烧结生产工艺简述 90m 3烧结机主要包括烧结机及相应配套的原料系统、配料系统、混料系统、破碎、筛分系统、鼓风冷却系统、成品贮存系统以及供风、供水、供电等辅助设施。 该工程主要由生产设施、辅助设施和生活设施三大部分组成，其中生活设施由建设单位同意考虑，故本设计只考虑生产设施和辅助设施。 生产设施包括原料及配料系统，主烧结室、带冷几室、风机房、烟卤，一混合室、二混合室、成品中间仓 等。 辅助设施包括原料及配料系统除尘及配套风机，机头除尘室及配套风机、烟卤，机尾布袋出尘室及配套风 机、变配电室、水泵房等。 生产设施的总图布置为带冷机室在、主烧结室东西方向布置，除尘室的南侧。原料上料及配料系统布置在 主烧机室的东侧，一混合室、二混合室布置在主烧机室的南侧。成品中间仓布置在带冷机室的南侧，距高炉 储矿槽100余米，由成品皮带将成品烧结矿送至高炉储矿槽上。 烧结生产工艺流程见图三。 1.8 高炉喷煤生产工艺简述高炉喷煤配套工程，是节约焦炭、降低高炉炼铁生产成本的重要措施。自从六十年代我国鞍钢、首钢高炉喷煤会的成功以来很快在国内普遍推广应用，并且高炉喷煤在工艺及其相关技术得到了迅速发展。尤其是近几年发展的富氧大喷煤技术（宝钢喷煤煤比打达到》200kg/Tfe水平）给高炉生产注入 县的生机。国内炼铁生产规模不断扩大与高炉生产效率的提高，对焦炭需求量业日趋增加，由于国内 高炉炼铁工艺流程分为以下几部分： 一、高炉炼铁工艺流程详解 二、高炉炼铁原理 三、高炉冶炼主要工艺设备简介 四、高炉炼铁用的原料 附：高炉炉本体主要组成部分介绍以及高炉操作知识 一、高炉炼铁工艺流程详解 高炉炼铁工艺流程详图如下图所示： 二、高炉炼铁原理 炼铁过程实质上是将铁从其自然形态 ——矿石等含铁化合物中还原出来的过程。 炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等，其原理是矿石在特定的气氛中（还原物质CO、H2、C；适宜温度等）通过物化反应获取还原后的生铁。生铁除了少部分用于铸造外，绝大部分是作为炼钢原料。 高炉炼铁是现代炼铁的主要方法，钢铁生产中的重要环节。这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大,劳动生产率高,能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95％以上。 炼铁工艺是是将含铁原料（烧结矿、球团矿或铁矿）、燃料（焦炭、煤粉等）及其它辅助原料（石灰石、白云石、锰矿等）按一定比例自高炉炉顶装入高炉，并由热风炉在高炉下部沿炉周的风口向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料），在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气。原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降，在炉料下降和上升的煤气相遇，先后发生传热、还原、熔化、脱炭作用而生成生铁，铁矿石原料中的杂质与加入炉内的熔剂相结合而成渣，炉底铁水间断地放出装入铁水罐，送往炼钢厂。同时产生高炉煤气，炉渣两种副产品，高炉渣铁主要矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成，自渣口排出后，经水淬处理后全部作为水泥生产原料；产生的煤气从炉顶导出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。炼铁工艺流程和主要排污节点见上图。 三、高炉冶炼主要工艺设备简介 高护炼铁设备组成有：①高炉本体；②供料设备；③送风设备；④喷吹设备；⑤煤气处理设备；⑥渣铁处理设备。 通常，辅助系统的建设投资是高炉本体的4~5倍。生产中，各个系统互相配合、互相制约，形成一个连续的、大规模的高温生产过程。高炉开炉之后，整个系统必须日以继夜地连续生产，除了计划检修和特殊事故暂时休风外，一般要到一代寿命终了时才停炉。 高炉炼铁系统（炉体系统、渣处理系统、上料系统、除尘系统、送风系统）主要设备简要介绍一下。高炉炼铁生产工艺流程简介(一)
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