高炉煤气及煤气、炉料的运动

一解释题：1．炉料、煤气的水当量答案：所谓水当量就是指单位时间内通过高炉某一截面的炉料或煤气，其温度升高或降低1℃所吸收或放出的热量，即单位时间内使煤气或炉料改变1℃所产生的热量变化。

（包括化学反应热、相变热和热损失等）。

2．炉料有效重力答案：料柱重力克服散料层内部颗粒间的相互摩擦和由侧压力引起的摩擦力之后的有效质量力。

3．高炉内的热交换现象答案：炉缸煤气在上升过程中把热量传给炉料．温度逐渐降低。

而炉料在下降过程中吸收煤气热量，温度逐渐上升，使还原．熔化和造渣等过程顺利进行。

这就是热交换现象。

4．透气性指数:答案：表示通过散料层的风量与压差的比值，即单位压差通过的风量，反映气流通过料柱时阻力的大小。

以Q/△P表示，其中Q—风量，△P—压差。

二填空题1．两种或多种粒度混合的散料床层,其空隙率与大小粒的( )比和( )比有关。

答案：直径；含量P1282．高炉炉料下降的力学表达式为( )。

答案：F＝G料－P墙－P料－ΔP浮3．高炉内运动过程是指在炉内的炉料和( )两流股的运动过程。

答案：煤气4．高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气三种煤气中，发热值最低的是( )，发热值最高的是( )。

答案：高炉煤气；焦炉煤气5．初渣在滴落带以下的焦炭空隙间向下流动，同时煤气也要穿过这些空隙向上流动。

所以，炉渣的( )和( )对于煤气流的压头损失以及是否造成液泛现象影响极大。

答案：数量；物理性质(粘度和表面张力)6．在( )区间内，煤气与炉料的温差很小，大约只有50℃左右，是热交换极其缓慢的区域，常称为热交换的( )。

答案：炉身中下部；空区或热储备区7．高炉的热交换是指( )与炉料的热量传递。

答案：煤气流8．高炉内的( )是热量的主要传递者。

答案：煤气9．越到高炉下部炉料对热量的需求越（）。

答案：大10．煤气的压降梯度升高至与炉堆积密度相等时，发生( )。

答案：悬料11．煤气的危害是中毒、( )、爆炸，而氮气的危害是( )。

答案：着火；窒息12．高炉原料特别是烧结矿，在高炉上部的低温区还原时严重( )、( )，使料柱( )降低( )恶化。

冶金09《钢铁冶金学(A)》之《铁冶金学》部分复习思考题绪论复习思考题1 高炉炼铁法在各种炼铁方法中居主导地位的原因是什么？2 为什么说连铸是钢铁工业的一次“技术革命”？3 钢铁工业在国民经济中居何地位？原因何在？第一章现代高炉炼铁工艺复习思考题1 高炉炼铁的工艺流程由哪几部分组成？2 高炉生产有哪些特点？3 对高炉内衬的基本要求是什么？4 简述蓄热式热风炉的工作原理。

5 与湿法除尘相比较，高炉煤气干法除尘有何优点？6 简述高炉内各区域的分布、特征及主要反应。

7 高炉生产有哪些产品和副产品，各有何用途？8 高炉炼铁有哪些技术经济指标？9 利用系数、冶炼强度和焦比之间有何关系？此种关系给我们何种启示？10 概念题：高炉有效高度、有效容积、工作容积、有效容积利用系数、面积利用系数、焦比、置换比、综合焦比、冶炼强度、综合冶炼强度、一代寿命。

第二章高炉炼铁原料复习思考题1天然铁矿石按其主要含铁矿物可分为哪几类？各有何特点？2高炉冶炼对铁矿石质量有何要求？（评价铁矿石质量的标准有哪些？）3熔剂在高炉冶炼中起什么作用？4高炉冶炼对碱性熔剂的质量有何要求？5说明焦炭在高炉冶炼过程中的作用。

6高炉冶炼对焦炭质量提出了哪些要求？7焦炭的强度指标有哪些？简述各指标的意义及高炉冶炼对各指标的原则要求。

8铁矿粉烧结生产有何意义？9简述抽风烧结过程中从上到下依次出现的层次及各层中的主要反应。

10根据烧结过程中碳燃烧反应的类型，分析烧结过程的气氛性质。

11分析水汽冷凝对烧结过程的影响及消除过湿层的措施。

12影响CaCO3分解及CaO矿化的因素有哪些？13 高炉内碳酸盐分解对冶炼过程有何不利影响？（高炉采用熔剂性烧结矿冶炼，杜绝石灰石入炉的意义何在？）14烧结过程发生固相反应的条件是什么，反应过程和反应产物有何特点，固相反应对烧结过程有何影响？15烧结过程中的液相是如何形成的，不同碱度烧结矿的烧结过程中产生的液相有何特点，液相对烧结矿质量有何影响？16 简述正硅酸钙（C2S）造成烧结矿粉化的原因及主要对策。

高炉炉前工高级理论知识单选题1、气化冷却主要是利用接近（沸点）的软水吸收冷却设备的热量。

2.、炉底、炉缸一般都采用（光面冷却壁）冷却。

3、每炼一吨生铁大约可以生产煤气（1500）m3。

4、焦炭在风口前与热风中的氧发生燃烧反应，产生高温和（还原）气体。

5、高炉内温度大于1100℃的区域是（直接还原）区。

6、碳含量到达（4.3）%的共晶生铁熔点最低。

7、初渣中含量较多的（氧化亚铁）。

8、某2000M3高炉日生产生铁4000吨，消耗干焦碳2000吨，冶炼强度为（1.0）t/ m3.d。

9、一般生铁含硅量每降低1%，焦比降低（4）kg/t10、直接还原法一般都不使用（焦炭）。

11、液态炉渣接触耐火材料后，使耐火材料发生（分解）、熔融。

12、中修、封炉送风数小时后，仍未打开铁口，出现风口涌渣现象，可以采用（爆破法）打开铁口出铁。

13、炮泥中的碳素为（中）性耐火材料。

14、渣口各套之间一（圆锥面）连接。

15、渣口大套、二套为（铸铁）材质。

16、渣口孔道的锥度为（10~20）%。

17、直吹管内壁的捣料材质结合剂为（高铝水泥）。

18、某高炉炉缸半径3米，渣口中心线到铁口中心线高度为15米，γ铁=7.0吨/米3，求该高炉炉缸安全容铁量（119）。

R容=0.6019、（高压操作）有利于低硅冶炼。

20、铁水中（Ti）含量提高后，铁水粘度明显升高。

21、某高炉的有效容积为179㎥，其炉缸安全容铁量为42t，若每昼夜生铁量按660t计算，且每次铁量波动系数取1.2，求此高炉每昼夜要安排（19）次铁？（取整数位）22、高铝砖：凡是Al2O3含量大于（48）%的硅酸铝制耐火材料制品。

23、高炉所用的焦炭一般在（800）℃发生碳的气化反应。

24、风口用铜材料要求含铜大于（98）%。

25、高炉开炉时，为了降低渣中Al₂O₃含量，炉缸中装入干渣，是否合理（不合理）。

26、在炉料中以化合物形式存在的水叫（结晶水）。

27、某高炉出铁口孔径为50mm，铁口深度1.5m，已知炮泥堆比重为2000kg/ m3，堵口时附在炉墙上泥包消耗的泥量为30kg。

一单项选题A级试题：1 、炉渣熔化后能自由流动的温度是炉渣的 ( D ) 。

A 熔化性B 熔化温度C 黏度D 熔化性温度2、含一氧化碳最高的煤气是 ( B ) 。

A．混合煤气 B．转炉煤气 C．高炉煤气 D．焦炉煤气3、高炉中的铁氧化物直接还原特点是( A ) 吸热反应A 都是吸热反应B 都是放热反应C 绝大部分为都是吸热反应D 绝大部分为都是吸热反应4、若渣中AL2O3偏高，应适当 ( B ) 配料碱度。

B级A、降低B、提高C、不变5、普通耐火材料的耐火度要求大于 ( B ) ℃。

A、1480B、1580C、1770D、20006．在炉凉情况下，铁口深度往往会变深，铁口眼应(A )。

A．适当加大 B．维持正常 C．适当减小7．高炉喷吹的煤种属于( B )。

A．炼焦煤 B．非炼焦煤 C．气煤 D．肥煤8．衡量出铁口维护好坏的标准是(B )。

A．铁口深度 B．铁口合格率 C．渣铁出尽情况9．高炉内型是指高炉冶炼的空间轮廓，由炉缸、炉腹、炉腰和(D )五部分组成。

A．炉身及炉顶 B．炉基及炉顶 C．炉身及炉基 D．炉身及炉喉10．含铁矿物按其矿物组成可分为四大类：磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和(D )。

A．富矿 B．贫矿 C．精矿 D．菱铁矿11、高碱度烧结矿外观一般呈致密块状，大气孔少，气孔壁厚，断面成( A )金属光泽。

A、青灰色B、深褐色C、淡蓝色12、2级冶金焦标准规定硫分不大于( C )。

A、0.6%B、0.7%C、0.8%13、在焦炭质量变好的条件下，高炉实际风速控制方向应( C )。

A、减小B、不变C、增大14、炉缸中心堆积容易造成铁水( B )。

A、低硅低硫B、高硅高硫C、高硅低硫15、风口轻微漏水时，从窥视孔观察，会出现( B )现象。

A、风口暗红，挂渣严重B、风口明亮，局部挂渣C、风口堵死16、含铁品位低于理论品位的70%的铁矿石称为（ B ）。

A、人造矿B、贫矿C、富矿D、优质块矿17、球团矿在高炉中还原时的体积膨胀小于（ C ）属正常膨胀，此时对高炉生产没有影响。

【本章学习要点】本章学习炉料在高炉内的物理化学变化,高炉内铁氧化物的还原反应，高炉内非铁元素的还原，生铁的生成与渗碳过程，高炉炉渣的成分与作用，硫的分布情况，炉渣脱硫反应及其条件，高炉内燃烧反应的作用，影响燃烧带大小的因素，炉料和煤气运动情况。

第一节炉料在炉内的物理化学变化炉料从炉顶装入高炉后，自上而下运动。

被上升的煤气流加热，发生了吸附水的蒸发、结晶水的分解、碳酸盐的分解、焦炭中挥发分的挥发等反应。

图3-1 炉内的状况一、高炉炉内的状况通过国内外高炉解剖研究得到如图3—1所示的典型炉内状况。

按炉料物理状态，高炉内大致可分为五个区域或称五个带：1)炉料仍保持装料前块状状态的块状带；2)矿石从开始软化到完全软化的软熔带；3)已熔化的铁水和炉渣沿焦炭之间的缝隙下降的滴落带；4)由于鼓风动能的作用，焦炭作回旋运动的风口带；5)风口以下，贮存渣铁完成必要渣铁反应的渣铁带。

高炉解剖肯定了软熔带的存在。

软熔带的形状和位置对高炉内的热交换，还原过程和透气性有着极大的影响。

二、水分的蒸发与结晶水的分解在高炉炉料中，水以吸附水与结晶水两种形式存在。

1．吸附水吸附水也称物理水，以游离状态存在于炉料中。

常压操作时，吸附水一般在105℃以下即蒸发，高炉炉顶温度常在250℃左右，炉内煤气流速很快，因此吸附水在高炉上部就会蒸发完。

蒸发时消耗的热量是高炉煤气的余热。

所以不会增加焦炭的消耗。

相反，由于吸附水蒸发吸热，使煤气的温度降低，体积缩小，煤气流速降低，一方面减少了炉尘的吹出量，另一方面对装料设备和炉顶金属结构的维护还带来好处。

2．结晶水结晶水也称化合水，以化合物形态存在于炉料中。

高炉炉料中的结晶水一般存在于褐铁矿(nFe203·mH20)和高岭土(A123·2Si02·2H20)中，结晶水在高炉内大量分解的温度在400～600℃，分解反应如下：这些反应都是吸热反应，消耗高炉内的热量。

三、挥发物的挥发挥发物的挥发，包括燃料挥发物的挥发和高炉内其他物质的挥发。

高炉的休风、送风及煤气处理是高炉冶炼过程中的重要环节，直接影响高炉的冶炼效果和产量。

本文将介绍高炉的休风、送风和煤气处理的基本原理和关键技术，以及其在高炉冶炼中的作用。

一、高炉的休风休风是高炉在一定周期内停止冶炼操作、进行热备和检修维护的过程。

休风的主要目的是恢复高炉结构、设备的正常运行状态，延长高炉寿命。

休风主要包括以下几个方面的工作：1. 高炉停炉在休风过程中，首先需要停止高炉的冶炼操作。

停炉的方式有两种：一是直接关闭风口，停止风、煤气和喷吹操作；二是先停止风口风、煤气和喷吹操作，然后采用保养风口的措施关闭风口，停止炉膛燃烧。

在停炉之前需要将残余的铁水全部出铁，并对炉体进行冷却。

2. 高炉检修休风期间，对高炉进行全面的检修和维护工作。

主要包括对高炉炉身、炉衬、风口、煤气管道、热交换器等设备的检修和修复。

此外，还需要对高炉的供料系统、喷吹系统、排渣系统等进行检查和维护。

3. 高炉热备休风期间，为了保持高炉冷却状况，需要进行炉冷风、传感器、冷却壁等的检查和维护工作。

同时，还需要采取一系列的保温措施，以保证高炉在休风期间的温度和热量损失尽量降低。

4. 高炉启动休风结束后，需要进行高炉的启动操作。

在启动过程中，首先需要确认高炉冷却状况达到启动要求，同时对高炉的供料系统、喷吹系统、风口控制系统等进行检查和调试，确保各项设备正常运行。

然后逐步恢复高炉的冶炼操作，进行炉渣、铁水的排渣，逐步提高风量、煤气流量和炉温，最终实现高炉的正常运行。

二、高炉的送风送风是指将空气通过风机送入高炉内，在高炉中形成适宜的氧气浓度，以支持煤粉的燃烧和高炉的冶炼过程。

高炉的送风一般采用喷吹送风的方式，即通过喷吹口将空气送入高炉炉腹。

1. 喷吹风口的选择和布置高炉的喷吹风口一般布置在炉缸部位，通常采用3层布置，各层之间的高度差一般为1/2至2/3风口间距。

每层布置一至两个圈风口，风口间距一般为1.3至2米，喷吹角度一般为15至30度。