高炉冶炼操作与控制上篇

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1、1概述1.1高炉炼铁的任务及工艺流程高炉炼铁的任务是用还原剂(焦炭、煤等)在高温下将铁矿石或含铁原料还原成液态生铁的过程。高炉生产要求以最小的投入获得最大的产出，即做到高产、优质、低耗，有良好的经济效益。图1-1高炉炼铁生产工艺流程1一矿石输送皮带机；2一称量滴斗；3一贮矿槽；4一焦炭输送皮带机；5—给料机；6一粉焦输带机；7一粉焦仓；8一贮焦槽；9—电除尘器；10一调节阀；11一文氏管除尘器；12一净煤气放散管；13一下降管；14一重力除尘器；15一上料皮带机；16一焦炭称量漏斗；17一矿石称量漏斗；1

2、8一冷风管；19一烟道；20一蓄热室；2l一热风主管；22一燃烧室；23一煤气主管；24一混风管；25一烟囱高炉生产是借助高炉本体和其辅助设备来完成的。高炉本体是冶炼生铁的主体设备，它是由耐火材料砌筑的竖立式圆筒形炉体，最外层是由钢板制成的炉壳，在炉壳和耐火材料之间有冷却设备。要完成高炉炼铁生产，除高炉本体外，还必须有其它附属系统的配合，它们是：其生产工艺流程如图1—1所示。（1）供料系统：包括贮矿槽、贮焦槽、称量与筛分等一系列设备，其任务是将高炉冶炼所需原料通过上料系统装入高炉。（2）送风系统：包括鼓风

3、机、热风炉及一系列管道和阀门等，其任务是连续可靠地供给高炉冶炼所需的热风。86（3）煤气除尘系统：包括煤气管道、重力除尘器、洗涤塔、文氏管、脱水器等，其任务是将高炉冶炼所产生的煤气，经过一系列的净化使其含尘量降至＜10mg／m3以下，以满足用户对煤气质量的要求。（4）渣铁处理系统：包括出铁场、开铁口机、堵渣口机、炉前吊车、铁水罐车及水冲渣设备等，其任务是及时处理高炉排放出的渣、铁，保证高炉生产正常进行。（5）喷吹燃料系统：包括原煤的储存、运输、煤粉的制备、收集及煤粉喷吹等，其任务是均匀稳定地向高炉喷吹大量

4、煤粉，以煤代焦，降低焦炭消耗。高炉炼铁过程是连续不断进行的，高炉上部不断装入炉料和有煤气被导出，下部不断鼓入空气(有时富氧)和定期排放出渣铁。入炉料主要有含铁物料、焦炭和熔剂等。1.2高炉冶炼产品及用途高炉生产的产品是生铁，副产品有炉渣和煤气及煤气带出的炉尘。1.2.1生铁生铁按化学成分和用途可分为三种。1.2.1.1炼钢生铁它是炼钢的主要原料。表1—1列出了炼钢生铁标准。一般情况下炼钢生铁主要是控制硅、硫含量。表1-1炼钢用生铁铁号及化学成分铁种炼钢用生铁铁号牌号炼04炼08炼10代号L04L08LIO

5、化学成分硅≤0.45＜0.45～0.85＜0.85～1.25硫特类—类二类三类≤0.02＞0.02～0.03＞0.03～0.05＞0.05～0.07锰一组二组三组≤0.03＞0.03～0.05＞0.05磷一级二级二级≤0.15＞0.15～0.25＞0.25～0.41.2.1.2铸造生铁用于铸造生铁铸件，主要用于机械行业。要求含硅高含硫低，以便工件硬度低易于加工，又要含一定量的锰，以利于铸造，且固态有一定韧性。表1—2是铸造生铁标准。86铁种铸造用生铁铁号牌号铸34铸30铸26铸22铸18铸14代号Z34Z

6、30Z26Z22Z18Z14化学成分碳＞3.3硅＞3.2~3.6＞2.8~3.2＞2.4~2.8＞2.0~2.4＞1.6~2.01.25~1.6硫一类二类三类≤0.03≤0.04≤0.05≤0.04≤0.05≤0.06锰一组二组三组≤0.50＞0.50~0.90＞0.90~1.20磷一级二级三级四级五级≤0.06＞0.06~0.10＞0.10~0.20＞0.20~0.40＞0.40~0.90表1-2铸造用生铁铁号及化学成分1.2.1.3铁合金高炉可生产品位较低的硅铁、锰铁等。用于炼钢脱氧和合金化或其它特殊

7、用途。1.2.2高炉炉渣高炉炉渣中含CaO、SiO2、MgO、Al203等。一般将其冲制成水渣，作水泥原料。如制成渣棉可作隔音、保温材料。1.2.3高炉煤气高炉煤气中可燃成分(以CO为主)约在22％～30％，是良好的气体燃料，经除尘后可用于烧热风炉等。1.3高炉生产主要技术经济指标衡量高炉炼铁生产技术水平和经济效果的技术经济指标，主要有：（1）高炉有效容积利用系数(ηv)高炉有效容积利用系数是指每昼夜每m3高炉有效容积的生铁产量，即高炉每昼夜的生铁产量P与高炉有效容积V有之比：ηv是高炉冶炼的一个重要指标

8、，ηv愈大，高炉生产率愈高。目前，一般大型高炉超过2.5t／m3·d，一些先进高炉可达到3.5t／m3·d。（2）焦比（K）焦比是指冶炼每吨生铁消耗的焦炭量，即每昼夜焦炭消耗量QK86与每昼夜生铁产量P之比：焦炭消耗量约占生铁成本的30％～40％，欲降低生铁成本必须力求降低焦比。焦比大小与冶炼条件密切相关，一般情况下焦比为450～500kg／t，喷吹煤粉可以有效地降低焦比。（3）煤比（Y）冶炼每吨生铁消耗的煤粉量称为煤比。当每