高炉炼铁节能技术

高炉炼铁节能技术（共6篇）

篇1：高炉炼铁节能技术

降低高炉炼铁燃料比的技术措施

钢铁产业节能减排的工作重点是在炼铁系统。由于炼铁系统的能耗占钢铁联合企业总能耗的70%左右。节能减排的工作思路是：首先要抓好减量化用能，体现出节能要从源头抓起；其次是要进步能源利用效率；第三是进步二次能源回收利用水平。降低高炉炼铁燃料比就是体现出企业节能工作是要从源头抓起，对企业的节能工作是有着重大意义。

1．降低炼铁燃料比是进步高炉利用系数的正确途径

炼铁学理论上是：高炉利用系数=冶炼强度÷燃料比。也就是说，进步利用系数有两个办法。一个是进步冶炼强度，另一个是降低燃料比。我国中小高炉实现高利用系数主要是采用进步冶炼强度的办法。采用配备大风机，大风量操纵高炉，进行高冶炼强度生产，来实现高利用系数。这种做法就带来高炉的能耗高，不符合钢铁产业要节能降耗的工作思路，应当予以纠正。目前大型高炉吨铁所消耗的风量在1200m3以下，宝钢为950m3左右。而一些小高炉的吨铁风耗是在1400m3左右，甚至有大于1500m3的现象。燃烧1kg标准煤要2．5m3的风，鼓风机产生1m3风要消耗0．85kg标准煤。大风量，高冶炼强度操纵的高炉，燃料比就要升高。所以说小高炉的燃料比要比大高炉高30～50kga。钢铁产业要实现“十一五”期间GDP能耗要降低20%，主要工作方向就是要在降低炼铁燃料比上下功夫!由于高炉炼铁工序的能耗要占联合企业总能耗的50%左右。

2．高炉炼铁燃料比的现状

国际先进水平的炼铁燃料比是在500kg/t以下，领先水平是在450kg／t左右。2007年我国重点钢铁企业高炉炉炼铁的燃料比为529kg／t，首钢为464kg／t，宝钢为484kg／t，太钢为491kg／t，武钢为488kg／t，鞍钢为500kg／t，最高的企业达到673 kg／t。这说明，我国已把握了先进的高炉炼铁技术，但是炼铁企业发展不平衡，尚有较大的节能潜力。

高炉炼铁的燃料比是：进炉焦比+喷煤比+小块焦比。喷煤比是不计算量换比。这样企业之间进行对比才公道科学。但是，个别企业没有计进小块焦用量，失往了企业的能源平衡。3．降低燃料比的技术措施

3．1贯彻精料方针，努力实现原燃料质量的稳定炼铁精料水平对高炉炼铁技术经济指标的影响率在70%。所以说高炉炼铁要以精料为基础。炼铁精料的主要内容是：“高”——进炉矿含铁品位要高，原燃料转鼓强度要高，烧结矿碱度要高。高品位是精料技术的核心，进炉品位进步1%，燃料比F降1．5%，生铁产量升高2．5%。但是目前全世界铁矿石品位在下降，价位不断攀升。所以炼铁不能完全追求高品位。当前我国炼铁生产存在的最大题目还足原燃质量不稳定。精料技术要求原燃料质量要“稳”。进炉矿含铁品位波动从±1．0%降到±0．5%，炼铁焦比下降1．0%：碱度波动由±0．1降到0．05，炼铁焦比会下降1．3%。焦炭质量的波动对高炉炼铁的影响见表1。

当前，焦炭质量变化时高炉炼铁生产的影响突出显现，特别是一些高喷煤比的高炉反映非常突出。大高炉提出了对焦炭热反应性和反应后强度的要求，这是总结多年来生产实践的结论，要予以重现。宝钢提出焦炭热反应性CRI≤26%，反应后强度CSR≥66%。精料技术内容还包括：熟料比要高，原燃料粒度要偏小，粒度细成要均匀，含有害杂质要少，冶金性能要好等。

3．2要实现高风温

热风带进高炉炼铁的能量占总能量的16%～19%。热风是廉价的能源，应当充分利用。热风温度升高100℃，可降低炼铁燃料比15～25kg/t，进步风口理论燃烧温度60℃，答应多喷煤30kg／t。所以高风温会给高炉炼铁带来多方面效应(包括风温高软焙下降，软熔区间变窄，进步炉料透气性等，应当努力进步风温。2007年全国重点钢铁企业热风温度为1125℃，宝钢等企业的大型高炉均可实现大于1200℃的风温，但仍有一批企业的风温低于1050℃。实现高风温的技术措施是，要将热风炉拱顶温度大于1400℃。热风炉结构要公道(拱中用耐高温硅砖，拱顶不要座落在大墙上，采用大蓄热面积格19～30孔砖等)，烧炉和送风时拱顶温度差控制在100～150℃，送风管道要能承受高风温等。使用低热值高炉煤气中采用空气，煤气双预热技术等。

表1 焦炭质量复化对炼铁的影响

焦炭质量复化 燃料比 利用系数 生铁产量

M40，+1%-5.0kg／t +4% M10，-0.2%-7.0kg／t +5% 灰分，+1% +1%～2% 渣量增加2%-2.5% 硫分，+0.1% +1.5%～2.0%-2.0% 水分，+1% +1.1%～1.3%-5.0%

3．3进行脱湿鼓风

将鼓风湿度降至6g／m3并保持稳定会有进步产量，降低焦比的效果。湿度降低1%，可降焦比0．9%，增加产量3．2%。鼓风湿度降低1g／m3，风口前燃烧温度可进步5～6℃，可答应多喷煤粉1.5～2.0kg／t。

对于暂时不能喷煤的高炉来说，假如要使用高风温，可以通过加湿鼓风，将高风温用上，既可以进步生铁产量，又有降低焦比的作用。因加湿1%鼓风，会使焦比升高4～5kg/t，但是风温升高100℃，下降焦25kg／t，两数相加后，仍有降低20kg／t焦比的作用。无喷吹使用高风温冶炼会使高炉内理论燃烧温度升高，硅还原加快，高炉顺行变差，加湿鼓风可降低风口前理论燃烧温度。

3．4冶炼强度时炼铁燃料比的影响

生产实践表明，高炉冶炼强度在低于1．05t／m3．d时，进步冶炼强度是可以降低燃料比。但是在冶炼强度大于1．05t／m3．d时，进步冶炼强度是会使燃烧比升高，而且在冶冶强度大于1．15t/m3．d时以上，进步冶炼强度，会使燃烧比大幅度升高。所以说，控制冶炼强度在1．05～1．15t／m3．d区间操纵高炉是会较低的燃料比。我国大型高炉操纵的冶炼强度一般是在1.15t／m3．d以下，而一些小高炉的冶炼强度是在1．50t/m3．d以上。这也是小高炉燃料比高的内在原因。

宝钢高炉冶炼强达到1．15t／m3．d时要想进步冶炼强度、增加产量，应通过进步富氧率来实现，而不是采用进步鼓风风量的方法。这样做的好处是，进步冶炼强度后，不会使炼铁燃料比升高。另一方面使炉腹煤气量保持9800m3／min，这是高炉生产稳定的基础。

3．5进步炉操纵水平，降低燃料比

对降低炼铁燃料比有较大作用的高炉操纵技术主要是：进步煤气中CO2含量，冶炼低硅铁和进步炉顶煤气压力等方面。

(1)进步煤气中CO2含量的操纵手段主要是进行公道布料，优化煤气流分布，使热风所带有的热量能够充分传递给炉料，增加高炉内铁矿石的间接还原度。

煤气中的CO2含量进步0．5%，炼铁燃料比下降10kg／t，炼铁工序能耗会下降8．5kgce／t。铁矿石间接还原是个放热反应，而直接还原是个吸热反应。所以，我们要努力进步矿石的间接还原反应。

采用公道的装料制度和送风制度，能够解决煤气流和炉料逆向运动之间的矛盾，煤气流分布均匀公道，会促进高炉生产顺行，有降低燃料比的效果。

采用无料钟炉顶装料设备，可以实现多种形式的布料。小于1000m3高炉的流槽倾角档位数选用5～7个档位；1000m3左右高炉选用8～10个档位；大于2000m3级高炉选用10～12个档位：终极使炉喉煤气曲线形成边沿CO2含量略高于中心的“平峰”式曲线。综合煤气CO2含量是小于1000m3高炉为16%～20%，1000m3左右高炉CO2含量在18%～21%，大寸：2000m3高炉CO2含量在22%～24%。

采用大批重上料，可以稳定上部煤气流。我们希看焦批的层厚要大于0．5m，宝钢4000m3级高炉焦批大，层厚在800～1000mm。在生产过程中调整焦炭负荷时，最好稳定焦批，调整矿批。以使焦炭层相对稳定，有“透气窗”作用，高炉内煤气流也稳定。当料线进步时，炉料堆尖会向中心移动，有疏松边沿煤气的作用。一般料线选择为1～2m。

高炉煤气流是进行三次分布：从风口送风是对煤气流的第一次分布，采用调整风口径和风口长度来实现。我们希看风速要高，小高炉要大于100m／s，大高炉是在180～220m／s。以保证风能够吹透炉缸中心。高炉内煤气流二次分布是在软熔带。软熔带是呈倒V型，宽窄是受风温顺矿石的冶金性能等方面所决定的。我们希看矿石的软熔温度要高，区间要窄，减少软熔带时煤气的阻力；还希看初渣和初铁的粘度低，活动性，滴落性能好，初成渣含FeO要低是保证高炉顺序的条件。软熔带以上的炉料是对大煤气流的第三次分布。这全要是通过炉顶科学布料来实施的。为进步料柱的中心部位煤气流顺畅，大型高炉均采用中心加小块焦的手段。近年来，为进步烧结矿的透气性和还原性，将小块焦与烧结矿进行混装，有好的节焦效果。

高炉操纵的原则之一是要实现煤气在边沿和中心存在“两道煤气流”。高炉煤气曲线呈“展翅”或“喇叭花”型。

(2)低硅铁冶炼

高炉冶炼低硅铁有较好的经济效益。生铁含Si降低0．1%，可降低炼铁焦比4-5kg／t，生铁产量进步。同进减少了炼钢脱Si的工作量。

高炉冶炼低硅铁的条件是原燃烧质量要稳定，选择适宜的炉渣碱度(减少在炉温波动时出现短渣现象，)波动范围要窄，生产设备运行状态良好，高炉处于稳定顺行状态。假如外界条件不稳定，易造成低硅铁冶炼高炉的炉缸冻结，后果严重。高炉操纵采取降低风口前理论燃烧温度，铁水的物理热要充沛(温度在1450℃左右)，而化学热低，含Si在0．3%～0．4%。

新日铁名古屋1号高炉曾创造出生铁含Si达到0．12%的世界最优水平，攀钢也创造出年生铁含Si量达0．14%的先进水平，宝钢3号高炉(4350m3)年生铁含Si量达到0．31%，上钢一厂2500m3高炉达到0．37%，鞍钢10号、12号高炉达到0．41%，新兴铸管460m3高炉达到0．30%，唐钢400m3高炉达到0．41%。

(3)高压操纵技术

高炉炉项煤气压力大于0．03mpa时，即称为高压。炉顶煤气压力进步10kpa，高炉可增产1．9%，焦比约下降3%，有利于冶炼低硅铁。随着顶压的进步，增产的效果会递减。进步顶压之后，高炉的明显反应是促进高炉顺行，波动减少，使铁矿石进行间接还原是向有利方向发展。高压操纵是有利于CO向CO，方向反应，进而有节焦效果。高压后炉内煤气流的流速会降低，有利于热风中的热量向炉料传递，炉尘的吹出量也降低，可有效地进步TRT的发电量。

高炉炉顶煤气压力大于120kpa时，均应配备TRT装置，而不是按炉容大小来判定。TRT可回收高炉鼓风动能的30%，采用煤气干法除尘时，还可进步发电量30%。一般煤气湿法除尘的TRT发电量可达到36kwh／t以上。近年来，我国高炉炉顶煤气压力得到不断进步，产生了较好的经济效益。我国不同容积高炉炉顶煤气压力见表2。

表2 不同容积高炉炉顶煤气压力情况

炉容m3 宝钢 鞍钢 首钢 首钢 柳钢 柳钢 杭钢 柳钢

4350 3200 2536 1726 1080 750 422 380 顶压，KPa 234 232 196 180 181 148 134 112

(4)降低高炉热量损失

高炉内热负荷最大的部位是炉腹和炉腰，分别占高炉总热负荷的20%～30%和15%～25%。减少这部分热量损失的办法是要保持高炉生产顺行，避免炉内耐火砖或冷却壁的渣皮脱落；选择好隔热和导热性能优化的耐火砖，以及冷却系统的冷却温度进行优化控制。高炉操纵抑制煤边沿气流过份发展，可以有效地减少高炉的热损失。控制冷却水的流量和水温差，就是对炉体热负荷实行有效控制,对炉体砖衬的维护具有极其重要作用，同时也关系到高炉的寿命，还可避免高炉结瘤。

现代化大型高炉要建立科学的高炉热负荷监管制度，主要是冷却系统的水流量和水温差。可以对收集的上白个数据及时进行分析、判定，把握高炉内公道炉型的变化，给高炉工长们提供正确的信息，以利及时进行调整。这样做不但有利于降低燃料比，而更重要的是确保高炉生产稳定顺行，这也是精细化操纵高炉的重要内容。

4．降低炼铁燃料比是一个系统工程

影响炼铁燃料比的因素有数百个，但回纳起来是在三个方面：一是企业治理水平；二是炼铁技术升级和结构优化；三是量大而广的单项先进技术、工艺、装备等。这三个方面是有相互关联的作用。炼铁企业要用系统工程的思路来研究、实施本单位降级燃料比的工作。

4．1治理现代化可实现降低燃料比

炼铁企业治理层面上的内容有，要有专门职能部分来管，主要负责人要从技术上的明白人向专家型方向发展。企业内仪器仪表、计量用具配备要齐全。其配备率、完好率、周检率要在95%以上。确保数据的真实、及时、稳定、科学、可靠。这是保证炼铁企业耗能的家底要清楚、正确。要建立企业内能源消耗的治理制度，实施定额治理办法，建立企业内的赏罚制度。调动全体员工降低燃料比的积极性、主动性和创造性。对于企业治理者，要制订企业的降燃料比发展规划，有目标，有措施，有期限地组织实施，进步治理水平，可有节约企业总用能5%的效果。

4．2对产技术、工艺、装备进行优化

要积极采用先进的生产技术、工艺、装备，淘汰落后设备。高炉炉料结构优化工作的重点是要进步球团矿配比，适当增加高品位自然块矿。不但可有效地进步进炉矿含铁品位，而且可以减少炼铁系统的工序能耗(炼结工序能耗56kgce／t，球团工序能耗为30kgce／t)。

高炉喷煤是炼铁系统结构优化的中心环节，要努力进步喷煤比，不但有钢铁企业优化用能结构的效果，而且还可大幅度降低炼铁生产本钱(目前焦炭价格要比煤粉高出1000元／吨以上)，还可减少炼焦过程对环境的污染。

4．3单项技术

炼结、球团、焦比、高炉炼铁工序均有大量的节能技术，钢铁企业要做大量细致的工作。要结合本企业的实际情况，分析出每个单项技术对本企业适用的条件和经济效果，分批分阶段地组织实施。

篇2：高炉炼铁节能技术

(从古代制铁到钢铁生产技术发展至目前的钢铁联合企业，有人将它划分为三个阶段：第一期（到十三世纪未）将铁矿石与木炭一起放入称之为地窑炉的炉膛中加热冶炼。因为不能获得熔化矿石的高温，仅制成半熔融状态的铁块，然后锤炼，除去铁块中含有大量铁渣的同时将它加工成要求的形状。第二期（至十九世纪中叶），采用现代高炉雏形的木炭高炉生产熔融状态的生铁，然后再采用木炭精炼炉，生产熟铁和相钢。第三期，高炉燃料从木炭发展到焦炭，鼓风动力用蒸汽机代替水力，精炼炉开始采用热风，鼓风动力采用电力，确立了作为生产铁精炼炉的转炉、平炉、电炉的炼钢法。特别是第二次世界大战后出现的氧气顶吹转炉普及后，各国都广泛成立了钢铁联合企业，产量不断增加。同时战后炼铁技术也得到了惊人的革新。在高炉上采用了调湿、高风温、富氧鼓风、喷吹重油、煤粉、高压操作等技术，使生铁的产量增加，质量提高，成本降低。

炼铁技术的发展带动了高炉用耐火材料的进步。不过高炉炉衬的更新换代是十分缓慢的。由于近几十年高炉的大型化及其广泛采用强化冶炼的高炉操作，相应地高炉用耐火材料也出现了重大变化。在炉身上部这个区域温度较低，目前用耐火材料有：高铝砖、粘土砖、浸渍磷酸盐粘土砖、最上部紧靠钢砖部位国外也有用SiC砖的。这个部位并不是影响高炉寿命的决定因素，耐火材料基本都是Al2O3-SiO2系，没有发生太大变化。

高炉中段用耐火材料，在50年代以前，全世界的高炉基本上都是Al2O3-SiO2系耐火制品。进入六十年代中后期，工业先进国家重点研究解决高炉中段用耐火材料重要进行了以下两个方面的工作：1）优质高纯高铝制品，包括刚玉砖、刚玉-莫来石砖和铬刚玉砖等；2）优质碳化硅制品，主要为自结合和氮化硅结合的碳化硅砖。进入80年代中期至今，研究开发了Sialon结合碳化硅砖和Sialon结合刚玉砖。探索范围是从优质高纯高铝制品开始的。构思渊源是在传统粘土砖和高铝砖的基础上提高纯度和密度。工艺措施是采用高纯刚玉砂、合成莫来石和氧化铬原料、高压成型和高温烧成。这些制品气孔率低，高温强度较高，耐磨性强，抗CO和抗碱侵蚀性能也有一定提高。在七十年代国际上许多高炉先后采用它们来砌筑中段（宝钢从新日铁引进的大型高炉采用刚玉砖）。然而，十几年的实践说明，采用优质高纯高铝制品在提高中段寿命效果不够显著，一般只能提高1-2年，未能达到满意的技术经济效益。究其原因，关键在于Al2O3-SiO2系耐火材料无论是刚玉还是莫来石，其抗碱侵蚀性不够理想。它们容易被碱蒸气或碱凝聚物所分解，并伴随有较大的体积膨胀，从而导致材料损毁。例如它们在碱的作用下，600-900℃会形成钾霞石（KAS2）、白榴石（KAS4）、六方钾霞石（KAS2）、铝酸钾（KA）、β-氧化铝（β-Al2O3）等矿物并引进6-20%体积膨胀。几个主要化学反式如下：

Al2O3·2SiO2+K2CO3→K2O·Al2O3·2SiO2+CO2 Al2O3·2SiO2+2SiO2+ K2CO3→K2O·Al2O3·4SiO2+ CO 3Al2O3·2SiO2+K2CO3→K2O·Al2O3·2SiO2+2Al2O3+CO2 Al2O3·2SiO2+K2O·SiO2→K2O·Al2O3·2SiO2+SiO2 3Al2O3·2SiO2+K2O·SiO2→K2O·Al2O3·2SiO2+ Al2O3 另一条途径是从金属非氧化物入手。考虑到非氧化物一般抗碱侵蚀性能较好，只要具有适当的抗氧化性，很可能成为较理想的中段材料。优质SiC制品被人们重视和大量采用是从七十年代中后期才开始，而且后来居上。1969年在比利时首先出现了高炉用SiC砖衬试验。1971年美国在高炉的风口区试用过，1974年日本Muroran于炉身下部试用，1976年美国Spaiicw.Point,1977年法国Dunkerque用于炉腰。此后，它的优越性很快被实践所证明，因而得到迅速推广应用。

在中国，第一座砌筑Si3N4结合SiC耐火材料的鞍钢6#高炉于85年11月1日投产，不中修使用寿命达到7年，比鞍钢八十年代高炉炉身平均寿命3.9年延长了80%。为我国一代炉身寿命7年不中修提供了宝贵的经验。Si3N4结合SiC砖在鞍钢6#高炉使用成功，对SiC砖在我国高炉上的应用起了推动作用，自1985年来，先后在太钢、本钢、唐钢、攀钢、武钢、酒钢、首钢、宝钢等国内大中型高炉上得到普遍使用。其经济效益和社会效益已被人们所认识。SiC砖在高炉上使用对延长高炉一代炉龄发挥了重要作用。至1987年，一种采用Sialon/Si3N4结合SiC产品进入加拿大、美国和日本。它的耐氧化性和耐碱侵蚀性要比Si3N4结合SiC砖有所提高。欧洲的一些工厂也开发了第二代和第三代赛隆结合的产品。所有这种研究和试验都将继续加强含有赛隆的氮化硅结合的基本概念。在我国，洛阳耐火材料研究院自1986年开始进行了赛隆Si3N4结合SiC砖的开发研究，并和山东生建八三厂一起共同完成了100T这种产品砌筑到鞍钢4#高炉上。该高炉自九十年代初投产并连续运转10年。Sialon结合刚玉耐火材料得到研究和开发，它比Sialon结合SiC砖具有更好的抗碱性和抗氧化性，导热系数低，更适合用于高炉炉腹，炉腰部位炉衬材料，以减少热量损失。

篇3：高炉炼铁节能技术

1 目前的现状

随着经济的发展, 人们生活的环境也受到了越来越多的挑战, 污染严重、温室效应等越来越威胁人们的生存环境。如何在促进经济发展的同时, 降低对能源的消耗和环境的污染, 使地球能承受因环境变化带来的压力是人们亟需解决的问题。然而, 随着经济的发展, 人们对石油、钢铁等的生产操作, 造成了排放在空气中的CO2气体量逐渐增大, 甚至超越了地球本身的循环能力, 对人们的生活和生存环境造成了巨大的压力。人们也渐渐意识到了该情况的严重性, 也越来越多地对工业生产中产生大量CO2气体排放量的行业进行了整治, 从而降低对环境的影响。目前, 人们对环境的保护意识越来越强, 开始逐渐发展绿色能源行业, 目标是用环境友好材料代替对环境污染严重的材料, 创新发展新科学。同时, 通过对钢铁行业等环境污染行业进行罚款等措施, 也能很大程度上降低废气对环境的破坏。相应的, 钢铁行业要想继续有效地发展, 就必须更新技术, 从低消耗、高产值等方面实现自身的发展, 如果不实施有效的改进措施, 钢铁行业将受到很大的损失。

目前, 为了符合我国的方针政策, 我国相关单位也在积极推出相应的改进方案, 寻找较合适的环境友好资源, 积极探求更利于国民经济发展的、对环境污染程度较小的生产成品, 从而很大程度上降低CO2气体的排放量。同时, 我国相应行业还应积极改进、创新技术, 快速实现低消耗、低污染, 提升我们相关钢铁行业在世界经济中的发展地位, 使钢铁行业得以继续发展, 继续有效促进我国国民经济的发展。

2 在炼铁时的环保手段

2.1 更换改进设备

要想保证金属冶炼时的环保和节能就要将一些比较传统和落后的设施换掉, 重新建设一些新型的、环保的、大型的、能可持续发展的设备, 从而达到减少污染和排放的目的。从目前的数据来看, 大型的金属冶炼设备的效率大大高于传统的小炉子的效率, 且大大减少了二氧化碳的产生。此外, 传统的落后设备还存在能量要求高、污染气体产生量大和可持续使用率低等问题。随着技术和设备的发展, 金属冶炼设备的大型化是必然趋势, 大型的冶炼炉能够高效地工作, 大大减少污染气体的产生, 这将促进钢铁工业的发展和前进。炉型的大型化在短期虽然会增加企业的费用负担, 但是从污染气体的排放费用角度考虑的话会在长期获得收益, 所以改进金属冶炼的炉型势必对企业的发展有重要的推动作用。企业为了更好地适应不断变化的政策要求, 就必须及时地更换设备, 这有利于企业的改革和发展。

2.2 循环利用热量

要想进一步改革金属冶炼步骤, 就要将冶炼过程中的热量循环利用起来, 这项技术是企业研究的重点部分, 且已经在很多企业中得到应用, 积累了不少的实践经验。对冶炼过程进行分析得知, 金属冶炼过程中的余热有两个方面。第一是燃烧后的烟气热量的回收, 气温在350℃左右。第二是金属块的余热的回收, 它的温度较高, 约800℃, 是能耗的重要组成部分, 所以进行余热回收时这部分余热是重要的回收部分。这部分热量可以再在冶炼前将铁矿石进行预先预热, 这样能够实现能源的合理利用, 减少能量的浪费, 符合可持续发展的理念。

2.3 循环使用废弃固体

在金属冶炼过程中会产生很多的固体残渣, 例如矿渣等等, 它们能够被重复使用。技术的不断创新和提高使得这些固体废物可以被二次利用, 循环使用废弃固体已经形成一条成熟的链条。我们知道, 冶炼过程中的尘泥是用来除去磷元素的添加剂, 它可以被重复用作一些其他流程的添加剂。对于矿渣来说也有循环使用的必要, 比如可以用于制造水泥等等。循环使用金属冶炼过程中产生的废弃固体能够大大提高资源利用率, 减少垃圾排放, 有利于可持续发展。

2.4 燃料的替换

在金属冶炼过程中, 一般使用碳作为主要的燃料, 但是燃烧碳带来了许多的环境污染问题, 所以, 为了减少环境污染要开发其他新兴能源。在美国、日本等国家已经使用了天然气、塑料等燃料冶炼钢铁。在中国这些能源的使用还没有推广起来, 主要是这些资源的回收率不高, 这极大地制约了该项技术的应用。此外还可以利用氢气来作为替代能源, 而氢气的开发程度也还不够, 不能满足金属冶炼的需求。

参考文献

[1]唐恩, 盛正平, 周强, 王小伟, 张国兴.高炉炼铁节能减排实用技术浅述[A].中国金属学会、河北省冶金学会.2011年全国冶金节能减排与低碳技术发展研讨会文集[C].中国金属学会、河北省冶金学会, 2011:6.

篇4：高炉炼铁节能技术

摘要：探究高炉炼铁中的热平衡原理，分析出炼铁工艺的节能方向，从而提出炼铁工艺的节能改造措施。

关键词：高炉热平衡；炼铁工艺；节能

炼铁耗能在钢铁生产中占有很大的比例，在钢铁业没有完善的节能工艺，将面临着极大的资源浪费，实现钢铁业的节能主要对炼铁进行节能改造。随着社会的不断发展，国家正在创建节约型社会，炼铁工艺面临着节能改造。高炉热平衡是炼铁工艺的技术原理，通过这一技术原理分析炼铁工艺中存在的节能缺陷，提出高炉炼铁工艺的节能改造措施，从而降低炼铁能耗、降低成本，提高企业的经济效益和竞争力，促进社会发展。

一、高炉热平衡分析

根据盖斯定律，将高炉的反应起点定为物料开始进入高炉内的状态，不考虑炉内物料的具体反应过程，最后将物料产出状态作为反应终点。通过对冶炼工艺高炉热平衡中热能分配去向进行分析，探讨高炉节能方向、热能的分配，如表1、表2 所示：

表1 高炉热平衡收入表

项目吨热收入（标煤）/kg比例（%）

Q1碳素氧化热262.878.82

Q2热风带入热64.419.32

Q3氢氧化放热3.51.05

Q4成渣热0.30.09

Q5炉热带入热2.40.72

总和333.4100

表2高炉热平衡支出表

项目吨热支出（标煤）/kg比例（%）

Q’1氧化物分解及脱硫233.855.97

Q’2碳酸盐分解4.71.13

Q’3水分分解9.22.20

Q’4游离水蒸发2.20.53

Q’5煤粉分解1.40.34

Q’6铁水带走43.210.34

Q’7炉渣带走28.96.92

Q’8炉顶煤气及水汽带走18.24.36

Q’9冷却水带走7217.24

Q’10炉壳散热0.10.02

Q’11风冷炉底带出0.10.02

Q’12炉尘带出0.10.02

Q’13热风管道损失3.80.91

总和417.7100

从表1、表2中可以看出，热收入的主要项目有碳素氧化释放的热量、热风带入热、冶炼过程中的氢氧化放热、炉热带入热及少量的成渣热，碳素氧化热占热收入的78.82%。炉内热支出项目主要是氢氧化物分解及脱硫，碳酸盐、水分、煤粉的分解，游离水蒸发，铁水、炉渣带走等有效热的支出，及炉顶煤气和水汽、冷却水带走，炉壳散热，风冷炉底、炉尘带出及热风管道损失等无效热的支出。因此，得出高炉热平衡的节能改造主要方向是，增加热收入，减少有效热支出和充分利用无效热支出。

二、高炉热平衡节能改造措施

（一）提高风温

热风温度的来源是煤气的燃烧，热风炉是将煤气的化学能转换为鼓风热能的转换器。在高炉内的置换过程是以煤气取代了焦和煤，因此，合理地选择风温需要考虑到风温提高后增加的煤气热值与高炉节焦量、获得高风温的可能性与代价、等量煤气的价值比。综合考虑以上的条件，通过煤气脱水、热风炉及管道保温、增防治漏风、煤气预热、改善燃烧技术、充足的燃烧空气、增加蓄热面积等方法来提高热风炉的效率，达到提高风温的目的。

（二）增加炉料的表面积

增加高炉内炉料的表面积，即增加炉料与空气的接触面积，达到提高热交换效率和降低炉顶煤气温度的目的。高炉料总面积即炉内料的总面积，是炉内所有颗粒变面积之和。决定炉料总面积的是炉料颗粒的大小，当高炉总容量一定时，炉料颗粒越小则炉料的总面积越大。

高炉的总容量一定时，炉料的颗粒越小，入炉料的总量就会增加，与此同时，炉料的总面积增加。在同样的炉容量下，通过控制粒料的大小可提高入炉料量，以增加入炉料量和高炉的工作容积的方式来提高高炉的矿焦比。

（三）提高喷煤量

提高喷煤量，通常采用富氧喷煤技术，通过提高富氧率和喷煤量，以喷煤代替焦炭，达到降低工序中的耗能，促进喷煤的利用率，从而降低焦比的目的。一般富氧率提高1%，喷煤量增加至12kg/t～13 kg/t，喷烟煤时增加喷煤量为17 kg/t～23 kg/t。

在高炉采用干熄焦生产时，可以通过降低入炉焦炭的含水量，能把焦比降低2%。这样的方法在提高冶炼热效率的同时，还能够提高企业的经济效益。

提高喷煤量，可以降低焦比，达到提高冶炼热效率的目的。但目前所采用的喷煤技术无法将焦比值最小化，因此，在冶炼中常采用焦炉煤气和喷吹煤气的方式来减少热收入项目中碳素燃烧的放热量，达到增加喷吹煤气的释放热量，降低焦比的目的。

（四）炉渣和无效热支出的回收与利用

高炉冶炼工艺的节能途径除了降低能源消耗量，提高热效率以外，还有另外一种途径可以达到节能的目的，即能源的回收与利用。近年来，各大钢企都在通过回收炉渣热能和无效支出热能的来提高整个冶炼工艺的热能利用率，达到企业的工艺节能、生产节能的目的。

（1）炉渣热能的回收与利用

对炉渣的回收利用主要用于人们的日常生活方面：将回收的炉渣用于生产蒸汽，将获得的蒸汽用于小区的发电和供暖；或者利用冲渣产生的蒸汽直接运用到小区供暖，渣池中的热水经过处理之后同样用于供暖，并对回流到渣池中的水进行循环利用，这样的方式不但能够节约大量的能源，还能为国家节省大量的人力、物力和财力。

（2）无效热支出额回收与利用

无效热支出包括炉顶煤气和水汽、冷却水带走，炉壳散热，风冷炉底、炉尘带出及热风管道损失等热能。高炉煤气可以运用到制取高附加值化工产品方面，利用煤气中的CO制成炭黑、草酸等化工产品，同样可以利用煤气发电，将高炉煤气回收作为燃料，供应锅炉生产蒸汽，将获得的蒸汽用于供暖和发电。高炉冷却水同样可以利用高差来发电，将冷却水从集水槽底引流入位于炉台下的水轮发电机，将冷却水产生的动能转化为电能，实现资源的再利用。

结束语

综上所述，本文通过对高炉热平衡的分析，探讨高炉冶炼工艺的节能方向以及节能改造措施。主要是从减少能源的消耗和能源的回收与利用，对高炉炼铁工艺进行节能改造。减少能源消耗的措施主要是通过提高风温、增加炉料表面积、提高喷煤量来实现；能源的回收利用主要是对炉渣和无效热支出的二次利用，通过转化热能的形式，适应于小区的供暖和供电系统。高炉冶炼工艺的节能改造不仅可以节约能源，还能为企业带来巨大的经济效益，增强企业的竞争力，同时促进社会发展。

参考文献

[1]刘娟利.高炉热平衡分析炼铁工艺的节能方向[J].科技传播，2014，12（11）：66-67.

篇5：高炉炼铁论文

时间：2010-11-12 08:12:40|浏览：112次|评论：0条 [收藏] [评论] [进入论坛] 本文针对高炉炼铁工艺的生产现状进行了其技术性研究，使其高炉炼铁具有规模大、效率高、成本低等诸多优势，随着技术的发展，高炉正朝着大型化、高效化和自动化迈进。实现渣铁分离。已熔化的渣„

本文针对高炉炼铁工艺的生产现状进行了其技术性研究，使其高炉炼铁具有规模大、效率高、成本低等诸多优势，随着技术的发展，高炉正朝着大型化、高效化和自动化迈进。实现渣铁分离。已熔化的渣铁之间及与固态焦炭接触过程中，发生诸多反应，最后调整铁液的成分和温度达到终点。故保证炉料均匀稳定的下降，控制煤气流均匀合理分布是高质量完成冶炼过程的关键。

关键词: 固态焦炭 渣铁分离 炉料均匀 煤气流分布

绪论

高炉是炼铁的专用设备。虽然近代技术研究了直接还原、熔融技术还原等冶炼工艺，但它们都不能取代高炉，高炉生产是目前获得大量生铁的主要手段。高炉生产是可持续的，他的一代寿命从开炉到大修的工作日一般为7-8年，有的已达到十年或十年以上。高炉炼铁具有规模大、效率高、成本低等诸多优势，随着技术的发展，高炉正朝着大型化、高效化和自动化迈进。1.1我国钢铁工业生产现状

近代来高炉向大型化发方向发展，目前世界上已有数座5000立方米以上容积的高炉在生产。我过也已经有4300立方米的高炉投入生产，日产生铁万吨以上，日消耗矿石等近2万吨，焦炭等燃料5千吨。这样每天有数万吨的原、燃料运进和产品输出，还需要消耗大量的水、风、电气，生产规模及吞吐量如此之大，是其他企业不可比拟的。1.2加入世贸对我国钢铁经济的影响

钢铁工业是人类社会活动中占有着极其重要的地位，对发展国民经济起着极其重要的作用。无论工业、农业、交通、建筑及国防均离不开钢铁。一个国家的钢铁生产水平，就直接反映了这个国家的科学技术发展和人民的生活水平。那么自中国加入世贸组织之后，自2001年底以来，全球钢铁价格已上涨2倍，提升了该行业的盈利水平。同期，由所有上市钢铁公司股价构成的全球钢铁股价格综合指数，表现超过所有上市公司平均股价表现近4倍。2003年，中国钢铁净进口量(进口减去出口)约为3500万吨。但今年，预计中国钢铁净出口量大约为5000万吨。假设这种趋势持续下去，中国钢铁公司出口量的上升，的确有可能影响全球钢铁行业的前景。中国从2006 年开始，从钢净进口国转变为净出口国，2007 年中国粗钢净出口量占中国粗钢产量的11.27%，占全球除中国外粗钢产量的6.47%。今年9 月受美国金融危机的影响，国内钢材出口量减少为667 万吨，较8 月份高点回落101 万吨。奥巴马上台后誓言要实施自己的金融新政，力争让美国经济在任期内重新好转。而积极的新政，无疑也会为中国钢铁出口带来新的消费希望。1.3唐钢不锈钢高炉的情况介绍

唐钢不锈钢高炉现共有四座炼铁高炉分别有两座450t、两座550t高炉炼铁设备，其中两座550t高炉是由唐钢设计院主持设计的。不锈钢高炉现今以持续使用五年以上，日产量高，出铁效率高，并且在三号高炉中使用了TRT自动化控制系统，使得在随后的生产过程中，高炉出铁高效化，自动化迈进。2唐钢不锈钢扩大生产规模化的可行性研究 2.1唐钢不锈钢生产规模能力近一年来唐钢不锈钢在河北钢铁集团的带领下，生产能力逐步提高，并且在近一年的生产效益中都有纯利收入，也使得在不锈钢扩建竖炉设备中有了充足的信心，扩建竖炉使得不锈钢在高炉炼铁的过程中效率提高的更快，更高效。2.2唐钢不锈钢扩大生产规模的条件

在成立了河北钢铁集团后正确领导下，唐钢不锈钢的年利润逐年提高，且唐钢不锈钢公司深入开展与先进企业对标，通过与优秀企业对标，找准差距，确立工作重点，开展好提高高炉配比、降低炼钢钢铁料消耗、降低白灰消耗，轧钢1580提高成材率，以及各工序降低能源成本，全面赶超先进企业指标。严格的费用控制。加强设备检修管理，建设精干的高效干部团队，狠抓两个“端口”通过加强市场管理，切实踏准市场节拍和实现顺向操作。

3高炉炼铁工艺技术研究 3.1工艺技术参数研究

高炉冶炼过程是在一个密闭的竖炉内进行的。高炉冶炼过程的特点是，在炉料与煤气逆流运动的过程中完成了多种错综复杂地交织在一起的化学反应和物理变化，且由于高炉是密封的容器，除去投入（装料）及产出（铁、渣及煤气）外，操作人员无法直接观察到反应过程的状况，只能凭借仪器仪表间接观察。为了弄清楚这些反应和变化的规律，首先应对冶炼的全过程有个总体和概括的了解，这体现在能正确地描绘出运行中的高炉的纵剖面和不同高度上横截面的图像。这将有助于正确地理解和把握各种单一过程和因素间的相互关系。高炉冶炼过程的主要目的是用铁矿石经济而高效率地得到温度和成分合乎要求的液态生铁。为此，一方面要实现矿石中金属元素（主要为Fe）和氧元素的化学分离——即还原过程；另一方面还要实现已被还原的金属与脉石的机械分离——即熔化与造渣过程。最后控制温度和液态渣铁之间的交互作用得到温度和化学成分合格的铁液。全过程是在炉料自上而下、煤气自下而上的相互紧密接触过程中完成的。低温的矿石在下降的过程中被煤气由外向内逐渐夺去氧而还原，同时又自高温煤气得到热量。矿石升到一定的温度界限时先软化，后熔融滴落，实现渣铁分离。已熔化的渣铁之间及与固态焦炭接触过程中，发生诸多反应，最后调整铁液的成分和温度达到终点。故保证炉料均匀稳定的下降，控制煤气流均匀合理分布是高质量完成冶炼过程的关键。3.2上料系统的工艺

高炉供上料系统由贮矿槽、贮焦槽、槽下筛分、称量运输和向炉顶上料装置等组成。其作用是将来自原料场，烧结厂及焦化厂的原燃料和冶金辅料，经由贮矿槽、槽下筛分、称量和运输、炉料装入料车或皮带机，最后装入高炉炉顶。随着炼铁技术的发展，中小型高炉的强化、大型高炉和无钟顶的出现，对上料系统设备的作业连续性、自动化控制等提出来更高的要求，以此来保证高炉的正常生产。3.3炼铁工艺

高炉炼铁的原料：铁矿石、燃料、熔剂 3.3.1铁矿石

铁都是以化合物的状态存在于自然界中，尤其是以氧化铁的状态存在的量特别多。现在将几种比较重要的铁矿石提出来说明：

（1）磁铁矿（Magnetite）是一种氧化铁的矿石，主要成份为Fe3O4，是Fe2O3和 FeO 的复合物，呈黑灰色，比重大约5.15左右，含Fe72.4％，O 27.6％，具有磁性。在选矿（Beneficiation）时可利用磁选法，处理非常方便；但是由于其结构细密，故被还原性较差。经过长期风化作用后即变成赤铁矿。

（2）赤铁矿（Hematite）也是一种氧化铁的矿石，主要成份为Fe2O3，呈暗红色，比重大约为5.26，含Fe70％，O 30％，是最主要的铁矿石。由其本身结构状况的不同又可分成很多类别，如赤色赤铁矿（Red hematite）、镜铁矿（Specularhematite）、云母铁矿（Micaceous hematite）、粘土质赤铁（Red Ocher）等。（3）褐铁矿（Limonite）这是含有氢氧化铁的矿石。它是针铁矿（Goethite）HFeO2和鳞铁矿（Lepidocrocite）FeO（OH）两种不同结构矿石的统称，也有人把它主要成份的化学式写成mFe2O3．nH2O，呈现土黄或棕色，含有Fe约62％，O 27％，H2O 11％，比重约为3.6～4.0，多半是附存在其它铁矿石之中。

（4）菱铁矿（Siderite）是含有碳酸铁的矿石，主要成份为FeCO3，呈现青灰色，比重在3.8左右。这种矿石多半含有相当多数量的钙盐和镁盐。由于碳酸根在高温约800～900℃时会吸收大量的热而放出二氧化碳，所以我们多半先把这一类矿石加以焙烧之后再加入鼓风炉。

另外还有铁的硅酸盐矿（Silicate Iron）硫化铁矿（Sulphide iron）3.3.2燃料

炼铁的主要燃料是焦炭。烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温干馏）。其作用是熔化炉料并使铁水过热，支撑料柱保持其良好的透气性。因此，铸造焦应具备块度大、反应性低、气孔率小、具有足够的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点。(1)、焦炭分布

从我国焦炭产量分布情况看，我国炼焦企业地域分布不平衡，主要分布于华北、华东和东北地区。

(2)、焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。(3)、焦炭的物理性质

焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。

焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。焦炭的主要物理性质如下：

真密度为1.8-1.95g/cm3； 视密度为0.88-1.08g/cm3； 气孔率为35-55%；

散密度为400-500kg/m3；

平均比热容为0.808kj/（kgk）（100℃），1.465kj/（kgk）（1000℃）； 热导率为2.64kj/（mhk）（常温），6.91kg/（mhk）（900℃）； 着火温度（空气中）为450-650℃； 干燥无灰基低热值为30-32KJ/g； 比表面积为0.6-0.8m2/g。(4)、焦炭的质量指标

焦炭是高温干馏的固体产物，主要成分是碳，是具有裂纹和不规则的孔孢结构体（或孔孢多孔体）。裂纹的多少直接影响到焦炭的力度和抗碎强度，其指标一般以裂纹度（指单位体积焦炭内的裂纹长度的多少）来衡量。衡量孔孢结构的指标主要用气孔率（只焦炭气孔体积占总体积的百分数）来表示，它影响到焦炭的反应性和强度。不同用途的焦炭，对气孔率指标要求不同，一般冶金焦气孔率要求在40～45%，铸造焦要求在35～40%，出口焦要求在30%左右。焦炭裂纹度与气孔率的高低，与炼焦所用煤种有直接关系，如以气煤为主炼得的焦炭，裂纹多，气孔率高，强度低；而以焦煤作为基础煤炼得的焦炭裂纹少、气孔率低、强度高。焦炭强度通常用抗碎强度和耐磨强度两个指标来表示。焦炭的抗碎强度是指焦炭能抵抗受外来冲击力而不沿结构的裂纹或缺陷处破碎的能力，用M40值表示；焦炭的耐磨强度是指焦炭能抵抗外来摩檫力而不产生表面玻璃形成碎屑或粉末的能力，用M10值表示。焦炭的裂纹度影响其抗碎强度M40值，焦炭的孔孢结构影响耐磨强度M10值。M40和M10值的测定方法很多，我国多采用德国米贡转鼓试验的方法。

(5)、焦炭质量的评价

①、焦炭中的硫分：硫是生铁冶炼的有害杂质之一，它使生铁质量降低。在炼钢生铁中硫含量大于0.07%即为废品。由高炉炉料带入炉内的硫有11%来自矿石；3.5%来自石灰石；82.5%来自焦炭，所以焦炭是炉料中硫的主要来源。焦炭硫分的高低直接影响到高炉炼铁生产。当焦炭硫分大于1.6%，硫份每增加0.1%，焦炭使用量增加1.8%，石灰石加入量增加3.7%,矿石加入量增加0.3%高炉产量降低1.5—2.0%.冶金焦的含硫量规定不大于1%，大中型高炉使用的冶金焦含硫量小于0.4—0.7%。

②、焦炭中的磷分：炼铁用的冶金焦含磷量应在0.02—0.03%以下。

③、焦炭中的灰分：焦炭的灰分对高炉冶炼的影响是十分显著的。焦炭灰分增加1%，焦炭用量增加2—2.5%因此，焦炭灰分的降低是十分必要的。

④、焦炭中的挥发分：根据焦炭的挥发分含量可判断焦炭成熟度。如挥发分大于1.5%，则表示生焦；挥发分小于0.5—0.7%,则表示过火，一般成熟的冶金焦挥发分为1%左右。⑤、焦炭中的水分：水分波动会使焦炭计量不准，从而引起炉况波动。此外，焦炭水分提高会使M04偏高，M10偏低，给转鼓指标带来误差。

⑥、焦炭的筛分组成：在高炉冶炼中焦炭的粒度也是很重要的。我国过去对焦炭粒度要求为：对大焦炉（1300—2000平方米）焦炭粒度大于40毫米；中、小高炉焦炭粒度大于25毫米。但目前一些钢厂的试验表明，焦炭粒度在40—25毫米为好。大于80毫米的焦炭要整粒，使其粒度范围变化不大。这样焦炭块度均一，空隙大，阻力小，炉况运行良好。3.3.3熔剂

(1)、熔剂的作用

熔剂在冶炼过程中的主要作用有：

①.使还原出来的铁与脉石和灰分实现良好分离，并顺利从炉缸流出，即渣铁分离。②.生成一定数量和一定物理、化学性能的炉渣，去除有害杂质硫，确保生铁质量。(2)、熔剂的种类

根据矿石中脉石成分的不同，高炉冶炼使用的熔剂，按其性质可分为碱性、酸性和中性三类。

①．碱性熔剂

常用的碱性熔剂有石灰石(CaC03)和白云石(CaC03·MgC03)。

②．酸性熔剂

作为酸性熔剂使用的有石英石(Si02)、均热炉渣(主要成分为2FeO、Si02)及含酸性脉石的贫铁矿等。

③．中性熔剂

高铝原料。如铁钒土和粘土页岩。

三、对碱性熔剂的质量要求

对碱性熔剂的质量有如下要求：

1.碱性氧化物(CaO+MgO)含量高，酸性氧化物(Si02+A1203)愈少愈好。或熔剂的有效熔剂性愈高愈好。

一般要求石灰石中Ca0的质量分数不低于50％，Si02+A1203的质量分数不超过3．5％。

熔剂的有效熔剂性是指熔剂按炉渣碱度的要求，除去本身酸性氧化物含量所消耗的碱性氧化物外，剩余部分的碱性氧化物含量。可用下式表示：

当熔剂中与炉渣中Mg0含量很少时，计算式可简化为： 2.有害杂质硫、磷含量要少。石灰石中一般硫的质量分数只有0．01％～0．08％，磷的质量分数为0．001％～0．03％。

3.较高的机械强度，粒度要均匀，大小适中。

适宜的石灰石入炉粒度范围是：大中型高炉为20～50mm，小型高炉为l0～30mm。当炉渣黏稠引起炉况失常时，还可短期适量加入萤石(CaF2)，以稀释炉渣和洗掉炉衬上的堆积物

四．高炉炼铁的工艺流程

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）按一定比例装入高炉，并由热风炉向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧，原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降。在炉料下降和煤气上升过程中，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，高炉渣水淬后全部作为水泥生产原料。炼铁工艺流程和主要排污节点见上图 3.3.4高炉炼铁原的理

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。

高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石)，从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下焦炭（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料）中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出。铁矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。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。3.3.5高炉的主要组成部分

高炉炉壳：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、热应力和内部的煤气压力，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，一般只在很小范围内变动。

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。通常采用风冷或水冷。目前我国大中型高炉大都采用全碳砖炉底或碳砖和高铝砖综合炉底，大大改善了炉底的散热能力。

炉基：它的作用是将所集中承担的重量按照地层承载能力均匀地传给地层，因而其形状都是向下扩大的。高炉和炉基的总重量常为高炉容积的10～18倍（吨）。炉基不许有不均匀的下沉，一般炉基的倾斜值不大于0.1％～0．5％。高炉炉基应有足够的强度和耐热能力，使其在各种应力作用下不致产生裂缝。炉基常做成圆形或多边形，以减少热应力的不均匀分布。

炉衬：高炉炉衬组成高炉的工作空间，并起到减少高炉热损失、保护炉壳和其它金属结构免受热应力和化学侵蚀的作用。炉衬是用能够抵抗高温作用的耐火材料砌筑而成的。炉衬的损坏受多种因素的影响，各部位工作条件不同，受损坏的机理也不同，因此必须根据部位、冷却和高炉操作等因素，选用不同的耐火材料。

炉喉护板：炉喉在炉料频繁撞击和高温的煤气流冲刷下，工作条件十分恶劣，维护其圆筒形状不被破坏是高炉上部调节的先决条件。为此，在炉喉设置保护板（钢砖）。小高炉的炉喉保护板可以用铸铁做成开口的匣子形状；大高炉的炉喉护板则用100～150mm厚的铸钢做成。炉喉护板主要有块状、条状和变径几种形式。变径炉喉护板还起着调节炉料和煤气流分布的作用。

3.3.6高炉解体

为了在操作技术上能正确处理高炉冶炼中经常出现的复杂现象，就要切实了解炉内状况。在尽量保持高炉的原有生产状态下停炉、注水冷却或充氮冷却后，对从炉喉的炉料开始一直到炉底的积铁所进行的细致的解体调查，称为高炉解体调查。它虽不能完全了解高炉生产的动态情况，但对了解高炉过程、强化高炉冶炼很有参考价值。

3.3.7高炉冷却装置

高炉炉衬内部温度高达1400℃，一般耐火砖都要软化和变形。高炉冷却装置是为延长砖衬寿命而设置的，用以使炉衬内的热量传递出动，并在高炉下部使炉渣在炉衬上冷凝成一层保护性渣皮，按结构不同，高炉冷却设备大致可分为：外部喷水冷却、风口渣口冷却、冷却壁和冷却水箱以及风冷(水冷)炉底等装置。

3.3.8高炉灰

也叫炉尘，系高炉煤气带出的炉料粉末。其数量除了与高炉冶炼强度、炉顶压力有关外，还与炉料的性质有很大关系。炉料粉末多，带出的炉尘量就大。目前，每炼一吨铁约有 10～100kg的高炉灰。高炉灰通常含铁40％左右，并含有较多的碳和碱性氧化物；其主要成分是焦末和矿粉。烧结料中加入部分高炉灰，可节约熔剂和降低燃料消耗。

3.3.9高炉除尘器

用来收集高炉煤气中所含灰尘的设备。高炉用除尘器有重力除尘器、离心除尘器、旋风除尘器、洗涤塔、文氏管、洗气机、电除尘器、布袋除尘器等。粗粒灰尘（＞60～90um），可用重力除尘器、离心除尘器及旋风除尘器等除尘；细粒灰尘则需用洗气机、电除尘器等除尘设备。

3.3.10高炉鼓风机

高炉最重要的动力设备。它不但直接提供高炉冶炼所需的氧气，而且提供克服高炉料柱阻力所需的气体动力。现代大、中型高炉所用的鼓风机，大多用汽轮机驱动的离心式鼓风机和轴流式鼓风机。近年来使用大容量同步电动鼓风机。这种鼓风机耗电虽多，但启动方便，易于维修，投资较少。高炉冶炼要求鼓风机能供给一定量的空气，以保证燃烧一定的碳；其所需风量的大小不仅与炉容成正比，而且与高炉强化程度有关、一般按单位炉容2.1～2.5m3／min的风量配备。但实际上不少的高炉考虑到生产的发展，配备的风机能力都大于这一比例

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。

3.3.11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。

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。

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。

高炉冶炼主要工艺设备简介： [高炉设备]高炉 ：

横断面为圆形的炼铁竖炉。用钢板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸5部分。由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺 简单，生产量大，劳动生产效率高，能耗低等优点，故这种方法生产的铁占世界铁总产量的绝大部分。高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂（石灰石），从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下焦炭（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料）中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出。铁矿石中未还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。产生的煤气从炉顶排出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。高炉冶炼的主要产品是生铁，还有副产高炉渣和高炉煤气。[高炉设备]高炉热风炉介绍 :

热风炉是为高炉加热鼓风的设备，是现代高炉不可缺少的重要组成部分。提高风温可以通过提高煤气热值、优化热风炉及送风管道结构、预热煤气和助燃空气、改善热风炉操作等技术措施来实现。理论研究和生产实践表明，采用优化的热风炉结构、提高热风炉热效率、延长热风炉寿命是提高风温的有效途径。[高炉设备]铁水罐车:

铁水罐车用于运送铁水，实现铁水在脱硫跨与加料跨之间的转移或放置在混铁炉下，用于高炉或混铁炉等出铁。3.4高炉煤气清洗系统

从高炉炉顶排出的煤气一般汗CO2 15-20%,CO 20-26%，其发热值大于3200KJ/m3，装入高炉的焦炭等燃料的热量约有三分之一通过高炉煤气排出。因此将高炉煤气作为钢铁厂的一部分充分加以利用，在经济上十分重要。一般是将高炉煤气单独使用，或者和焦炉煤气掺合使用，作为热风炉、焦炉、加热炉、发电厂锅炉的燃料。但从炉顶排出的高炉粗煤气含有10-40g/m3的粉尘，具体数值取决与炉料中的粉尘率和炉顶压力、煤气流速，使用富氧等情况。

3.4.1高炉煤气除尘系统的组成

我国1000m3以上的高炉采用煤气除尘系统，从炉喉出来的煤气先经过重力除尘器进行除尘，然后经过洗涤塔进行半精除尘在进入文氏管进行精除尘，除尘后的煤气经过脱水器进入净煤气总管。但随着炉顶压力的增高，促进了文氏管的效率提高，近年来大型高炉已用串联双级文氏管系统来代替塔后文氏管系统。3.4.1脱泥脱水设备

高炉煤气经过洗涤塔、文氏管等除尘装置湿法清洗后，煤气中夹带部分水泥和灰泥。水分会降低煤气发热值，同时由于水滴中带有灰尘，影响煤气的实际除尘效果，必须采用脱泥脱水设备使其从煤气中分离出来。目前，高炉煤气清洗系统中采用的脱泥脱水设备主要有重力式灰泥捕集器、旋风式灰泥捕集器、伞形或伞旋脱水器和填料式脱水器。3.4.1.2重力式灰泥捕集器

气流进入重力式灰泥捕集器后，速度降低，并且改变气流方向，而气流中的灰泥和水滴仍直线加速沉降，产生了水气分离，重力式灰泥捕集器结构简单，不易堵塞，但对细尘粒和水滴的脱尘效率不高。

重力式灰泥捕集器有挡板式和直入式两种型式 3.4.1.3旋风式灰泥捕集器

把煤气从切向引入捕集器，利用气流的回旋运动，灰泥由于离心力的作业碰撞圆筒壁而沉降，达到捕集灰泥的目的。3.4.1.4伞形或伞旋脱水器

伞形脱水器是一种利用改变煤气流向，使水滴撞于伞形挡板上，因失去动能而分离的脱水器设备。

3.4.1.5填料脱水器

填料脱水器一般作为最后一级的脱水设备，同题高度约为二倍筒体直径。筒内填料目前多用角钢代替木材。材料脱水器的脱水效率为85%，煤气流经脱水器的压力降为500-1000Pa。

结论: 高炉工作者应努力防止各种事故的发生，保证联合企业的生产进行。目前上料系统多采用皮带上料，电子计算机，工业电视等，但必须保证其可持续作业。高炉从开炉投产到停炉中，此期间连续不间断生产，仅在设备检修或发生时候是才停产。那么我们必须保证各个环节都步步到位，要不必然会影响整个高炉冶炼过程，甚至停产，给企业造成巨大损失。

参考文献；

1.李士玲主编 炼铁工艺

篇6：高炉炼铁工艺流程

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

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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。

1、高炉、高炉炉本体较为复杂，本文在 最后附有专门介绍。横断面为圆形的炼铁竖炉。用 钢板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬。高炉本体自上而下分为炉喉、炉 身、炉腰、炉腹、炉缸 5 部分。由于高炉炼铁技 术经济指标良 好，工艺 简单，生产量大，劳 动生产效率高，能耗低等优点，故这种方法生产的铁占世界铁总产量的绝大部分。高炉生产时从炉顶 装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂（石灰石），从位于炉子下部沿炉周 的风口吹入经预热的空气。在高温下焦炭（有的高炉也喷吹煤粉、重 油、天然气等辅助燃料）中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化 碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出。铁矿石中未还原的杂质和石灰石等熔剂结合 生成炉渣，从渣口排出。产生的煤气从炉顶排出，经除尘后，作为热 风炉、加热 炉、焦炉、锅炉等的燃 料。高炉冶 炼的主要产 品是生铁，还有副产高 炉渣和高炉 煤气。

2、高炉除尘器、用来收集高炉煤气中所含灰尘的设备。高炉用除尘器有重力除尘 器、离心除尘器、旋风除尘器、洗涤塔、文氏管、洗气机、电除尘器、布袋除尘器等。粗粒灰尘（＞60～90um），可用重力除尘器、离心除 尘器及旋风除尘器等除尘；细粒灰尘则需用洗气机、电除尘器等除尘 设备。

3、高炉鼓风机、高炉最重要的动力设备。它不但直接提供高炉冶炼所需的氧气，而且提供克服高炉料柱阻力所需的气体动力。现代大、中型高炉所用 的鼓风机，大多用汽轮机驱动的离心式鼓风机和轴流式鼓风机。近年 来使用大容量同步电动鼓风机。这种鼓风机耗电虽多，但启动方便，易于维修，投资较少。高炉冶炼要求鼓风机能供给一定量的空气，以 保证燃烧一定的碳；其所需风量的大小不仅与炉容成正比，而且与高 炉强化程度有关、一般按单位炉容 2.1～2.5m3／min 的风量配备。但 实际上不少的高炉考虑到生产的发展，配备的风机能力都大于这一比 例

4、高炉热风炉、热风炉是为高炉加热鼓风的设备，是现代高炉不可缺少的重要组 成部分。现代热风炉是一种蓄热式换热器。目前风温水平为 1000℃ ~1200 ℃，高的为 1250 ℃~1350 ℃，最高可达 1450 ℃~1550 ℃。提高风温可以通过提高煤气热值、优化热风炉及送风管道结构、预热 煤气和助燃空气、改善热风炉操作等技术措施来实现。理论研究和生 产实践表明，采用优化的热风炉结构、提高热风炉热效率、延长热风 炉寿命是提高风温的有效途径。

5、铁水罐车、铁水罐车用于运送铁水，实现铁水在脱硫跨与加料跨之间的转移或 放置在混铁炉下，用于高炉或混铁炉等出铁。

四、高炉炼铁用的原料 高炉炼铁用的原料 炼铁

高炉冶炼用的原料主要由铁矿石、燃料（焦炭）和熔剂（石灰 石）三部分组成。通常，冶炼 1 吨生铁需要 1.5-2.0 吨铁矿石，0.4-0.6 吨焦炭，0.2-0.4 吨熔剂，总计需要 2-3 吨原料。为了保证高炉生产的连续性，要求有 足够数量的原料供应。因此，无论是生铁厂家还是钢厂采购原料的工作是尤其重要。生铁的冶炼虽原理相同，但由于方法不同、冶炼设备不同，所以 工艺流程也不同。下面分别简单予以介绍。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。生铁是高炉产品（指高炉冶炼生铁），而高炉的产品不只是生铁，还有锰铁等，属于铁合金产品。锰铁高炉不参加炼铁高炉各种指标的 计算。高炉炼铁过程中还产生副产品水渣、矿渣棉和高炉煤气等。高炉炼铁的特点：规模大，不论是世界其它国家还是中国，高炉的容 积在不断扩大，如我国宝钢高炉是 4063 立方米，日产生铁超过 10000 吨，炉渣 4000 多吨，日耗焦 4000 多吨。目前国内单一性生铁厂家，高炉容积也以达到 500 左右立方米，但多数仍维持在 100-300 立方米之间，甚至仍存在 100 立方米以下的 高耗能高污染的小高炉，其产品质量参差不齐，公布分散，不具有期 规模性，更不能与国际上的钢铁厂相比。

附：高炉炉本体的主要组成部分 高炉炉本体的主要组成部分 炉本体 高炉炉壳： 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，还要承受热应力和内部的煤气压力，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 形尺寸应与高炉内型、炉体各部厚度、冷却设备结构形式相适应。炉喉： 呈圆筒形。炉喉既是炉料的加入口，炉喉 高炉本体的最上部分，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 炉腰 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，一般只在很小范围内变动。

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 炉腹 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。炉缸 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 炉底 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。通常采用风冷或水冷。目前我国大中型高炉 大都采用全碳砖炉底或碳砖和高铝砖综合炉底，大大改善了炉底的散 热能力。

炉基： 炉基 它的作用是将所集中承担的重量按照地层承载能力均匀地 传给地层，因而其形状都是向下扩大的。高炉和炉基的总重量常为高 炉容积的 10～18 倍（吨）。炉基不许有不均匀的下沉，一般炉基的倾 斜值不大于 0.1％～0．5％。高炉炉基应有足够的强度和耐热能力，使其在各种应力作用下不致产生裂缝。炉基常做成圆形或多边形，以 减少热应力的不均匀分布。

炉衬：高炉炉衬组成高炉的工作空间，并起到减少高炉热损失、炉衬 保护炉壳和其它金属结构免受热应力和化学侵蚀的作用。炉衬是用能 够抵抗高温作用的耐火材料砌筑而成的。炉衬的损坏受多种因素的影 响，各部位工作条件不同，受损坏的机理也不同，因此必须根据部位、冷却和高炉操作等因素，选用不同的耐火材料。炉喉护板：炉喉在炉料频繁撞击和高温的煤气流冲刷下，工作条 炉喉护板 件十分恶劣，维护其圆筒形状不被破坏是高炉上部调节的先决条件。为此，在炉喉设置保护板（钢砖）。小高炉的炉喉保护板可以用铸铁 做成开口的匣子形状； 大高炉的炉喉护板则用 100～150mm 厚的铸钢 做成。炉喉护板主要有块状、条状和变径几种形式。变径炉喉护板还 起着调节炉料和煤气流分布的作用。

高炉解体 为了在操作技术上能正确处理高炉冶炼中经常出现的复杂现象，就要切实了解炉内状况。在尽量保持高炉的原有生产状态下停炉、注 水冷却或充氮冷却后，对从炉喉的炉料开始一直到炉底的积铁所进行 的细致的解体调查，称为高炉解体调查。它虽不能完全了解高炉生产的动态情况，但对了解高炉过程、强化高炉冶炼很有参考价值。高炉冷却装置 高炉炉衬内部温度高达 1400℃，一般耐火砖都要软化和变形。高炉冷却装置是为延长砖衬寿命而设置的，用以使炉衬内的热量传递 出动，并在高炉下部使炉渣在炉衬上冷凝成一层保护性渣皮，按结构 不同，高炉冷却设备大致可分为：外部喷水冷却、风口渣口冷却、冷 却壁和冷却水箱以及风冷(水冷)炉底等装置。

高炉灰 也叫炉尘，系高炉煤气带出的炉料粉末。其数量除了与高炉冶炼 强度、炉顶压力有关外，还与炉料的性质有很大关系。炉料粉末多，带出的炉尘量就大。目前，每炼一吨铁约有 10～100kg 的高炉灰。高炉灰通常含铁 40％左右，并含有较多的碳和碱性氧化物；其主要 成分是焦末和矿粉。烧结料中加入部分高炉灰，可节约熔剂和降低燃 料消耗。高炉基本操作制度

1、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。

2、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。

3、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。