情境二：高爐正常爐況操作

1、蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師授課教案學(xué)習(xí)情境學(xué)習(xí)情境二：高爐正常爐況操作任務(wù)名稱任務(wù)2.1 ：爐內(nèi)操作授課時(shí)間年 月 日第 周授課教師授課班級(jí)授課時(shí)數(shù)12學(xué)時(shí)授課方法學(xué)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容1. 還原過程與生鐵形成；2. 高爐爐渣與脫硫；3. 煤氣的形成及其在高爐內(nèi)的運(yùn)動(dòng)；4.高爐爐內(nèi)操作制度的內(nèi)容：爐缸熱制度、造渣制度、送風(fēng)制度、裝料制度知識(shí)目標(biāo)1.了解煉鋼爐料在高爐內(nèi)的物理化學(xué)變化；2.掌握高爐內(nèi)鐵氧化物的還原反應(yīng)；3.了解高爐內(nèi)非鐵元素的還原，生鐵的生成與滲碳過程；4.掌握高爐爐渣的成分與作用，硫的分布情況爐渣脫硫反應(yīng)及其條件；5.了解高爐內(nèi)燃燒反應(yīng)的作用，影響燃燒帶大小的因素；6.掌握爐料和煤氣運(yùn)

2、動(dòng)情況。7掌握高爐爐內(nèi)操作制度的內(nèi)容技能目標(biāo)1. 能準(zhǔn)確表述高爐內(nèi)鐵氧化物的還原反應(yīng)，爐渣脫硫反應(yīng)及作用； 2. 利用這些反應(yīng)揭示煉鐵過程基本原理。3高爐爐內(nèi)操作制度的內(nèi)容教學(xué)重點(diǎn)和 難 點(diǎn)1. 高爐內(nèi)鐵氧化物的還原反應(yīng)；2. 爐渣脫硫反應(yīng)及作用；3. 爐料和煤氣運(yùn)動(dòng)情況。4高爐爐內(nèi)操作的過程導(dǎo)入新課1.鐵氧化物的還原反應(yīng)；2. 生鐵成分的作用。鞏固復(fù)習(xí)1.高爐煉鐵工藝流程；2.生鐵成分組成及作用；3.高爐煉鐵主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與高爐煉鐵成本的關(guān)系；布置作業(yè)1. 鐵氧化物的還原順序是怎樣的？2. 高爐爐渣的組成是什么？什么叫爐渣堿度？3高爐渣在煉鐵過程中有何作用？4.爐料在爐內(nèi)下降的基本條件是什

3、么？5.高爐內(nèi)煤氣流在運(yùn)動(dòng)時(shí)體積和溫度有何變化？教學(xué)效果分析教學(xué)步驟、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法備 注一、咨詢【參考資料】煉鐵原理與工藝?！举Y料分析】爐料從爐頂裝入高爐后，自上而下運(yùn)動(dòng)。被上升的煤氣流加熱，發(fā)生了吸附水的蒸發(fā)、結(jié)晶水的分解、碳酸鹽的分解、焦炭中揮發(fā)分的揮發(fā)等反應(yīng)。【任務(wù)內(nèi)容及要求】利用網(wǎng)絡(luò)資料視頻，依據(jù)煉鐵原理與工藝教學(xué)。1. 班級(jí)根據(jù)學(xué)生人數(shù)自由組合為4-6個(gè)學(xué)習(xí)小組，各學(xué)習(xí)小組自行選出組長。2. 教師召集組長，安排任務(wù)，組長召集組員將任務(wù)分解。3. 各組討論制訂實(shí)施計(jì)劃。4. 各小組按照實(shí)施計(jì)劃完成任務(wù)。5. 各小組針對(duì)完成任務(wù)過程中的問題進(jìn)行討論、分析，并寫出相應(yīng)書面記錄。【相關(guān)

4、知識(shí)】一、爐料在爐內(nèi)的物理化學(xué)變化  爐料從爐頂裝入高爐后，自上而下運(yùn)動(dòng)。被上升的煤氣流加熱，發(fā)生了吸附水的蒸發(fā)、結(jié)晶水的分解、碳酸鹽的分解、焦炭中揮發(fā)分的揮發(fā)等反應(yīng)。1、高爐爐內(nèi)的狀況通過國內(nèi)外高爐解剖研究得到如圖31所示的典型爐內(nèi)狀況。按爐料物理狀態(tài)，高爐內(nèi)大致可分為五個(gè)區(qū)域或稱五個(gè)帶：1)爐料仍保持裝料前塊狀狀態(tài)的塊狀帶；    2)礦石從開始軟化到完全軟化的軟熔帶；    3)已熔化的鐵水和爐渣沿焦炭之間的縫隙下降的滴落帶；    4)由于鼓風(fēng)動(dòng)能的作用，焦炭作回旋運(yùn)動(dòng)的風(fēng)口帶；

5、0;   5)風(fēng)口以下，貯存渣鐵完成必要渣鐵反應(yīng)的渣鐵帶。2、水分的蒸發(fā)與結(jié)晶水的分解在高爐爐料中，水以吸附水與結(jié)晶水兩種形式存在。    （1）吸附水    吸附水也稱物理水，以游離狀態(tài)存在于爐料中。（2）結(jié)晶水    結(jié)晶水也稱化合水，以化合物形態(tài)存在于爐料中。3、揮發(fā)物的揮發(fā)揮發(fā)物的揮發(fā)，包括燃料揮發(fā)物的揮發(fā)和高爐內(nèi)其他物質(zhì)的揮發(fā)。4、碳酸鹽的分解  爐料中的碳酸鹽主要來自石灰石(CaC03)和白云石(CaC03·MgC03)，有時(shí)也來自碳酸鐵(FeC03)和

6、碳酸錳(MnC03)。  其中MnC03、FeC03和MgC03的分解溫度較低，一般在高爐上部分解完畢，對(duì)高爐冶煉影響不大，CaC03的分解溫度較高約910，且是吸熱反應(yīng)，對(duì)高爐冶煉影響較大。CaC03的分解反應(yīng)式為：CaC03=CaO+C02178000kJ若部分石灰石來不及分解而進(jìn)入高溫區(qū)則石灰石分解生成的C02在高溫區(qū)與焦炭作用：C02+C=2C0165800kJ此反應(yīng)既消耗熱量又消耗碳素，使焦比升高。為此，目前多采用使用自熔性或熔劑性燒結(jié)礦，減少石灰石用量，縮小石灰石的粒度等措施來降低焦比。二、 還原過程和生鐵的形成高爐煉鐵的目的，是將鐵礦石中的鐵和一些有用元素還原

7、出來，所以還原反應(yīng)是高爐內(nèi)最基本的化學(xué)反應(yīng)。    1、基本概念   （1）還原反應(yīng)    還原反應(yīng)的通式為MeOX=Me+X0。還原反應(yīng)是還原劑X奪取金屬氧化物Me0中的氧，使之變?yōu)榻饘倩蛟摻饘俚蛢r(jià)氧化物的反應(yīng)。高爐煉鐵常用的還原劑主要有C0、H2和固體碳。   （2）鐵氧化物的還原順序當(dāng)溫度小于570時(shí)，按Fe203Fe304Fe的順序還原。當(dāng)溫度大于570時(shí)，按Fe203Fe304Fe0Fe的順序還原。 2、高爐內(nèi)鐵氧化物的還原（1）用C0和H2還原鐵氧化物礦

8、石從爐頂入爐后，在溫度未超過9001000時(shí)，鐵氧化物中的氧是被煤氣中的CO和H2奪取而產(chǎn)生C02和H20的。這種還原不直接用焦炭中碳素作還原劑，所以叫間接還原。    當(dāng)溫度大于570時(shí)，用C0作還原劑當(dāng)溫度大于570時(shí)，用H2作還原劑用C0作還原劑的還原反應(yīng)主要在高爐內(nèi)小于800的區(qū)域進(jìn)行；用H2作還原劑的還原反應(yīng)主要在高爐內(nèi)8001100的區(qū)域進(jìn)行。 （2）用固體碳還原鐵氧化物    用固體碳還原鐵氧化物，生成C0的還原反應(yīng)叫鐵的直接還原。由于礦石在爐內(nèi)下降過程中，先進(jìn)行間接還原，殘留的鐵氧化物主要以FeO形式存在，因

9、此在高爐內(nèi)具有實(shí)際意義的只有FeO+C=Fe+C0的反應(yīng)。由于固體碳與鐵氧化物進(jìn)行固相反應(yīng)，接觸面很小，直接進(jìn)行反應(yīng)受到很大限制，所以通常認(rèn)為直接還原要通過氣相進(jìn)行反應(yīng)，其反應(yīng)過程如下：在上述反應(yīng)中，雖然Fe0仍是與C0反應(yīng)，但氣體產(chǎn)物C02在高爐下部高溫區(qū)幾乎100和碳發(fā)生氣化反應(yīng)，最終結(jié)果是直接消耗了碳素。CO只是從中起到了一個(gè)傳遞氧的作用。正因?yàn)樘嫉臍饣磻?yīng)的存在和發(fā)展，使高爐內(nèi)出現(xiàn)了間接還原和直接還原兩種方式。   3、直接還原與間接還原的比較    （1）鐵的直接還原度   從Fe0開始以直接還

10、原的形式還原的鐵量與還原出來的總鐵量之比，稱為鐵的直接還原度，記作rd。    （2）間接還原與直接還原的比較通過兩方面的比較可以看到：高爐內(nèi)全部直接還原(rd=1)行程和全部間接還原(d=0)行程都不是高爐的理想行程。只有直接還原與間接還原在適宜的比例范圍內(nèi)，維持適宜的rd，才能降低焦比，取得最佳效果。 這一適宜的rd為0203，而高爐實(shí)際操作中的，rd常在0405之間，有的甚至更高，均大于適宜的rd。所以，高爐煉鐵工作者的奮斗目標(biāo)，仍然是降低rd，這是降低焦比的重要內(nèi)容。 4、高爐內(nèi)非鐵元素的還原高爐內(nèi)除鐵元素之外，還有錳、硅、磷等其他元素的還原。根

11、據(jù)各氧化物分解壓的大小，可知銅、砷、鈷、鎳在高爐內(nèi)幾乎全部被還原；錳、釩、硅、鈦等較難還原，只有部分還原進(jìn)入生鐵。（1）錳的還原高爐內(nèi)錳氧化物的還原與鐵氧化物的還原相似，也是由高級(jí)向低級(jí)逐級(jí)還原直到金屬錳，順序?yàn)椋篗n0開始直接還原的溫度約在1100-1200之間，此時(shí)Mn0已與脈石組成硅酸鹽初渣，故Mn是在液態(tài)初渣中由Mn0以直接還原形式還原而得：Mn0的直接還原是吸熱反應(yīng)，由Mn0還原出來lkg錳比還原同等數(shù)量的鐵的熱量消耗要大一倍。因此高爐爐溫是錳還原的重要條件， （2）硅的還原硅的還原只能在高爐下部高溫區(qū)(1300以上)以直接還原的形式進(jìn)行：  由于Si02在還原時(shí)要吸收大量

12、熱量，所以硅在高爐內(nèi)只有少量被還原。還原出來的硅可溶于生鐵或生成FeSi再溶于生鐵。由于硅的還原與爐溫密切相關(guān)，所以鐵水中的含硅量可作為衡量爐溫水平的標(biāo)志。（3）磷的還原    爐料中的磷以磷酸鈣(CaO)3·P205的形態(tài)存在，有時(shí)也以磷酸鐵(FeO)3·P205·8H20的形態(tài)存在。磷酸鐵又稱藍(lán)鐵礦，藍(lán)鐵礦的結(jié)晶水分解后，形成多微孔的結(jié)構(gòu)較易還原，反應(yīng)式為：    磷酸鈣是很穩(wěn)定的化合物，它在高爐內(nèi)首先進(jìn)入爐渣。在11001300時(shí)用碳作還原劑還原磷，其還原率能達(dá)60；當(dāng)有Si02存在時(shí)，可以加速磷的

13、還原：    磷雖難還原，反應(yīng)吸熱量大，但在高爐冶煉條件下，全部被還原以Fe2P形態(tài)溶于生鐵。因此，降低生鐵中的含磷量的唯一途徑是控制爐料中的含磷量。（4）鉛、鋅、砷的還原我國的一些鐵礦石含有鉛、鋅、砷等元素，這些元素在高爐冶煉條件下易被還原。還原出來的鉛，不溶于鐵，而且因密度大于鐵易沉積于爐底，滲入磚縫，破壞爐底；部分鉛在高爐內(nèi)易揮發(fā)上升，遇到C02和H20將被氧化，隨爐料一起下降時(shí)又被還原，在爐內(nèi)循環(huán)。還原出來的鋅，在爐內(nèi)揮發(fā)、氧化、體積增大使?fàn)t墻破壞，或凝附于爐墻形成爐瘤。還原出來的砷，與鐵化合影響鋼鐵性能，使鋼冷脆，焊接性能大大降低。 5、還原反

14、應(yīng)動(dòng)力學(xué)鐵礦石的還原屬異相反應(yīng)，各反應(yīng)相之間有明顯的界面。根據(jù)動(dòng)力學(xué)研究，被還原氣體包圍的鐵礦石，還原反應(yīng)是由礦石顆粒表面向中心進(jìn)行的，如圖33所示。    因此，提高還原氣體的濃度和還原溫度；使用粒度較小，氣孔率較大的人造礦石將改善還原條件，加快還原反應(yīng)速度。圖2-4  礦球反應(yīng)過程模型     6、生鐵的生成與滲碳過程    生鐵的生成，主要是滲碳和已還原的元素進(jìn)入生鐵中，最終得到含F(xiàn)e、C、Si、Mn、P、S等元素的生鐵。礦石在加入高爐內(nèi)即開始還原，在高爐爐身部位，就已有部分鐵礦

15、石在固態(tài)時(shí)被還原成金屬鐵。這種鐵叫海綿鐵。當(dāng)溫度升高到727以上時(shí)，固體海綿鐵發(fā)生如下滲碳過程：生鐵的最終含碳量與生鐵中合金元素的含量有著密切關(guān)系。Mn、Cr、V、Ti等元素由于能與碳生成碳化物，所以有助于增加生鐵中的含碳量。另外有一些元素如Si、P、S等能與鐵生成化合物，促進(jìn)碳化物分解，阻止?jié)B碳，能促使生鐵的含碳量降低。冶煉錳鐵時(shí)，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以達(dá)到7；普通生鐵的含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在4左右。1.2.2   高爐爐渣與脫硫 高爐生產(chǎn)過程中，鐵礦石中的鐵氧化物還原出金屬鐵；鐵礦石中的脈石和焦炭(燃料)中的灰分等與熔劑相互作用生成低熔點(diǎn)的化合物，形成非金屬的

16、液相，即為爐渣。一、高爐渣的成分與作用1高爐渣的成分組成爐渣的氧化物很多，高爐渣的主要成分有Si02、Ca0、Al2O3、Mg0、Mn0、Fe0、CaS、CaF2等。對(duì)爐渣性能影響較大且爐渣中含量最多的是Si02、Ca0、Al203、Mg0四種。爐渣中的各種氧化物可分為堿性氧化物和酸性氧化物兩大類。以堿性氧化物為主的爐渣稱堿性爐渣；以酸性氧化物為主的爐渣稱酸性爐渣。常用爐渣中堿性氧化物和酸性氧化物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)之比表示爐渣堿度(R)：高爐爐渣堿度一般用R=m(CaO)m (Si02)表示。爐渣的很多物理化學(xué)性質(zhì)與爐渣堿度有關(guān)。爐渣的堿度根據(jù)高爐原料和冶煉產(chǎn)品的不同，一般在1.01.3之間。2高爐

17、渣的作用爐渣的具體作用如下：1)爐渣與生鐵互不溶解，且密度不同，因而使渣鐵得以分離，得到純凈的生鐵；2)渣鐵之間進(jìn)行合金元素的還原及脫硫反應(yīng)，爐渣起調(diào)整成分的作用；3)爐渣對(duì)高爐爐況順行、爐缸熱制度以及爐齡等方面也有很大影響。爐渣的上述作用是由爐渣的物理性能決定的，其物理性能包括：爐渣的黏度，爐渣的熔化性和穩(wěn)定性等，它們由爐渣的化學(xué)成分決定。    二、成渣過程    加入高爐內(nèi)的爐料，與煤氣接觸，將發(fā)生如下變化：    1)焦炭在風(fēng)口以上保持固態(tài)，直到風(fēng)口處才完全燃燒，灰分進(jìn)入爐渣。焦炭是料柱的骨架，對(duì)

18、爐內(nèi)透氣性影響很大。    2)石灰石在下降過程中，受熱后逐漸分解，到1000以上的區(qū)域分解完畢。分解生成的Ca0由于與礦石中脈石接觸不良，故初渣中Ca0很少，只有在滴落帶，大量初渣流過其表面時(shí)，才被溶解，參與造渣。    3)礦石在下降過程中，經(jīng)歷了塊狀帶、軟熔帶、滴落帶、風(fēng)口帶、渣鐵帶。礦石的軟化是由于在塊狀帶固相反應(yīng)生成了低熔點(diǎn)的化合物，此時(shí)半熔融的含有很多已還原的鐵的“冰柱”沿焦炭縫隙流下，爐渣從冰柱中分離出來，為初渣。分離出來的初渣是自然堿度。隨后渣中(FeO)不斷還原進(jìn)入鐵中，至滴落帶，爐渣以滴狀下落，渣中Fe0已降到23

19、，當(dāng)溫度達(dá)1400以上時(shí)，金屬鐵由于滲碳而熔點(diǎn)降低，也以滴狀下落。    三、生鐵去硫    硫是影響鋼鐵質(zhì)量的重要因素，冶煉每噸生鐵由爐料帶入的總硫量稱硫負(fù)荷。    1硫在煤氣、渣、鐵中的分配爐料帶入高爐內(nèi)部的硫在冶煉過程中又全部轉(zhuǎn)入爐渣、生鐵、煤氣中。若以lkg為計(jì)算單位，則上式可寫成渣中含硫量與鐵中含硫量之比稱為硫的分配系數(shù)，用Ls表示。Ls=m(S)mS代入上式得：由此可以看出，欲得到低硫生鐵應(yīng)采取如下措施：降低硫負(fù)荷；增大硫的揮發(fā)量：加大渣量；增大硫的分配系數(shù)Ls。  &#

20、160;所以欲得到低S生鐵，只有提高爐渣的去硫能力。2爐渣去硫在高爐操作中，一定的原料條件下，實(shí)際而有效地降低生鐵含硫的措施是提高高爐爐渣的脫硫能力，即提高硫在渣鐵間的分配系數(shù)Ls。除氣化去硫外，硫在高爐全部變成CaS和FeS。CaS不溶于生鐵而進(jìn)入爐渣中，F(xiàn)eS則溶于生鐵，生鐵去硫主要是將溶于生鐵的FeS 變成不溶于生鐵的CaS，反應(yīng)式如下：FeS+(CaO)=(CaS)+(FeO)從上述脫硫反應(yīng)式可以看到，要提高爐渣的脫硫能力必須具備以下條件：1)適當(dāng)高的爐渣堿度。堿度高則Ca0多，對(duì)脫硫有利。2)要有足夠的爐溫。脫硫反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度高，則有利于反應(yīng)的進(jìn)行。3)黏度小?？墒股晌顲aS

21、很快脫離反應(yīng)的接觸面，降低(CaS)的濃度，促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。3爐外脫硫當(dāng)爐料中含硫較高時(shí)，若操作不當(dāng)，難免有時(shí)生鐵含硫超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)，可采用爐外脫硫的辦法，以保證生鐵的質(zhì)量。目前高爐常用的爐外脫硫劑是蘇打粉(Na2C03)。反應(yīng)式為：Na2C03+FeS=Na2S+FeO+C02-Q此外，爐外脫硫劑還有石灰、白云石、電石、復(fù)合脫硫劑等。為了滿足煉鋼對(duì)鐵水的要求，也可采用鐵水預(yù)處理技術(shù)。任務(wù)1.2.3      煤氣的形成及其在高爐內(nèi)的運(yùn)動(dòng)一、高爐風(fēng)口區(qū)碳素的燃燒  焦炭是高爐煉鐵的主要燃料。隨著噴吹技術(shù)的發(fā)展，煤、重油、

22、天然氣等已代替部分焦炭作為高爐燃料使用。1、燃料燃燒（1）燃燒反應(yīng)焦炭中的碳除部分參加直接還原。進(jìn)入生鐵和少量與H2反應(yīng)生成CH4之外，有70以上在風(fēng)口前燃燒，高爐爐缸內(nèi)的燃燒反應(yīng)與一般的燃燒反應(yīng)不同，它是在充滿焦炭的環(huán)境中進(jìn)行，即空氣量一定而焦炭過剩的條件下進(jìn)行的。  燃燒反應(yīng)的機(jī)理一般認(rèn)為分兩步進(jìn)行：  所以，風(fēng)口前碳素的燃燒只能是不完全燃燒，生成C0并放出熱量。由于鼓風(fēng)中總含有一定的水蒸氣，灼熱的C與H20發(fā)生下列反應(yīng)：C+H20=CO+H2  124390kJ因此，實(shí)際生產(chǎn)中的條件下，風(fēng)口前碳素燃燒的最終產(chǎn)物由C0、H2、N2組成。（2）燃燒反應(yīng)的作用燃燒

23、反應(yīng)有以下幾方面作用：1)為高爐冶煉過程提供主要熱源；2)為還原反應(yīng)提供C0、H2等還原劑；3)為爐料下降提供必要的空間。2、回旋區(qū)及燃燒帶當(dāng)鼓風(fēng)以很高的速度(100200ms)從風(fēng)口鼓入高爐時(shí)，具備足夠的動(dòng)能吹動(dòng)風(fēng)口前端的焦炭塊，形成一個(gè)比較疏松的球形空間。沿著球形空間內(nèi)部，煤氣流夾帶著焦炭作回旋運(yùn)動(dòng)，并迅速燃燒?；匦\(yùn)動(dòng)主要發(fā)生在風(fēng)口中心線以上，風(fēng)口前產(chǎn)生焦炭和煤氣流回旋運(yùn)動(dòng)的區(qū)域稱為回旋區(qū)。  回旋區(qū)和中間層組成焦炭在爐缸內(nèi)進(jìn)行燃燒反應(yīng)的區(qū)域稱為燃燒帶。如圖3-4所示。  圖2-5風(fēng)口前焦炭循環(huán)運(yùn)動(dòng)示意圖 (a)風(fēng)口區(qū)域的垂直平面；(b)

24、風(fēng)口區(qū)域的水平截面1氣流中心線；2焦炭的中間層  3、影響燃燒帶大小的因素燃燒帶的大小決定著煤氣在爐內(nèi)的初始分布，對(duì)爐內(nèi)煤氣溫度和爐缸溫度分布，及高爐順行都有影響。影響燃燒帶的大小有以下各因素：（1）鼓風(fēng)動(dòng)能與下部調(diào)劑下部調(diào)劑的作用是通過改變進(jìn)風(fēng)狀態(tài)控制煤氣流的初始分布，使整個(gè)爐缸溫度分布均勻穩(wěn)定，熱量充沛，工作活躍。也就是控制適宜的燃燒帶與煤氣流的合理分布。為此，要通過日常鼓風(fēng)參數(shù)的調(diào)劑實(shí)現(xiàn)合適的鼓風(fēng)動(dòng)能，以達(dá)到控制燃燒帶大小的目的。經(jīng)常調(diào)劑的鼓風(fēng)參數(shù)有風(fēng)溫、風(fēng)量、噴吹量、鼓風(fēng)濕度等。此外，風(fēng)口數(shù)目、風(fēng)口直徑等也影響鼓風(fēng)動(dòng)能的大小。（2）燃燒反應(yīng)速度  一般情況下，燃燒反

25、應(yīng)速度快，燃燒反應(yīng)可在較小的區(qū)域進(jìn)行，使燃燒帶縮小；反之，則燃燒帶大。（3）爐缸料柱阻力爐缸內(nèi)料柱疏松，燃燒帶則延長；反之，燃燒帶則縮小。（4）焦炭的性質(zhì)焦炭的粒度、氣孔度、反應(yīng)性等對(duì)燃燒大小也有一定的影響。二、爐料和煤氣的運(yùn)動(dòng)  在高爐冶煉過程中，保證爐料在高爐內(nèi)順利下降和煤氣流的合理分布，是高爐冶煉順行，獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗的前提。1、爐料運(yùn)動(dòng)爐料均勻而有節(jié)奏地下降是高爐順行的重要標(biāo)志。爐料在爐內(nèi)下降的基本條件是高爐內(nèi)不斷形成促使?fàn)t料下降的自由空間。除此之外，爐料在爐內(nèi)能否順利下降還要受到力學(xué)因素的支配。2、煤氣運(yùn)動(dòng)   高爐煤氣主要產(chǎn)生于爐缸風(fēng)口前燃料的燃燒

26、。爐缸煤氣是高爐冶煉過程中熱能與化學(xué)能的來源；所以，煤氣在上升過程中經(jīng)過一系列的傳熱傳質(zhì)后，從爐頂逸出，其體積、成分、溫度和壓力均發(fā)生了變化。  （1）煤氣的體積與成分的變化  煤氣量取決于冶煉強(qiáng)度。鼓風(fēng)成分、焦比等因素。爐缸煤氣在高爐內(nèi)上升過程中體積與成分如圖25。圖2-6 高爐煤氣上升過程中體積、成分的變化 由圖可以看出，煤氣的體積總量在上升過程中是增加的。    （2）煤氣溫度的變化爐缸煤氣在上升過程中把熱量傳遞給爐料，溫度逐漸降低；而爐料在下降過程吸收煤氣的熱量，溫度逐漸上升，這便是爐內(nèi)熱交換現(xiàn)象。一般討論高爐內(nèi)熱交換時(shí)，將高

27、爐分為三個(gè)區(qū)域(如圖26所示)：圖2-7  理想高爐的豎向溫度分布圖1煤氣；2爐料（3）煤氣壓力的變化煤氣在爐內(nèi)上升過程中，由于克服料柱的阻力產(chǎn)生很大的壓頭損失(p)可表示為p =P爐缸-P爐喉。煤氣在上升過程中，在高爐下部壓力變化比較大而在高爐上部比較小。隨著風(fēng)量加大(冶煉強(qiáng)度提高)，高爐下部壓差變化更大，說明此時(shí)高爐下部料柱阻力增長值提高。當(dāng)壓頭損失p增加到一定程度時(shí)，將妨礙高爐順行，由此可見，改善高爐下部料柱的透氣性是進(jìn)一步提高冶煉強(qiáng)度，促進(jìn)高爐順行的重要措施。3、影響p的因素    在高爐冶煉過程中，影響p的因素很多，歸納起來主要可分為煤氣流和原

28、料兩個(gè)方面。（1）煤氣流1)煤氣流速的影響   隨著煤氣流速的增加，p 迅速增加。因此，降低煤氣流速能明顯降低p。煤氣流速同煤氣量或同鼓風(fēng)量成正比。所以提高風(fēng)量，煤氣量增加，p增加，不利于高爐順行。2)煤氣溫度和壓力的影響  煤氣的體積受溫度影響很大，所以爐內(nèi)溫度升高，煤氣體積膨脹，煤氣流速增加，p增大；當(dāng)爐內(nèi)煤氣壓力升高，煤氣體積縮小，煤氣流速降低，p減少，有利于爐況順行。3)煤氣的密度和黏度的影響  降低煤氣的密度和黏度能降低p。高爐噴吹燃料后，由于煤氣中H2含量增加，煤氣的密度和黏度都相應(yīng)減少，因而有利于爐況順行。  （2）原料

29、   1)粒度的影響  從降低p以有利于高爐順行的角度看，增加原料的粒度是有利的，但是對(duì)礦石的還原反應(yīng)不利。所以在保證高爐順行的前提下，應(yīng)盡量減小入爐原料的粒度。   2)孔隙度的影響  入爐原料的孔隙度大，透氣性好，p將降低有利于爐況的順行。所以要大力改善原料的粒度組成，如加強(qiáng)原料的整粒工作，篩除粉末，分級(jí)入爐。  （3）其他方面高爐煉鐵的操作制度對(duì)p也有很大影響。對(duì)裝料制度來講，一切疏松邊緣的裝料制度，均能促進(jìn)p的下降，有利于順行；對(duì)造渣制度來講，渣量少，成渣帶薄，初渣黏度小都會(huì)使p下降，有

30、利于順行。1爐缸熱制度爐缸熱制度是指高爐爐缸所具有的溫度水平，或者說是根據(jù)冶煉條件，為獲得最佳效益而選擇的最適當(dāng)?shù)臓t缸高溫?zé)崃?，它反映了高爐爐缸內(nèi)熱量收入與支出的平衡狀態(tài)。3.1.1.1熱制度的選擇依據(jù)（1） 根據(jù)爐容的大小、鐵種的需要，爐缸的結(jié)構(gòu)形式來確定鐵水溫度與生鐵含硅量的控制范圍（2）根據(jù)原燃料條件來選擇。原燃料含硫高，物理性能好時(shí)，可維持偏高的爐溫；原燃料條件好，成分穩(wěn)定時(shí)，可維持偏低的生鐵含硅量；冶煉釩鈦礦石時(shí)，一般控制TiSi 0.5%0.6%。（3）結(jié)合高爐設(shè)備情況來選擇。比如，在爐役后期，爐缸爐墻侵蝕變薄，水溫差升高達(dá)到警戒線時(shí)，要規(guī)定較高的爐溫，Si控制在0.85%1.25

31、%，必要時(shí)還可以改煉一段時(shí)間鑄造生鐵。因?yàn)樘岣呱F含硅后有石墨碳析出，能形成保護(hù)層，減緩爐襯的侵蝕速度。（4）根據(jù)爐缸工作狀況選擇。爐缸工作均由活躍，生鐵含硅可低些；如果爐缸堆積，生鐵含硅必須相應(yīng)提高。 （5）結(jié)合技術(shù)操作水平與管理水平進(jìn)行選擇。如原料中和混勻搞得好，高爐工長經(jīng)驗(yàn)豐富，爐況調(diào)節(jié)及時(shí)準(zhǔn)確，生鐵含硅量下限可低些，實(shí)現(xiàn)鐵水物理溫度高的低硅操作。在確定硅含量的下限值時(shí)，必須根據(jù)情況留有余地，防止出現(xiàn)連續(xù)低于規(guī)定下限爐溫而導(dǎo)致的爐況失常。3.1.1.2影響熱制度的主要因素生產(chǎn)中任何影響爐缸熱量收支的因素都會(huì)造成熱制度的波動(dòng)。比如，原燃料條件的變化（礦石品位、燒結(jié)礦中FeO含量的波動(dòng)等）、

32、冶煉參數(shù)的變動(dòng)（風(fēng)溫、濕度、富氧率、噴吹量等）以及冷卻設(shè)備漏水、原燃料稱量上的誤差等都對(duì)高爐熱制度有影響，見表3-1。3.1.1.3 熱制度的調(diào)節(jié)首先分析清楚造成熱制度失常的原因、類型及幅度，然后根據(jù)原因制定調(diào)節(jié)措施、調(diào)節(jié)量和采取調(diào)節(jié)措施的時(shí)間。熱制度失常的調(diào)劑原則是：失常初期，對(duì)爐況影響較小的因素先調(diào)劑，而對(duì)爐況影響較大，需要作出較大犧牲的手段安排在后面進(jìn)行。3.1.2造渣制度造渣制度是要根據(jù)原燃料條件和鐵種要求，從脫硫和順行出發(fā)，選擇使?fàn)t渣的流動(dòng)性、穩(wěn)定性以及軟熔帶的溫度區(qū)間都能滿足高爐冶煉需要的爐渣組分。造渣制度是控制造渣過程和終渣性能的制度，控制造渣過程實(shí)際上就是控制軟熔帶，控制終渣性

33、能是為了脫硫和控制生鐵含硅量等。3.1.2.1高爐冶煉對(duì)選擇造渣制度的要求（1）爐料組分的選擇應(yīng)使初渣形成較晚，軟熔的溫度區(qū)間較窄，F(xiàn)eO含量少，這有利于料柱透氣性的改善，一般爐渣的熔化溫度在13001400，可操作的溫度波動(dòng)范圍大于150。（2）保證爐渣在一定的溫度下有較好的流動(dòng)性、穩(wěn)定性和足夠的脫硫能力。1400下，爐渣粘度小于1PaS，爐渣能自由流動(dòng)的溫度為1400以上。爐渣從流動(dòng)到不流動(dòng)的溫度范圍比較寬。當(dāng)爐渣溫度波動(dòng)±25，二元堿度波動(dòng)±0.5時(shí)，有穩(wěn)定的物理性能。在爐溫和堿度適宜條件下，硫負(fù)荷<5kgt時(shí)，Ls為2530，硫負(fù)荷>5kgt時(shí)，Ls為3

34、050。（3）保證爐渣具有良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，當(dāng)爐渣成分或溫度發(fā)生波動(dòng)時(shí)，能夠保持比較穩(wěn)定的物理性能；（4）當(dāng)冶煉不同的鐵種時(shí)，爐渣要根據(jù)鐵種的需要促進(jìn)有益元素的還原，防止有害元素進(jìn)入生鐵。（5）有利于形成穩(wěn)定的渣皮，維護(hù)高爐內(nèi)型剖面的規(guī)整。3.1.2.2確定爐渣堿度的原則（1）根據(jù)冶煉生鐵品種確定（2）根據(jù)原料條件確定（3）根據(jù)渣量確定（4）根據(jù)生產(chǎn)情況選擇3.1.2.3 爐渣堿度的調(diào)節(jié)（1）下列因素變動(dòng)時(shí)，當(dāng)班工長應(yīng)調(diào)節(jié)配料以保持要求的爐渣堿度 裝入原料的SiO2、MgO、CaO發(fā)生變化，引起爐渣堿度的變化時(shí)； 因改變鐵種需要變化爐渣堿度時(shí)； 因調(diào)整生鐵含硅，而導(dǎo)致爐渣堿度有較大變

35、化時(shí)； 硫負(fù)荷與噴煤比有較大變化時(shí)；（2）調(diào)整爐渣堿度的方法 增加（或減少）熔劑加入量增加堿性熔劑可以提高爐渣堿度；增加酸性熔劑能夠降低爐渣堿度。 改變礦比，調(diào)整入爐原料的綜合堿度。爐料結(jié)構(gòu)中增加高堿度燒結(jié)礦的比例，可以提高爐渣堿度；增加酸性礦石的比例能夠降低爐渣堿度。（3）燒結(jié)礦堿度波動(dòng)時(shí)的調(diào)節(jié)計(jì)算 燒結(jié)礦堿度波動(dòng)時(shí)，每批料需調(diào)節(jié)石灰石的量：石灰石量2（SiO2燒）··P式中 燒結(jié)礦堿度的波動(dòng)量； P批料燒結(jié)礦量，kg/批； （SiO2燒）燒結(jié)礦中SiO2的含量，%。 燒結(jié)礦堿度波動(dòng)時(shí)礦石配比變動(dòng)簡易計(jì)算（批重P不變）P燒 P球 P 式中 P燒、P燒、 P分別為燒結(jié)礦、球

36、團(tuán)礦與混合礦的批重，t/批；R燒、R球、R料分別為燒結(jié)礦、球團(tuán)礦與混合礦的堿度。 熔劑爐料要避免加到爐墻邊緣，防止?fàn)t墻結(jié)和后瘤； 碎鐵等金屬附加物加到中心。3.1.2.4造渣制度調(diào)劑中的注意事項(xiàng)（1）造渣制度與生鐵含硫量的關(guān)系（2）較大幅度調(diào)整爐渣堿度時(shí)，必須充分估計(jì)爐溫狀況是否許可。（3）爐渣堿度控制過高，不僅是個(gè)浪費(fèi)，而且是導(dǎo)致爐況失常的一個(gè)隱患。（4）洗爐與操作制度的關(guān)系3.1.3送風(fēng)制度送風(fēng)制度是指在一定的冶煉條件下，確定合適的鼓風(fēng)參數(shù)和風(fēng)口進(jìn)風(fēng)狀態(tài)，控制適宜的爐腹煤氣量，以達(dá)到煤氣流初始分布合理、爐缸工作均勻活躍，爐況穩(wěn)定順行的目的。送風(fēng)制度的中心環(huán)節(jié)在于選擇風(fēng)口面積，以獲

37、得基本合適的風(fēng)口風(fēng)速和鼓風(fēng)動(dòng)能。風(fēng)量、風(fēng)溫的調(diào)劑主要在于控制料速和爐溫，對(duì)風(fēng)速和鼓風(fēng)動(dòng)能的調(diào)劑只起輔助作用。送風(fēng)制度的穩(wěn)定是煤氣流穩(wěn)定的前提，是爐溫穩(wěn)定和順行的必要條件。3.1.3.1 送風(fēng)制度的選擇與調(diào)劑（下部調(diào)劑）下部調(diào)劑指的是通過調(diào)節(jié)回旋區(qū)的形狀和大小控制爐況，是其它調(diào)節(jié)手段的基礎(chǔ)。A、風(fēng)量選擇風(fēng)量的原則是風(fēng)量必須要與料柱透氣性相適應(yīng)，建立最低燃料比的綜合冶煉強(qiáng)度為1.01.1t（m³d）的概念，冶煉每噸生鐵消耗的風(fēng)量值見表2-31。風(fēng)量的調(diào)節(jié)作用：（1）控制料速，達(dá)到預(yù)期的冶煉強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)料速均衡不變；（2）穩(wěn)定氣流，爐況不順初期，減少風(fēng)量是降低壓差、消除管道、防止難行、崩料和

38、懸料的有效手段；（3）在爐涼時(shí)，采取減風(fēng)措施來控制下料速度，能使?fàn)t溫穩(wěn)定回升。B、風(fēng)溫提高風(fēng)溫是強(qiáng)化高爐冶煉的主要措施。提高風(fēng)溫能增加爐缸高溫?zé)崃康氖杖?，改善噴煤的效果，同時(shí)增加了鼓風(fēng)動(dòng)能，活躍了爐缸。因此，在高爐生產(chǎn)中，要用盡風(fēng)溫，充分發(fā)揮熱風(fēng)爐的能力及高風(fēng)溫對(duì)爐況的有利作用。風(fēng)溫調(diào)節(jié)的原則：（1） 經(jīng)濟(jì)性原則。只要條件許可，風(fēng)溫應(yīng)穩(wěn)定在最高水平，噴吹高爐尤其如此。（2） 順行原則。提高風(fēng)溫的速度要平穩(wěn)，每次中小高爐可提高2040，大高爐可提高50100；在風(fēng)溫水平不高時(shí)，每小時(shí)可提高風(fēng)溫23次，降風(fēng)溫應(yīng)一次到位。C、風(fēng)壓風(fēng)壓直接反映爐內(nèi)煤氣量與料柱透氣性的適應(yīng)情況，它的波動(dòng)是冶煉過程的綜合

39、反映，亦是判斷爐況的重要依據(jù)。在原燃料條件波動(dòng)不大的情況下，操作中應(yīng)穩(wěn)定風(fēng)量、穩(wěn)定風(fēng)壓、穩(wěn)定壓差操作。風(fēng)壓的波動(dòng)范圍不大于5kPa，否則表明風(fēng)量與料柱透氣性不平衡，爐況順行變差。如果調(diào)整不及時(shí)，風(fēng)壓逐漸升高，風(fēng)量逐漸減少，當(dāng)風(fēng)壓升高到一定限度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生懸料。當(dāng)原燃料強(qiáng)度降低、粉末增加、質(zhì)量變差，風(fēng)壓不穩(wěn)時(shí)，不能強(qiáng)行加風(fēng)。D、鼓風(fēng)濕度全焦冶煉的高爐，采用加濕鼓風(fēng)最有利，它能控制適宜的理論燃燒溫度，使風(fēng)溫固定在最高水平。E、噴煤量噴吹燃料不僅在熱能和化學(xué)能方面可以取代焦炭，而且也增加了一個(gè)下部調(diào)節(jié)手段。噴吹燃料的高爐應(yīng)固定風(fēng)溫操作，用煤量來調(diào)節(jié)爐溫。調(diào)節(jié)幅度一般為0.51.0 th，最高不超過2

40、th，幅度不宜過大，以免影響氣流分布和爐缸工作狀態(tài)發(fā)生劇烈變化。F、富氧率空氣中的氧氣含量在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下為21%，采用不同方法，提高鼓風(fēng)中的氧含量就叫富氧鼓風(fēng)。富氧鼓風(fēng)減少煤氣含氮量，爐腹煤氣量減少，單位生鐵煤氣生成量減少，可以提高風(fēng)口前理論燃燒溫度，有利于提高爐缸溫度、提高冶煉強(qiáng)度及增加噴煤量，同時(shí)也增加了一個(gè)下部調(diào)節(jié)手段。富氧后不僅能提高冶煉強(qiáng)度，而且能增加產(chǎn)量。G、風(fēng)口面積、長度和傾角在一定風(fēng)量下，風(fēng)口面積和長度對(duì)風(fēng)口的進(jìn)風(fēng)狀態(tài)起決定性的作用，使用較大的風(fēng)口和適當(dāng)加長風(fēng)口均有利于提高送風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量的均勻程度。生產(chǎn)實(shí)踐表明，一定的冶煉強(qiáng)度必須與合適的鼓風(fēng)動(dòng)能相配合，一般情況下風(fēng)口面積不宜經(jīng)常變

41、動(dòng)。H、風(fēng)口布局風(fēng)口布局是指確定好風(fēng)口直徑與長度后，根據(jù)風(fēng)口工作狀態(tài)沿圓周進(jìn)行合理的分布。合適的風(fēng)口布局能夠保證爐缸工作均勻活躍，渣鐵物理熱充沛。高爐冶煉調(diào)節(jié)風(fēng)口布局的原則如下：（1）爐墻結(jié)厚部位應(yīng)該用大風(fēng)口、短風(fēng)口；（2）鐵口難以維護(hù)，鐵口兩側(cè)應(yīng)該用小風(fēng)口、長風(fēng)口；（3）煤氣流分布不均，爐料偏行時(shí)，下料快的方位選小風(fēng)口；（4）爐缸工作不均，進(jìn)風(fēng)少的區(qū)域應(yīng)該選擇大風(fēng)口，增加進(jìn)風(fēng)量等。3.1.3.2 送風(fēng)制度檢驗(yàn)指標(biāo)（1）風(fēng)速和鼓風(fēng)動(dòng)能 判斷鼓風(fēng)動(dòng)能是否合適的直接表象、以及高爐有效容積與風(fēng)速、鼓風(fēng)動(dòng)能的關(guān)系（2） 風(fēng)口前理論燃燒溫度理論燃燒溫度是風(fēng)口前燃燒帶熱狀態(tài)的主要標(biāo)志，它的高低不僅決定爐缸

42、的熱狀態(tài)和煤氣溫度，而且也對(duì)爐料傳熱、還原、造渣、脫硫以及鐵水溫度、化學(xué)成分等產(chǎn)生重大影響。我國高爐風(fēng)口前理論燃燒溫度一般在2150±50。（3）爐腹煤氣量爐腹煤氣量是以上參數(shù)的綜合體現(xiàn)。爐腹煤氣量小時(shí)高爐邊緣氣流發(fā)展，爐缸不活躍；反之，將使高爐中心過吹。兩種現(xiàn)象都影響到高爐的爐況。（4）風(fēng)口回旋區(qū)深度回旋區(qū)形狀和大小，反映了風(fēng)口的進(jìn)風(fēng)狀態(tài)，它直接影響煤氣流初始溫度的分布以及爐缸的均勻活躍程度。風(fēng)口回旋區(qū)面積大，有利于爐缸工作均勻與爐況順行；回旋區(qū)深一些，有利于活躍爐缸中心，控制焦炭堆積數(shù)量，維持爐缸中心良好的透氣性和透液性。3.1.4裝料制度裝料制度是指爐料裝入爐內(nèi)的方法。主要包括

43、：料線高低、批重大小、裝料順序、溜槽傾角等。裝料制度的變動(dòng)通常稱為上部調(diào)劑。制定和調(diào)節(jié)裝料制度可以實(shí)現(xiàn)對(duì)爐喉徑向礦焦比的控制，調(diào)整爐料在爐喉的分布，從而達(dá)到煤氣流合理分布，充分利用煤氣的能量以及高爐穩(wěn)定、順行、高效生產(chǎn)的目的。3.1.4.1裝料制度的選擇依據(jù)（1）裝料制度是根據(jù)所要求的煤氣分布類型確定的。合理的裝料制度要力求使煤氣分布達(dá)到要求的方式。而煤氣流分布形式的選擇首先要考慮原料條件。如果粉末多，應(yīng)采用雙峰型煤氣分布。因?yàn)槭褂煤圯^多的原料時(shí)，必須保持使粉末集中于既不靠近爐墻，也不靠近中心的中間環(huán)形帶內(nèi)，以保持兩條煤氣通路和高爐順行。2）裝料制度要與送風(fēng)制度相適應(yīng)。即裝料制度以疏松中心為

44、主時(shí)，下部應(yīng)能接受較高的風(fēng)速；當(dāng)裝料制度以發(fā)展邊緣氣流為主時(shí)，由于中心通路被礦石堵塞，則下部不可能接受較高的風(fēng)速；不論是改變裝料制度還是送風(fēng)制度，均要考慮二者互相適應(yīng)。（3）裝料制度的選擇要考慮煤氣流速的影響。一般煤氣流速低，高爐易順行。爐頂壓力高，煤氣流速低的高爐爭取接近平坦型的裝料制度進(jìn)行生產(chǎn)。高冶煉強(qiáng)度、低頂壓的高爐宜采用中心發(fā)展或接近中心發(fā)展型的裝料制度。3.1.4.2裝料制度即上部調(diào)劑的基本內(nèi)容A、料線高度料線高度是指料尺零位到爐內(nèi)料面的距離。對(duì)雙鐘爐頂來說，料尺零位指的是大鐘打開時(shí)的下緣線，對(duì)無鐘爐頂而言則是爐喉鋼磚上沿或旋轉(zhuǎn)溜槽處于垂直位置時(shí)距下端0.9m處（不同高爐有差別）。B

45、、批重大小批重是指一批料的質(zhì)量。一批料中礦石的質(zhì)量叫礦批，焦炭的質(zhì)量稱為焦批。批重對(duì)布料的影響在于分布到邊緣和中心的礦石與焦炭的厚度之比，厚度確定一批料分布的形狀，二者的厚度之比反映了爐料在爐內(nèi)的特點(diǎn)，這個(gè)值越大，表示礦石在邊緣分布越多。在一定冶煉條件下，每座高爐都有自己合適的批重，合適的批重找到后要盡量穩(wěn)定。合適的批重與下列因素有關(guān)。（1） 與爐容有關(guān)。爐容越大，爐喉直徑也越大，為保證煤氣流合理分布，批重應(yīng)相應(yīng)增加，如表2-32所示。近年來，隨著原燃料條件的逐步改善，礦石品位提高，爐料粉末減少，批重進(jìn)一步有所增加，從而改善了煤氣利用，降低了燃料比（2）與冶煉強(qiáng)度有關(guān)。隨著冶煉強(qiáng)度的提高，風(fēng)量

46、增加，中心氣流加大，必須適當(dāng)擴(kuò)大礦石批重。此外，冶煉強(qiáng)度提高后，爐料下降速度及其均勻性也有所提高，從而改善了料柱的透氣性，為擴(kuò)大礦石批重，增加礦層厚度創(chuàng)造了條件。（3）與噴煤量有關(guān)。當(dāng)冶煉強(qiáng)度不變時(shí)，高爐噴吹燃料后，由于噴吹物在風(fēng)口內(nèi)燃燒，爐缸煤氣體積和爐腹煤氣速度增加，促使中心氣流發(fā)展，需要適當(dāng)擴(kuò)大批重，抑制中心氣流。C、裝料順序焦炭和礦石入爐的先后次序稱為裝料順序。先礦后焦的裝入順序稱為正裝，先焦后礦的裝入順序?yàn)榈寡b；礦焦同時(shí)入爐為同裝；礦焦分別入爐稱為分裝。D、 溜槽傾角與布料份數(shù)對(duì)于無鐘爐頂來說，高爐上部煤氣流的控制比雙鐘爐頂有更大的自由度，無鐘爐頂與鐘式爐頂布料方式的比較見表3-7。

47、3.1.4.3判斷裝料制度是否合理的標(biāo)準(zhǔn) （1）煤氣利用率煤氣利用好時(shí)，2000m³以上高爐（CO2）應(yīng)在20%24%；1000m³左右高爐為（CO2）20%22% ；1000m³以下高爐（CO2）為18%20%。 煤氣利用率co值，好為0.5以上，較好為0.45左右，較差為0.4以下，差為0.3以下。（2）爐喉煤氣分析曲線邊緣氣流型（特別是饅頭型）差，雙峰型有兩條通道適合于原料差得高爐，喇叭花型中心發(fā)展適合于大中型高爐，平峰形煤氣利用最好。（3） 爐頂溫度好的標(biāo)準(zhǔn)：中心500600，四周150200。 四周各點(diǎn)溫差不大于5

48、0。（4）爐頂煤氣中CO2含量表示能源利用情況煤氣利用好時(shí)，2000m³以上高爐CO2應(yīng)在20%24%；1000m³左右高爐為CO220%22% ；1000m³以下高爐CO2為18%20%。 3.1.4.4選擇或變更裝料制度時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)問題（1）力求裝料制度穩(wěn)定，但在高爐出現(xiàn)壓差升高、憋風(fēng)、難行時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整裝料制度，用兩條煤氣通路來爭取高爐順行。一旦爐況恢復(fù)，各種儀表反應(yīng)正常，應(yīng)及時(shí)恢復(fù)原有的裝料制度。（2）力求裝料制度穩(wěn)定，但在高爐出現(xiàn)壓差升高、憋風(fēng)、難行時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整裝料制度，用兩條煤氣通路來爭取高爐順行。一旦爐況恢復(fù)，各種儀表反應(yīng)正常

49、，應(yīng)及時(shí)恢復(fù)原有的裝料制度。還要經(jīng)常注意爐墻溫度和壓量指數(shù)的變化，如果爐墻溫度低于正常值，應(yīng)及時(shí)調(diào)整裝料制度。變更裝料制度時(shí)，盡量固定幾個(gè)因素，變更一個(gè)因素，否則會(huì)自亂陣腳。（3）禁止長期使用劇烈發(fā)展邊緣氣流的裝料制度。（4）高爐冶煉一般希望廢鐵和石灰石裝入高爐的中心。因爐頂和裝料設(shè)備結(jié)構(gòu)不同，原料的裝入順序也不相同。料車式高爐原料裝入料車的順序是：廢鐵石灰石礦石錳礦無料鐘爐頂皮帶上料的高爐原料裝入順序是：錳礦燒結(jié)礦球團(tuán)礦石灰石（5）使用倒分裝時(shí)，還可使用兩個(gè)料線。當(dāng)?shù)V石料線高于焦炭料線時(shí)，有利于邊緣氣流的發(fā)展；相反，則有利于發(fā)展中心氣流。（6）變更裝料制度時(shí)還要考慮熱制度的波動(dòng)。3.2爐況判

50、斷3.2.1 高爐爐況的判斷方法要保持高爐優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗、長壽，首先就是維持高爐爐況的穩(wěn)定順行。而及時(shí)、正確地判斷爐況是維持高爐穩(wěn)定順行的基本要素。判斷爐況就是判斷高爐爐況變化的方向與變化的幅度。這兩者相比，首先要掌握變化的方向，使調(diào)劑不發(fā)生方向性的差錯(cuò)。其次，要掌握各種參數(shù)波動(dòng)的幅度。只有正確掌握高爐爐況變化的方向和各種數(shù)據(jù)，才能恰如其分地對(duì)癥下藥。3.2.2高爐爐況的直接判斷法直接判斷法是高爐操作者獲得高爐信息的方法之一，雖然所觀察到的情況往往是高爐的變化結(jié)果，但在爐況波動(dòng)較大時(shí)，仍顯示出它的重要性。要掌握這種方法，就必須勤觀察，細(xì)對(duì)比，日積月累，才能達(dá)到熟練辨識(shí)的程度。3.2.2.1看

51、風(fēng)口風(fēng)口處是唯一可以隨時(shí)觀察爐內(nèi)情況的地方，從風(fēng)口得到的信息要比看渣鐵及時(shí)得多。高爐操作者必須經(jīng)常觀察風(fēng)口，這樣才能夠把爐況波動(dòng)盡早解決在萌芽階段，確保高爐長期穩(wěn)定順行。（1） 判斷爐溫變化趨勢。高爐爐況正常，爐溫充沛時(shí)，風(fēng)口工作均勻、活躍，風(fēng)口明亮但不刺眼，無生降（軟熔狀態(tài)的礦石在風(fēng)口前呈黑色），不掛渣。當(dāng)爐溫向熱發(fā)展時(shí)，風(fēng)口明亮耀眼，活躍程度差。爐溫下行時(shí)，風(fēng)口明亮程度下降，有生降，個(gè)別風(fēng)口周圍輕微掛渣；高爐大涼時(shí)，風(fēng)口周圍掛渣嚴(yán)重，個(gè)別風(fēng)口涌渣，甚至灌渣。在這里應(yīng)注意區(qū)別因風(fēng)口破損漏水使風(fēng)口掛渣的現(xiàn)象，風(fēng)口破損時(shí)，局部掛渣。（2）判斷爐缸工作均勻、活躍狀況。當(dāng)各風(fēng)口亮度均勻時(shí)，說明各風(fēng)口

52、進(jìn)風(fēng)量、鼓風(fēng)動(dòng)能相近，表明爐缸圓周煤氣流分布均勻、溫度分布均勻。當(dāng)爐缸內(nèi)焦炭呈回旋運(yùn)動(dòng)而不是緩慢滑動(dòng)時(shí)，表明鼓風(fēng)吹透中心，爐缸工作活躍。這些都是爐缸工作正常的標(biāo)志，如果偏離這個(gè)水平，則說明爐況失常。（3）判斷順行情況。高爐順行時(shí)，風(fēng)口工作均勻、活躍，明亮但不刺眼，風(fēng)口無生降，不掛渣，破損很少，每小時(shí)下料批數(shù)均勻、穩(wěn)定，其差值不大于2批/時(shí)。（4）判斷噴吹煤粉的燃燒狀況。風(fēng)口處的黑色流股即為噴吹煤粉，各風(fēng)口黑色流股的大小不同，表明風(fēng)口進(jìn)煤量不同；噴煤時(shí)，要求煤粉在風(fēng)口中心，否則將對(duì)風(fēng)口有磨損；當(dāng)煤粉流股在高爐內(nèi)很長，像掃帚的尾巴時(shí)，表明煤粉燃燒速度慢，燃燒率低。（5）判斷風(fēng)口水套漏水情況。當(dāng)風(fēng)口

53、水套燒壞漏水時(shí)，風(fēng)口將掛渣、較暗，并且水管出水不均勻，夾有氣泡，出水溫度高。3.2.2.2看出渣每次出渣既要仔細(xì)觀察渣流的明亮程度、流動(dòng)性、氣體釋放、粘溝結(jié)殼狀況；也要取樣觀察渣滴的抽絲情況和渣樣的斷面組織、顏色，進(jìn)而估計(jì)爐溫的水平和變化趨勢、預(yù)測爐渣堿度的高低，以此作為調(diào)劑焦炭負(fù)荷及爐渣堿度的依據(jù)。3.2.2.3看出鐵通過直接觀察出鐵過程中鐵水流動(dòng)時(shí)的顏色、火花、流動(dòng)性及凝固后的鐵樣，可判斷爐缸熱制度的變化和生鐵Si、S變化。（1）判斷爐溫的變化趨勢。（2）判斷生鐵含硫量。（3）判斷爐缸工作的均勻程度。3.2.3高爐爐況的間接判斷法隨著檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，高爐檢測手段也越來越多，檢測精度也在

54、不斷提高，大大方便了操作者對(duì)爐況的掌握。監(jiān)測高爐生產(chǎn)的主要儀器儀表，按測量對(duì)象可分為以下幾類：壓力計(jì)類：有熱風(fēng)壓力計(jì)、爐頂煤氣壓力計(jì)、爐身靜壓力計(jì)、壓差計(jì)等。溫度計(jì)類：有熱風(fēng)溫度計(jì)、爐頂溫度計(jì)、爐喉十字溫度計(jì)、爐身溫度計(jì)、爐基溫度計(jì)、冷卻水溫度計(jì)等。流量計(jì)類：有風(fēng)量計(jì)、氧量計(jì)、冷卻水流量計(jì)等。3.2.4 正常爐況的特征正常爐況是指高爐穩(wěn)定順行的爐況。即爐缸工作均勻活躍，爐溫充沛穩(wěn)定，下料均勻穩(wěn)定，煤氣分布合理，爐型比較規(guī)則。二、決策1.在教師指導(dǎo)下，了解煉鐵爐料在高爐內(nèi)的物理化學(xué)變化；2.分析掌握高爐內(nèi)鐵氧化物的還原反應(yīng)過程；了解高爐內(nèi)非鐵元素的還原，生鐵的生成與滲碳過程；3.結(jié)合課本相關(guān)知識(shí)

55、掌握高爐爐渣的成分與作用，硫的分布情況、爐渣脫硫反應(yīng)及其條件等。4.認(rèn)真理解高爐內(nèi)燃燒反應(yīng)的作用，影響燃燒帶大小的因素；5.掌握爐料和煤氣運(yùn)動(dòng)對(duì)高爐順行的影響情況等。三、計(jì)劃1. 班級(jí)根據(jù)學(xué)生人數(shù)自由組合為4-6個(gè)學(xué)習(xí)小組，各學(xué)習(xí)小組自行選出組長。2. 教師召集組長，安排任務(wù)，組長召集組員將任務(wù)分解。3. 各組討論制訂實(shí)施計(jì)劃。4. 各小組按照實(shí)施計(jì)劃完成任務(wù)。5. 各小組針對(duì)完成任務(wù)過程中的問題進(jìn)行討論、分析，并寫出相應(yīng)書面記錄。四、實(shí)施1.了解煉鐵爐料在高爐內(nèi)的物理化學(xué)變化；2.掌握高爐內(nèi)鐵氧化物的還原反應(yīng)；3.了解高爐內(nèi)非鐵元素的還原，生鐵的生成與滲碳過程；4.掌握高爐爐渣的成分與作用，

56、硫的分布情況爐渣脫硫反應(yīng)及其條件；5.了解高爐內(nèi)燃燒反應(yīng)的作用，影響燃燒帶大小的因素；6.掌握爐料和煤氣運(yùn)動(dòng)情況。五、檢查序號(hào)檢查內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)分評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1能否按時(shí)完成任務(wù)，提交報(bào)告；報(bào)告內(nèi)容是否完整、準(zhǔn)確。20優(yōu)秀：按時(shí)并很好地完成任務(wù)，提交報(bào)告；報(bào)告內(nèi)容完整，條理清晰，結(jié)構(gòu)邏輯性強(qiáng)，用詞準(zhǔn)確，能準(zhǔn)確運(yùn)用專業(yè)術(shù)語；（20分）合格：基本能按時(shí)完成任務(wù)，提交報(bào)告；報(bào)告內(nèi)容較完整，條理基本清晰，用詞基本準(zhǔn)確，基本能運(yùn)用專業(yè)術(shù)語；（15分）不及格：不能按時(shí)完成任務(wù)，不能按時(shí)提交報(bào)告；報(bào)告內(nèi)容不完整，條理不清晰，不能運(yùn)用專業(yè)術(shù)語。（10分）2高爐內(nèi)鐵氧化物的還原反應(yīng)是否準(zhǔn)確、完整20優(yōu)秀：熟練回答高爐內(nèi)鐵氧化物的還原反應(yīng)，程序正確、內(nèi)容完整；（20分）合格：較熟練回答高爐內(nèi)鐵氧化物的還原反應(yīng)，程序基本正確、內(nèi)容較完整；（15分）不及格：回答了高爐內(nèi)鐵氧化物的還原反應(yīng)，程序有誤、內(nèi)容不夠完整。（10分）3高爐爐渣的成分與作用，爐渣脫硫反應(yīng)及其條件方法是否正確20優(yōu)秀：熟練回答高爐爐渣的成分與作用，爐渣脫硫反應(yīng)及其條件方法，作業(yè)程序合理、方法正確；（20分）合格：較熟練回答高爐爐渣的成分與作用，爐渣脫硫反應(yīng)及其條件