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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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)?！救蝿?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(zhǎng)。2. 教師召集組長(zhǎng)，安排任務(wù)，組長(zhǎng)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(guò)程中的問(wèn)題進(jìn)行討論、分析，并寫(xiě)出相應(yīng)書(shū)面記錄?！鞠嚓P(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(guò)國(guó)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(kāi)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)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。 （

5、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(lái)自石灰石(CaC03)和白云石(CaC03MgC03)，有時(shí)也來(lái)自碳酸鐵(FeC03)和碳酸錳(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(lái)不及分解而進(jìn)入高

6、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(lái)降低焦比。二、還原過(guò)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出來(lái)，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

7、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還原鐵氧化物礦石從爐頂入爐后，在溫度未超過(guò)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(guò)程中，先進(jìn)行

8、間接還原，殘留的鐵氧化物主要以FeO形式存在，因此在高爐內(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(guò)氣相進(jìn)行反應(yīng)，其反應(yīng)過(guò)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(kāi)始以直接還原的形式還原的鐵量與還原出來(lái)的總鐵量之比，稱為鐵的直接還原度

9、，記作rd。 （2）間接還原與直接還原的比較通過(guò)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

10、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(kāi)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(lái)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)要吸收大量熱量，所以硅在高爐內(nèi)只有少量被還原。還原出來(lái)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

11、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)3P205的形態(tài)存在，有時(shí)也以磷酸鐵(FeO)3P2058H20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(guó)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

12、易被還原。還原出來(lái)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(lái)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(lái)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(guò)

13、程模型 6、生鐵的生成與滲碳過(guò)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(kāi)始還原，在高爐爐身部位，就已有部分鐵礦石在固態(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(guò)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

14、爐爐渣與脫硫高爐生產(chǎn)過(guò)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

15、=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(guò)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

16、，灰分進(jìn)入爐渣。焦炭是料柱的骨架，對(duì)爐內(nèi)透氣性影響很大。 2)石灰石在下降過(guò)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(guò)其表面時(shí)，才被溶解，參與造渣。 3)礦石在下降過(guò)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(lái)，為初渣。分離出來(lái)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，當(dāng)溫度達(dá)1400以上時(shí)，金屬鐵由于

17、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(guò)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(xiě)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。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

18、。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(guò)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

19、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、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(guò)剩的條件下進(jìn)行

20、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)的作用燃燒反應(yīng)有以下幾方面作用：1)為高爐冶煉過(guò)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

21、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)?；匦齾^(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)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(guò)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。

22、為此，要通過(guò)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(zhǎng)；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(guò)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

23、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。爐缸煤氣是高爐冶煉過(guò)程中熱能與化學(xué)能的來(lái)源；所以，煤氣在上升過(guò)程中經(jīng)過(guò)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(guò)程中體積與成分如圖25。圖2-6 高爐煤氣上升過(guò)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(guò)程中是增加的。 （2）煤氣溫度的變化爐缸煤氣在上升過(guò)程中把熱量傳遞給爐料，溫

24、度逐漸降低；而爐料在下降過(guò)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(guò)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(guò)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(shuō)明此時(shí)高爐下部料柱阻力增長(zhǎng)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(jiàn)，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

25、爐冶煉過(guò)程中，影響p的因素很多，歸納起來(lái)主要可分為煤氣流和原料兩個(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1)粒度的影

26、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(lái)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(lái)講，渣量少，成渣帶薄，初渣黏度小都會(huì)使p下降，有利于順行。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(shuō)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)崃浚?/p>

27、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(lái)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(lái)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(lái)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%，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。

28、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(zhǎng)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）、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(jiàn)表3-1。3.1.1.3

29、 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(guò)程和終渣性能的制度，控制造渣過(guò)程實(shí)際上就是控制軟熔帶，控制終渣性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，

30、FeO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3050。（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

31、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(zhǎng)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?tīng)t渣堿度有較大變化時(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)

32、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(jiǎn)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）

33、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(guò)高，不僅是個(gè)浪費(fèi)，而且是導(dǎo)致?tīng)t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(guò)調(diào)節(jié)回

34、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（md）的概念，冶煉每噸生鐵消耗的風(fēng)量值見(jiàn)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、崩料和懸料的有效手段；（3）在爐涼時(shí)，采取減風(fēng)措施來(lái)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

35、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(guò)程的綜合反映，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

36、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(lái)調(diào)節(jié)爐溫。調(diào)節(jié)幅度一般為0.51.0 th，最高不超過(guò)2 th，幅度不宜過(guò)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

37、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(zhǎng)度和傾角在一定風(fēng)量下，風(fēng)口面積和長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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

38、風(fēng)口、長(zhǎng)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(guó)高爐風(fēng)口前理論燃燒溫度一般在215050。（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(guò)吹。

39、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：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

40、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

41、爭(zhēng)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(lái)說(shuō)，料尺零位指的是大鐘打開(kāi)時(shí)的下緣線，對(duì)無(wú)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、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

42、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(lái)，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

43、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(wú)鐘爐頂來(lái)說(shuō)，高爐上部煤氣流的控制比雙鐘爐頂有更大的自由度，無(wú)鐘爐頂與鐘式爐頂布料方式的比較見(jiàn)表3-7。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)，2000m以上高爐（CO2）應(yīng)在20%24%；1000m左右高爐為（CO2）20%22%；1000m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

44、.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50。（4）爐頂煤氣中CO2含量表示能源利用情況煤氣利用好時(shí)，2000m以上高爐CO2應(yīng)在20%24%；1000m左右高爐為CO220%22%；1000m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(wèn)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(lái)爭(zhēng)取高爐順行。一旦爐

45、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(lái)爭(zhēng)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。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(zhǎng)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(wú)料鐘爐頂皮帶上料的高爐原料裝入順序是：

46、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(zhǎng)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

47、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(zhǎng)期穩(wěn)定順行。（1） 判斷爐溫變化趨勢(shì)。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(wú)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

48、；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(shuō)明各風(fēng)口進(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(shuō)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(wú)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

49、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(zhǎng)，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(shì)、預(yù)測(cè)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(guò)直接觀察出鐵過(guò)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

50、化和生鐵Si、S變化。（1）判斷爐溫的變化趨勢(shì)。（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(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，高爐檢測(cè)手段也越來(lái)越多，檢測(cè)精度也在不斷提高，大大方便了操作者對(duì)爐況的掌握。監(jiān)測(cè)高爐生產(chǎn)的主要儀器儀表，按測(cè)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

51、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(guò)程；了解高爐內(nèi)非鐵元素的還原，生鐵的生成與滲碳過(guò)程；3.結(jié)合課本相關(guān)知識(shí)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(zhǎng)。2. 教師召集組長(zhǎng)，安排任務(wù)，組長(zhǎng)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(guò)程中的問(wèn)題進(jìn)行討論、

52、分析，并寫(xiě)出相應(yīng)書(shū)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(guò)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)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(yǔ)；（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)

53、用專業(yè)術(shù)語(yǔ)；（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(yǔ)。（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)及其條件方法，作業(yè)程序較合理、方法基本正確；（15分）不及格：回答了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)程序不夠合理、方法有誤。（10分）4爐料和煤氣運(yùn)動(dòng)的條件是否完整、可行20優(yōu)秀：制定了爐料和煤氣運(yùn)動(dòng)的條件，