水钢高炉主要炼铁原料及典型炉料结构的冶金性能研究
高炉炼铁技术简介
烧结 工艺 流程
精矿、粉矿 （0~10mm）
石灰石、白云石 （80~0mm）
碎焦、无烟煤 （25~0mm）
破碎
>3mm
• 炉渣中氧化物的种类：碱性氧化物、酸性氧化物 和中性氧化物。以碱性氧化物为主的炉渣称碱性 炉渣；以酸性氧化物为主的炉渣称酸性炉渣。
• 炉渣的碱度(R)：炉渣中碱性氧化物和酸性氧化 物的质量百分数之比表示炉渣碱度：
• 高炉炉渣碱度一般表示式：R=w(CaO)／w (SiO2)
• 炉渣的碱度根据高炉原料和冶炼产品的不同，一 般在1.0～1.25之间。
消耗的（干）焦炭量（焦比一定的情况 下）
高炉每天消耗的焦炭量 I=
高炉的有效容积
• 生铁合格率：生铁化学成分符合国家标准的总量 占生铁总量的指标。
• 休风率：高炉休风时间（不包括计划大、中、小 修）占日历工作时间的百分数。
规定的日历作业时间=日历时间-计划大中修及
封炉时间
休风率=
高炉休风时间 规定的日历作业时间 ×100%
高炉炉渣与脱硫
• 高炉炉渣是铁矿石中的脉石和焦炭(燃料)中 的灰分等与熔剂相互作用生成低熔点的化 合物，形成非金属的液相。
– 高炉炉渣的成分 – 高炉炉渣作用 – 成渣过程 – 生铁去硫
• 高炉炉渣的来源：矿石中的脉石、焦炭(燃料)中 的灰分、熔剂中的氧化物、被侵蚀的炉衬等。
• 高炉炉渣的成分：氧化物为主，且含量最多的是 SiO2、CaO、Al2O3、MgO。
② 物理性能 包括机械强度和粒度组成等。高炉要求烧结矿机械 强度高，粉末少，粒度均匀。 烧结矿粒度小于5mm的称之为粉末。粉末含量对高 炉料柱透气性影响很大。粉末含量高，高炉透气性差， 导致炉况不顺，可能引起崩料或悬料。 反应机械强度的指标为：转鼓指数、抗磨指数、筛 分指数。 目前武钢烧结矿的转鼓强度大约在79%～80%左右。
高炉炼铁原料冶金性能的检测与应用..
高炉炼铁原料冶金性能的检测与应用重庆科技学院贾碧教授1．原料冶金性能检测的意义2．原料冶金性能的主要内容3．原料冶金性能的检测4．原料冶金性能与高炉生产的关系5．日钢部分原料的冶金性能6．建议一．原燃料冶金性能检测的意义：众所周知，原料是高炉冶炼的基础，高炉冶炼指标的好坏与所用的原料质量是密不可分的。
化学成分：基础原料质量机械强度：保证冶金性能：关键稳定：T炉、充沛均匀、炉缸要活跃高炉操作两大主题：顺行：当设备条件一定时，原料的冶金性能将直接影响稳定和顺行。
操作人员水平一定因此，检测所用炼铁原料的冶金性能具有十分重要的意义。
二． 炼铁原燃料冶金性能主要内容： 铁矿石低温还原粉化性能 铁矿石还原性能 球团矿还原膨胀性能 焦炭反应性及反应后强度 铁矿石软化性能 铁矿石熔滴性能 生熟球抗压强度性能等三． 原料冶金性能的检测（一） 铁矿石的低温还原粉化性能：（国标GB/T 13242-91） 1．过程：m 0=500g ±1粒铁矿石 CO ：CO 2：N 2=20：20：60T 中≤100℃T 中 (℃) 500℃0.3 N 2 0.9 N 2混合气 60分N 2T(min)≥30分称量记为M D0转鼓：300转筛分：+6.3 、+3.15 、-0.5方孔筛筛分称量：>6.3 记为M D13.15-6.3 记为M D20.5-3.15 记为M D32．指标：还原粉化指数用RDI表示M D1RDI+6.3= ——×100 （参考指标）M D0M D1+M D2RDI +3.15= —————×100 （考核指标）M D0M D0- (M D1+M D2+M D3)RDI -0 5= ———————————×100 （参考指标）M D0（二）铁矿石的还原性能（GB/T13241-91）1．检测过程：T中(℃)900℃0.3 N20.9N2煤气CO：N2=30：70180minN2T(min)室温≥30分降温m 0=500g ±1粒铁矿石， 升温制度 m 1： t=0时，恒温，质量 m t ： t=t 时，质量 2．指标： （1）还原度 ○1还原度的计算：0.11W 1 m 1－m tR t （%）= ———— + ——————— ×100 ×100 0.430W 2 m 0×0.430 W 2式中：m 0 -----试样的质量，g ；m 1 -----还原开始试样的质量，g ； m t -----还原t min 后试样的质量，g ； W 1-----试验前试样中Fe O 的含量，%； W 2-----试验前试样中TFe 的含量，%；m 0 m 1 m tT(min)tRt(%)T(min)○2Rt的物理意义：O o— O tRt = —————×100%O o假定铁矿石中的铁全部以Fe2O3形式存在，并把这些Fe2O3中的氧算作100%，还原一定时间后所达到脱氧的程度，以质量百分数表示。
关于我国高炉合理炉料结构的探讨
年 我 国生 铁 的 年 平 均 增 长 速 度 为 １ ． 作 为 炼 铁 ４ ３ 原 料 的烧 结 矿１ ９ ～ １９ 年 年均 增 长 近 １０ 万 ｔ ９０ ８ ９ ００ ， 球 团 矿 年 均 增 长 近 １ ０ ｔ （ ） 国 的 高 炉 炼 铁 炉 ０ 万 ：２ 我 料 仉 然 以烧 结 矿 为 主 。
作 者 简介 ： 繁 利 ， 授 级 高工 ， 许 教 安徽 省马 鞍 山市 （４ ０ ５ 马 鞍 山钢铁 设 计 研 究院 ２ ３０ ）
维普资讯
２０ ０ ２年 第 ｌ期 右。
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虑 ， 有 利 于 提 高 我 国 高 炉 炼 铁 的 产 量 和 质 量 、 化 以 优
２ ３ 合理 的高 炉炉料 结构 ．
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表 ｌ 我 国历 年 的 生铁 、 结 矿 、 团 矿产 量 烧 球 １‘ ａ ０ｔ ／
从 表 １ 知 ，１ 我 国 的 高 炉 炼 铁 及 炼 铁 原 料 ｔ 可 （） 熟 料 ） １ ４ 年 后 ， 了 突 飞 猛 进 的 发 展 ， ９ ９ １ ９ 自 ９ ９ 有 １４ ～ ９８
ｉ ｐ ｏｖ ｅ ｏｎ ｍ ｒ ｅ ｃ ｏｍ ｉ ｐ ￣ ｒ ａｎ ｅ ｃ ｅｒ ｍ ｃ ｏｆ ｒ ｎ ｉｏ ｅｎ ｅｒ ｒｓ Ｉ ｉ ｅｍｐ ｔ ｐ ｉｅ． ｔ ｓ ｈａｓｚ ｄ ｈａ ｔ ｉ ｅ ｔ ｔ ｈｅ ￣ ｒ ｃ ｃｈ ｒ ｅ ｎａ ｅ ａ ｇ ｍ ｕｓ ｂｅ ｒ ｅ ｔ ｔｕ ｂ ｅｆｃａｔ ａ ｅｒａ ’ ｃ ｉｔ — ｅｌ ｔｌ ｍｐ ｅ ａｒ ｃｔ ｒｚ ｉｈ ｈｇｈｑｕ ｉｙ， ｎｆ ｔｉｙ ａ ｔ ｄｉ ｓ－ ｅｎ ｌｉ ｅｄ ｍ ｔ ｉ ｌ＇ ｈ ａｓ ｓｎ ｅｒ ｐ ｌ ｏｒ ｕ ｓｕ ｅｔ ｏｒ ｃｈ ａ ｅ ｉｅｄ ｗ ｔ Ｉ ａＩ ｔ ｕ ｉｏｒ ｔ ｎｄ ｓ ｅａ ｎｅｓ ｕ ｔｕ ｍｐ ｏ ｎｇ ｓ ｅｌｉｇ ｉｄｅｘ ｏｆｂｌｓ ｕ ｎ ｅ ａ ｄ ｃｈ ｅ ｉ ｇ ｇ ｄ ｈ ｓ ｉ ｒ ｖｉ ｍ ｔｎ ｎ ａ ｔｆｒ ａｃ ｎ ａ ｉ ｖ ｎ ｏｏ ｂｅｎ ｉ． ｅｆｔ Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ ｂｌ ｔｆ ｎ ｃｅ ｂｕ ｄｅｎ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｒ ｉ ａｌｚ ｉ ｄ ａｓ ｕｒ ａ ｒ ｔｕ ｔ ｒ ａｔ ｏｎ ｉａｔｏｎ
高炉炼铁技术工艺及应用分析
高炉炼铁技术工艺及应用分析摘要：不断优化高炉冶炼工艺和流程，能够有效解决高污染和高能耗的难题，对促进中国钢铁工业的可持续发展有着重大的现实意义。
介绍了当前世界上最先进的炼铁技术和流程，并对炼铁技术进行了介绍。
通过本项目的实施，可提高炼铁强度，提高炼铁品质，减少煤粉用量，减少对环境的负面影响。
关键词：高炉冶炼；高污染；钢铁工业；炼铁品质引言：在钢铁工业中，高炉是最主要的生产装置，它的稳定和安全运行对整个生产过程起着举足轻重的作用。
目前，在炼铁高炉冶金技术的发展中，还存在着一些技术含量偏低、冶金设备落后以及余热再利用等问题。
因此，这就要求政府有关部门和炼铁企业对此给予足够的关注，并将冶金技术的应用朝着低焦炭、无污染以及可再生的方向发展。
1.高炉炼铁工艺简介1.1.高炉结构介绍采用高炉炼铁不仅能进一步增加铁材产量，而且还能保证冶炼的安全性与品质。
在炼铁过程中，最常用的就是高炉，其外观大多为圆筒形，一般都会设置有各种冶炼出口、排气口、进风口。
在熔炼过程中，必须先将铁质原料送入高炉，然后在高炉内进行一系列的工序处理，再将精炼后的铁质从熔炼口排放出去。
由于冶炼的条件比较高，所以炉膛内的温度也比较高。
在进行高炉的熔炼时，除高炉外，还要用到一些其它的辅助设备，以完成炼铁作业。
在熔炉的温度和温度下，矿石的分子结构被破坏，然后用还原剂将其中的铁提取出来，然后将其中的铁与铁进行分离。
在冶炼过程中，会产生一定数量的铁屑，这些铁屑必须通过排放口排放出去。
1.2高炉炼铁系统组成高炉炼铁工艺主要包括上料系统、炉顶系统、炉体系统、渣处理系统、喷吹系统和公辅系统。
输送装置，的作用是根据生产过程的需要，将炉料平稳地输送到高炉。
炉顶系统，当前，炉顶系统主要使用的是无料钟炉顶，它由固定受料漏斗、料罐、阀箱、气密箱和溜槽五个主要部分组成，它的主要作用是把原燃料按照设定的工艺要求和布料方式向高炉内布料。
炉体系统主要包含了以下内容：高炉内衬、炉体冷却设施、高炉炉壳及框架平台、炉体检测与控制设施及其他炉体主要附属设备，在这里，高炉炼铁的主要反应就会在这里进行，进而可以生产出铁水。
分析冶金技术在炼铁高炉中的应用以及发展情况
分析冶金技术在炼铁高炉中的应用以及发展情况我国社会经济取得了高速发展的同时，也促进了我国炼铁行业的快速发展和进步。
目前在炼铁高炉的各种技术中，冶金技术是较为常见的技术之一，在炼铁高炉行业发展中，冶金技术已经得到了广泛的应用。
本文以冶金技术在高炉的应用和发展为主题展开讨论，希望为冶金技术的进步及发展带来一定的促进作用。
标签：冶金技术；炼铁高炉；应用及發展当前冶金技术在市场经济的不断带动和创新的影响下已经变得日趋完善。
高炉炼铁技术已经被广泛应用在钢铁行业的生产中，高炉炼铁企业也因为冶金技术的应用而得到了较大的产能提升，同时也得到了经济效益和生产质量的提升，以下是针对冶金技术在炼铁高炉应用和发展分析，最后针对该行业的发展前景给予充分的展望和思考。
一、冶金技术的种类及应用情况分析所谓的冶金技术就是指从铁矿石中提取与金属相关化合物以及和金属等先进的冶炼技术，然后将提炼出的可用物质通过恰当的加工方法和措施炼制成各种各样的工业生产所需的金属原料，一般情况下冶金技术主要分为以下几种：（一）关于生物冶金技术的分析目前来看生物冶金技术是比较常见的冶炼技术之一，其主要实施原理在于溶液的运用，冶金技术实施的过程是将铁矿石浸入溶液、铁矿石净化后制备金属，这个冶炼过程不需要较高的温度。
该种冶金技术重点环节在于“浸出”和“净化”两个环节，“浸出”前需要使用溶液将铁矿石进行处理使其更容易变成浸出化合物，然后开展“浸出”冶炼工艺。
针对铁矿石去杂质的过程便是“净化”冶炼工艺，很多情况下完成了“浸出”冶炼工艺的金属还会融进其它成分的杂质，“净化”工艺的实施更有利于得到纯度较高的金属原料，最后制备技术是通过化学的还原和置换反应从液体中将金属提炼出来完成冶炼任务。
（二）传统火法冶金技术高温是火法冶金技术实施的必要条件，火法冶金技术主要包括：提取、蒸馏、精炼、熔炼、焙烧以及干燥等环节。
其中高温是为了让矿石发生化学及物理变化，只要矿石发生了化学及物理变化，才有可能变成单质状态或者化合物状态，因此高温对于矿石的杂质去除非常有效。
高炉炉料结构优化研究
摘
要： 针对 当前高炉生产 中普遍采用的高碱度烧结矿搭配球 团矿 的炉 料结构成 本较高 的现 状 ， 论述了高碱 度烧
结矿搭配酸性烧结矿的炉料结构 在降低 原料成本 的同时可 以达到炉 内较佳的冶金性 能 ， 为此种炉料结构 的生产应
用提供 了相应 的理论基础． 关键 词： 高炉 ； 炉料结构 ； 优化
ｔ ｅ ｒｔ ａ ａ ｉ ｆｒ ｕｉ ｚｎ ｈ ｓｎ ｗ ｕ ｄ ｎ ｓｒ ｃｕ ｅ ｈ ｏ ｅｉｌ ｂ ｓｓ ｏ ｔ ｉｉ ｇｔ ｉ ｅ ｂ ｒ ｅ ｔｕ ｔ ｒ ． ｃ ｌ Ｋｅ ｒ ｓ ｌ ｓ ｆ ｒ ａ ｅ ｕ ｄ ｎ ｓ ｃｕ ｅ ｏ ｔ ｚ ｔ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ：ｂａ ｔ ｕ ｎ ｃ ；ｂ ｒ ｅ ｔ ｔ ｒ ； ｐｉ ａｉ ｕ ｒ ｍｉ ｏ
际性 能出发 ， 探讨 酸性 烧 结 矿 和球 团矿 两种 酸 性 炉
料分 别和 高碱度 烧结 矿搭 配组成 的炉 料结构 的优 劣
性， 以便从 中优选出一种合理的高炉炉料结构 ， 进行 高 炉生产 ． 为达到高炉炉内 良好 的冶金性能 ， 先找 出软熔
区间上重 合较好 的 酸性 和高 碱 度 两种 碱 度 烧 结 矿．
本 实验原 料选择 有碱 度 ０ ０ ．６的 自然碱度 烧结 矿 、 碱 度 ２ ２高碱 度烧结 矿 、 厂 自产球 团矿 、 ． 某 和外 购球 团
矿 四种 ， 种含 铁原 料成分 如表 １ 各 所示 ．
ｗ ％ ／
表 １ 高炉含铁原料成分
收 稿 日期 ：０ １ １ ２ ２ １ 一ｌ —２
Ａｂ ｔａ ｔ ｎ ｖｅ ｆ ｈ ｉｈ ｃ ｓ ｉ ｃ ｒｅ ｙ ｅ ｌｙ ｎ ｅ Ｂ ｕ ｄ ｎ ｃ ｍｐ ｓ ｄ ｏ ｉｈ—ｂ ｓｃｔ ｉｔｒ ｘ ｄ ｗ ｔ ｅ— ｓ ｒ ｃ ：Ｉ ｉｗ ｏ ｅｈ【 ｏ ｔ ｎ ｕ ｒ ｄ ｂ ｍｐ ｏ ｉｇ ｔ Ｆ ｂ ｒ ｅ ｏ ｏ ｅ ｈ ｇ ｔ ｇ ｈ ｆ ａ ｉｉ ｓｎ ｅ ｍｉｅ ｉ ｐ ｌ ｙ ｓ ｈ ｌｔ ，ｔｅ ｈ ｓ ｅ ｓ ｈ ｉｈ—ｂ ｓｃｔ ｉｔ ｒ ｘ ｄ ｗ ｔ ｃｄ ｓｎ ｅ ｒ ｎ ｔａ ｅ ｏ ａ ｉｉ ｓｎ ｅ ｍｉｅ ｉ ａ ｉ ｉｔｒ ｗｅｅ ｉ ｓ ｄ ｒ ｃ ｍｍｅ ｄ ｄ ｆ ｒｔ ｅ Ｂ ｕ ｄ ｎ ｓｒ ｃｕ ｅ Ｔ ｅ ｎ ｗ ｙ ｓ ｈ ｓ ｅ ｎ ｅ ｏ ｈ Ｆ ｂ ｒ ｅ ｔ ｔ ｒ ． ｈ ｅ ｕ
化学成分对高炉炉渣冶金性能影响研究现状
化学成分对高炉炉渣冶金性能影响研究现状摘要：高炉渣是炼铁过程中生产的副产品，也是工业生产的废弃物。
随着钢铁企业的快速发展，高炉渣的排放量也日益增多。
随着高炉的大型化、集约化，对高炉优化操作调控高炉内部状态提出了更高的要求，改善高炉炉渣的冶金性能是调节高炉内部状态的有效手段。
因此文章就化学成分对高炉炉渣冶金性能的影响进行相关分析。
关键词：化学成分；高炉炉渣；冶金性能；影响随着钢铁企业的快速发展，高炉渣的排放量也日益增多。
一般来说，高炉每吨生铁的产渣量随着矿石品位和冶炼强度的不同而发生变化。
不同的物质有着不同的化学组成，物质的微观结构也决定着其性质。
改变高炉炉渣的化学成分进而改变其冶金性能，对高炉的顺行以及炉缸区的调控有很大的提高。
寻找适宜的化学成分对改变高炉炉渣的性能具有良好的指导意义。
一、高炉渣简介（一）高炉渣的化学成分高炉渣是冶炼生铁时高炉排出物，其主要成分是硅酸盐和铝酸盐。
当炉温达到1400~1600℃，炉料熔融，矿石中的脉石，焦炭中的灰分，助溶剂和其他不能进入生铁中的杂质形成以硅酸盐和铝酸盐为主浮在铁水上面的熔渣。
高炉渣的主要化学成分为CaO、SiO2、Al2O3和MgO，合计超过了炉渣组成的95%。
根据矿石及焦炭灰分成分之不同，可能会有较多的其他化合物如TiO2、BaO和CaF2等，以及少量的MnO，FeO、CaS等。
承钢高炉渣中还含有TiO2和V2O5，酒泉高炉渣中含有BaO，CaF2等。
（二）高炉渣的矿物组成碱性高炉炉渣中最常见的矿物黄长石、橄榄石、硅酸二钙、硅钙石、硅灰石和尖晶石。
酸性高炉炉渣根据冷却速度不同，形成不一样的矿物。
当快速冷却结成玻璃体，往往出现结晶的矿物相，如黄长石，假硅灰石，斜长石等。
高炉渣中存在大量的硅酸一钙（CaO•Al2O3）、二铝酸钙(CaO•2Al2O3)、三铝酸五钙(5CaO•3Al2O3)蔷薇辉石（MnOSO2）矿物等。
二、化学成分对高炉炉渣冶金性能的影响（一）碱度对高炉炉渣冶金性能的影响随着进口矿石的价格上涨，目前入炉原料都会选用价格低廉的外矿，相比于普通矿而言低价外矿碱金属含量较高。
高炉炼铁资源优化模型的研究与应用
高炉炼铁资源优化模型的研究与应用摘要：我国钢铁生产突飞猛进，高炉生产在各方面取得了显著进步，但在资源和能源利用率及环保等方面还有很大差距。
本文以成本最优为目标，提出了高炉优化配比模型，该模型可快速、准确计算出满足目标要求又兼顾降低资源消耗和减少环境污染的优化配比方案。
比较了应用高炉优化配矿模型前后的炼铁成本、矿石单耗和吨铁炉渣量等数据。
结果表明，高炉优化配比模型的应用，降低了吨铁生产成本，节约了资源，减少了排放，取得较好的经济效益和环境效益。
abstract： with the steel production developing by leaps and bounds in our country， blast furnace has achieved remarkable progress in various aspects， but it also has the very big gap in the utilization rat of resources and energy and environmental protection. in this article， it puts forward the optimization ratio model of blast furnace according the target of the optimal cost， and it can calculate the optimization ratio scheme of meeting the goal request and also considering reducing resource consumption and environmental pollution. it compares the data of the cost of pig iron， the consumption of ore and the quantity of blast furnace slag which is from before and after of applying the optimization ratio model of blast furnace. the results showthat it reduces the cost of tons pig iron， economizes resources， reduces the emissions， and obtains better economic benefits and environmental benefits because of applying the optimization ratio model of blast furnace.关键词：高炉炼铁；成本最优；优化配比key words： blast furnace；the optimal cost；the optimal ratio中图分类号：tf5 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）13-0047-03————————————作者简介：马光银（1991-），男，贵州瓮安人，本科生在读，研究方向为冶金设备管理。
冶金性能对高炉 的影响
还原软化-熔融特性
软化、熔融性能：炉料的荷重软化、熔融性能反映了炉料在高 炉下部的高温软化和熔化、滴落过程的特性。对高炉软熔带的 形成（位置、形状、厚度）和透气性起着决定性作用。 表征此特性的参数有炉料的软化开始温度、软化终了温度、熔 融温度、软化区间以及熔融区间。 高炉要求矿石具有合适的软化开始温度、熔化开始温度，窄的 软化和熔融温度区间，以使高炉软融带位置既为过高，也不过 低，处于适宜的位置，即能适当增加炉内块状带区域的高度， 利于改善上部透气性。 软熔带位置过低，熔融渣铁或炉墙周围熔化的粘结物易直接进 入炉缸，导致崩、滑料甚至炉凉。炉料的软化熔融温度区间较 宽，表明高炉软熔带较厚，煤气通过软熔带的阻力较大，高炉 透气性较差。
烧结矿冶金性能指标 影响因素及有关问题探讨
2013.11
内容
烧结矿的冶金性能指标 影响冶金性能指标的因素探讨 测定方法
高炉精料要求
入炉品位高，脉 石及杂质含量 低
提高入炉料强 度和粒度组成 合理
改善原燃料 高温冶金性能
烧结矿的冶金性能指标
900℃还原度 550℃低温还原粉化指数 荷重软化性能 软熔-滴落性能
影响因素： 1烧结矿化学成分 2 烧结矿矿相组成 3 工艺条件
再生赤铁矿形成 残余应力增大 区域结构弱化 原生褐铁矿大颗粒 后果： 产生粉末，恶化高炉 上部透气性
磁铁矿直接氧化生成
破坏性大
还原为磁铁矿体积膨胀25%
颗粒状次生赤铁矿 骸晶状赤铁矿
物铁 其 的纹 主 。酸 中 周和 要 钙 夹 围熔 分 和 杂 。蚀 布 磁着 状在 铁玻 残气 矿璃 存孔 等质 原、 矿、 矿裂
MgO含量对低温还原粉化的影响
浅谈炉料质量对高炉冶炼的影响
浅谈高炉炉料质量对高炉冶炼影响摘要系统分析了高炉生产中炉料质量的重要性及正确选择炉料的方法，不仅对高炉冶炼的产品有影响，也与高炉设备的维护密切相关。
本文从炼铁对炉料质量的要求，炉料的物理性能、化学性能、冶金性能，炉料结构等方面分析炉料对高炉冶炼的影响。
还举例说明选料不精，即炉料中包含的有害元素对高炉设备的损害。
关键词焦炭，炉料结构，冶金性能绪论高炉质量的选择，不仅对高炉设备维护有决定性的作用，更是决定了高炉产品及生产中的经济优化。
一项生产活动的进行，如果面临着多种方法或方案可供选择，那就有必要对这些方案进行技术经济分析和评价，使所选择之方案在技术上可行，能获得最大的经济效益。
选择高炉炉料结构的主要问题是因地制宜。
如何找到最适合高炉原料的炉料结构?一般来讲，某地区的铁矿原料可决定其炉科结构的特点，但并不意味着这一地区的原料只有一种炉料结构，并且这些原料条件会变化(如矿石的引进等)，从而出现高炉炉料结构的优化选择的课题。
一、高炉冶炼原料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。
1、焦炭焦炭在高炉炼铁中的地位和作用。
焦炭在高炉炼铁中是不可缺少的炉料，对高炉炼铁技术进步的影响率在30%以上，在高炉炼铁精料技术中占有重要的地位。
焦炭对高炉炼铁的作用是：一是主要的热量来源，高炉炼铁炭素(包括焦炭和煤粉)燃烧所提供的热量，占高炉炼铁总热量来源的71%。
随着喷煤比的提高，焦炭用量在逐步减少。
但是，焦炭的用量总是要大于喷煤量。
理论最低焦比为250kg/t, 焦炭在风口燃烧掉55%～65%。
二是还原剂，焦炭还原作用是以C和CO形式来对铁矿石起还原作用。
炉料到风口焦炭溶损反应为25%～35%。
三是生铁的溶碳，在高炉炼铁过程中焦炭中的碳是逐步渗透到生铁中。
一般铸造生铁含碳3.9%左右，炼钢生铁在4.3%左右。
生铁渗碳消耗焦炭7%～10%。
四是炉料的骨架作用，焦炭在高炉内是起骨架作用，支撑着炼铁原料(烧结矿，球团矿，天然块矿)，又起到煤气的透气窗作用。
石钢高炉炉料冶金性能及炉料结构优化
磁 铁矿 、 则均 布 的铁酸 二钙 紧密 结合 。二烧 烧结矿 铁酸 钙有 两种 形态 ， 种是 较 粗 大 的针 状 结构 ， 向大 规 一 横
约 ５Ｉ 纵 向 ５ ￣８ ｚ 另 一种 是铁酸 钙与磁 铁矿 的交织一 ｍ， ｘ ０ ０／ ｍ； 熔蚀 结构 ， 由磁铁 矿 的形 貌可 以判 断 ， 烧烧 结 二
矿 和 块矿 的冶金 性 能指标 和 矿相 组成 ， 据此优 化 了 比较 适合 石钢 高 炉 目前 冶炼 工艺 条件 的高 炉 炉料结 构 。 并
１ 入 炉 矿 的化 学成 分 及 试 验 方 法
人炉 矿选 择 了石 钢 两个 烧结 系统 当前 生产 的烧 结矿 、 扬迪 块矿 和 资源相 对稳 定 的涞源 球 团矿 ， 其化 学 成
表 １ 入 炉 矿 的化 学 成 分
选 择 代表 矿样 ， 入树 脂 中进行 铸 型和磨 抛 ， 放 在光 学显 微镜 下观 察 ， 了解其 矿物 组成 、 物结 合状 态 和矿 矿 物 分 布 。按 照 国家标 准方 法 （ ／ ３４—１测定 烧结 矿低 温还 原粉 化 性 能 ， 用 ＧＢ Ｔ１２ １９ 标 准 进 行 ＧＢ Ｔ１２２９ ） 采 ／ ３４—１ 还 原 实验 ， １０ｍｉ 取 ８ ｎ的最终 还原 度 作为烧 结矿 的 中温还 原性 能 指标 （ ） ＲＩ。在荷 重 ｌ ｇｃ 条 件 下进 行 烧 ’ ｋ ／ｍ２
０ 引 言
随着 国内外 铁矿 石 资源 的 日趋 紧 张 ， 而且价 格波 动 较 大 ， 必造 成 高 炉炼 铁 成 本 的不 断 增 加 。 因此 ， 势 如
何 充分 利 用现 有铁 矿 石资 源 ， 确定 合理 的炉 料结 构 ， 钢铁 企业 面 临的一 大课 题［ 。石钢 炼铁 厂 现有 两个 烧 是 １ ］ 结系统 ， 即一 烧 ３ ×２台和 二烧 ６ １×２台 ， ２ｍ２ ｏＩ。 Ｔ ４台烧 结 机 ， 由于两 个 系 统工 艺 设 置 和参 数 控 制 方 面 的 差 别 ， 结 生产 的技 术 指标 和烧 结矿 质量 有较 大差 异 。 因此 ， 烧 烧结 矿质 量 的优 劣 和 确定 不 同的 入 炉 比例 ， 高 对
高炉炼铁对炉料质量的要求及优化配矿技术
高炉炼铁对炉料质量(de)要求及优化配矿技术王维兴 中国金属学会一． 高炉炼铁炉料质量对生产有重要意义炼铁学基本理论和高炉生产实践均证明,优化高炉炼铁原燃料(de)质量和冶金性能既是高炉高效化、大型化、长寿化、节能减排(de)前提条件,也是提高喷煤比、降低焦比和燃料比(de)基础条件.所谓优化炉料质量即是提高炉料质量是入炉矿品位高,渣量少和改善原燃料性能等.大高炉做到入炉矿品位≥58%、炉料含低SiO 2、低Al 2O 3、低MgO,高炉渣比在300kg/t 铁以下,焦炭(de)反应性（CRI ）≤25%,反应后(de)强度在≥65%等,这是保证高炉生产高效、低耗和大喷煤(de)必要条件.1. 高炉炼铁是以精料为基础钢铁产业发展政策规定：“企业应积极采用精料入炉、富氧喷吹、大型高炉……先进工艺技术和装备.精料是基础.国内外炼铁工作者均公认,高炉炼铁是以精料为基础.精料技术对高炉生产指标(de)影响率在70%,工长操作水平(de)影响占10%,企业现代化管理水平占10%,设备作业水平占5%,外界因素（动力、供应、上下工序等）占5%.在高冶炼强度、高喷煤比条件下,焦炭质量变化对高炉指标(de)影响率在35%左右.炼铁精料技术(de)内涵：精料技术(de)内容有：高、熟、稳、均、小、净,少,好八个方面 ⑴ 高：入炉矿含铁品位高,原燃料转鼓指数高,烧结矿碱度高.入炉矿品位高是精料技术(de)核心,其作用：矿品位在57%条件下,品位升高1%,焦比降1.0%~1.5%,产量增加1.5%~2.0%,吨铁渣量减少30公斤,允许多喷煤粉15公斤.；入炉铁品位在52%左右时,品位下降1%,燃料比升高2.0%~2.2%.高碱度烧结矿是碱度在1.8~2,2（倍）,其转鼓强度高、还原性好.⑵熟：指熟料（烧结和球团矿）比要高,一般>80%.⑶稳：入炉(de)原燃料质量和供应数量要稳定.要求炉料含铁品位波动±<0.5%,碱度波动±<0.08（倍）,FeO含量波动±≤1.0%,合格率大于80%~98%等.详见表4和表5.⑷均：入炉(de)原燃料粒度要均匀.⑸小：入炉(de)原燃料粒度要偏小,详见表7.⑹.净：入炉(de)原燃料要干净,粒度小于5mm占总量比例(de)5%以下,5~10mm粒级占总量(de)30%以下.⑺少：入炉(de)原燃料含有害杂质要少.祥见表10.⑻.好：铁矿石(de)冶金性能要好：还原性高（>60%）、软融温度高（1200℃以上）、软融温度区间要窄（100~150℃）、低温还原粉化率和膨胀率要低（一级<15%,二级<20%））等.2用科学发展观来采购原燃料用精料技术(de)内容来判断铁矿石性能(de)优劣,不能只看其价格,要看它(de)化学成分和物理性能,以及使用效果（造块和高炉冶炼）.要用技术经济分析(de)办法进行科学计算和评价,找出合理采购铁品位(de)数值.算账不能只计算到采购及炼铁效果,还要看对炼钢、轧钢,以致对全公司(de)影响.所以,买低品位铁矿石要有个度.还要研究其对能耗和环境(de)影响.韩国、日本和宝钢买煤,要求煤(de)热值要大于7400大卡.我国有些企业在买6500大卡(de)煤.这样,企业之间(de)能耗水平就不是在一个起点上(de)对标.我国炼铁用焦炭灰分一般在12.5%左右.欧美国家炼铁用(de)焦炭灰分要比我国低3%左右.这样,我国与他们(de)燃料比就有不可比性.韩国FINIX所用(de)煤灰分在6~8%,入炉铁品位在61%,所消耗(de)煤炭为710kg/t（比高炉能耗高）.焦炭质量(de)优劣对企业(de)生产指标影响是很大(de),特别是企业之间(de)吨钢综合能耗、炼铁工序能耗进行进行对标,要作具体分析,要注重所用焦炭(de)质量情况.焦炭质量对高炉(de)影响见表1：表1 指标变动量燃料比变变化铁产量变化炼焦配煤用主焦煤、三分之一主焦煤、肥煤、气煤、瘦煤等.现在,国内外出现采购来(de)煤不是单一煤种,是混煤.造成再按五种煤进行配煤炼焦,出现假象,使焦炭质量下降,给炼铁产生负面影响.我们要用煤岩学(de)办法去分析煤(de)G值、Y值、反射率等指标,来判断煤(de)性质,再进行采购和炼焦配煤.3.原燃料质量对企业节能减排有重大影响炼铁系统(de)能耗占企业总用能(de)70%,成本占60%~70%,污染物排放占70%.所以说,炼铁系统要完成企业(de)节能减排、降成本重任.钢铁联合企业用能结构有80%以上是煤炭,主要也是炼铁用焦炭和煤粉,烧结用煤量较少.2014年中钢协会员企业炼铁燃料比为543.06kg/t,焦比为361.65kg/t,煤比为145.85kg/t.比上年均有所劣化,是原燃料质量变化所致.钢铁企业节能思路是：首先是要减量化用能,体现出节能要从源头抓起.第二是要提高能源利用效率,第三是提高二次能源回收利用水平.减量化用能工作(de)重点是要降低炼铁燃料比和降低能源亏损等.目前,我国炼铁燃料比与国际先进水平(de)差距在50~60kg/t左右.主要原因是,我国高炉入炉矿石含铁品位低,热风温度低、焦炭灰分高等造成(de).在高冶炼强度和高喷煤比条件下,焦炭质量对高炉(de)影响率将达到35%左右.也就是说,焦炭质量已成为极重要(de)因素.近年来,一些大型高炉出现失常,主要原因是焦炭质量恶化和成分波动大,高炉操作如没进行及时合理(de)调整,会影响高炉燃料比（焦比、煤比、小块焦比）变化,影响燃料比变化(de)主要因素见表2.表2 影响高炉燃料比变化(de)因素从表2可看出,M10变化±0.2%,燃料比将变化7kg/t,比焦炭(de)其它指标对高炉指标(de)作用都大.所以,我们应十分关注M10(de)变化,希望其值≤7%.4.新修订(de)高炉炼铁工程设计规范对不同容积(de)高炉使用烧结、焦炭、球团、入炉块矿、煤粉质量均有具体要求.祥见表3~10.表3 .入炉原料含铁品位及熟料率要求注：平均含铁(de)要求不包括特殊矿..表4 烧结矿质量要求表5 球团矿质量要求注：不包括特殊矿石.球团矿碱度应根据高炉(de)炉料结构合理选择,并在设计文件中做明确规定,为保证球团矿(de)理化性能,宜采用酸性球团矿与高碱度烧结矿搭配(de)炉料结构.表6 入炉块矿质量要求表7 原料粒度要求注：石灰石、白云石、萤石、锰矿、硅石粒度应与块矿粒度相同.表8 顶装焦炭质量要求表8 喷吹煤质量要求表10 入炉原料和燃料有害杂质量控制值（kg/t）5.高炉炼铁生产对铁矿石质量(de)要求5.1.高炉炼铁对铁粉矿(de)质量要求：铁矿粉分为烧结粉和球团精粉两类,对两类(de)质量要求列于表11/12表11 对烧结粉矿和球团精粉化学成分(de)要求（%）铁矿粉 种类 TFeSiO 2 Al 2O 3SPK 2O+Na 2OclTiO 2PbZnCuAs烧结粉矿 ≥62.0 ≤5.0 ≤2.0 ≤0.3 ≤0.05 ≤0.2 ≤0.001 ≤0.25 ≤0.1 ≤0.1 ≤0.2 ≤0.07 球团精粉≥66.0 ≤3.5 ≤1.5 ≤0.3 ≤0.05 ≤0.2 ≤0.001 ≤0.25 ≤0.1 ≤0.1 ≤0.2 ≤0.07 表12 对烧结粉矿和球团精粉物理性能(de)要求（%）5.2.高炉炼铁对块矿(de)质量要求：对直接用于高炉冶炼块矿质量要求包括化学成分,物理性能和冶金性能三个方面,分为三级列于表13表13 高炉炼铁对块矿质量要求指标矿粉种类 铁＞6.3mm 1～（200目）比表 积（cm 2/g ） H 2O LOI 烧结粉矿 ＜8.0 ＜22.0 20～30 —— —— ≤6≤6球团精粉——————≥80.0≥1300≤8 ≤1.5表14 高炉炼铁对块矿冶金性能(de)要求5.3.高炉炼铁对烧结矿(de)质量要求：烧结矿是我国高炉炼铁(de)主要原料（占炉料结构(de)75%左右）,它(de)质量很大程度上影响着高炉(de)指标,因此高炉炼铁应十分重视烧结矿(de)质量,配料希望不加MgO,对其(de)质量要求列于表15 表15 高炉炼铁对烧结矿(de)质量要求结矿级别TFe FeO SiO2Al2O3MgOCaO/SiO2S P TiO2K2O+Na2O优质≥58.0 ≤8.0 ≤5.0 ≤1.8 ≤1.8 ≥1.90 ≤0.03 ≤0.05 ≤0.25 ≤0.02 普通≥55.0 ≤10.0 ≤6.0 ≤2.0 ≤2.0 ≥180 ≤0.06 ≤0.07 ≤0.40 ≤0.10 表16 高炉炼铁对烧结物理、冶金性能(de)要求烧结矿级别转鼓指数筛分指数抗磨指数还原度指数低温还原粉化指数T+6.3(%) (%)(%)RI(%) RDI+3.15(%)优质73.0 ≤5.0 ≤6.0 ≥82.0 ≥75.0 普通70.0 ≤8.0 ≤8.0 ≥78.0 ≥70.05.4.高炉炼铁对球团矿(de)质量要求：球团矿也是高炉炼铁(de)一种主要原料,它(de)优势在高品位、低Si02,高MgO它是高炉炼铁(de)优质原料,对球团矿(de)质量要求列于表17表17 高炉炼铁对球团矿(de)质量要求球团矿类别TFe FeO SiO2 MgO S TiO2K2O+Na2OCa酸性≥66.0 ≤2.0 ≤4.0 ≥2.0 ≤0.03 ≤0.25 ≤0. 2 ≤碱性≥64.0 ≤1.0 ≤3.5 —≤0.05 ≤0.25 ≤0. 2 ≥表18 高炉炼铁对球团物理、冶金性能(de)要求球团矿类别抗压强度转鼓指数筛分指数抗磨指数9～15mm 还原度还原膨胀指数(N/个球)T+6.3(%) (%)(%)(%) RI(%) RSI(%)酸性≥2500 ≥90.0 ≤5.0 ≤5.0 90.0 ≥65 ≤15.0 碱性≥2200 ≥88.0 ≤6.0 ≤6.0 85.0 ≥75 ≤20.06.不同容积(de)高炉对炉料质量(de)要求不一样,大高炉要有高质量炉料,见表19中(de)具体数据：表19 2014年不同容积高炉指标7.不同(de)操作制度,可适应不同(de)炉料质量,取得最优(de)技术经济指标,得到低成本.如沙钢5800M3高炉(de)炉料质量比京唐高炉用炉料质量差；但沙钢开发出适应本企业炉料质量(de)优化布料技术,适宜(de)鼓风动能,富氧12.62%,煤比174.98kg/t,煤气CO含量达23.70%,炉缸活跃,铁2水温度充沛,炼铁工序能耗363.09kgce/t,铁水成本较低,取得较好(de)经济效益.因此,各企业要寻找适合本企业炉料质量(de)高炉操作制度,求得优化(de)指标和底成本.二．优化配矿技术优化配矿是要实现铁矿石(de)性质与烧结和球团指标之间(de)内在关系.我们要在满足烧结、球团质量要求和矿石供应条件(de)基础上,通过优化配矿使矿石（单一或混合矿）具备优良(de)制粒性能、成矿性能,造出(de)熟料,能使高炉取得良好(de)技术经济指标.首先,要掌握铁矿石(de)制粒性能、成矿行为,找出影响造块（烧结、球团）质量(de)主要因素,分析出铁矿石成分、性能与熟料质量之间(de)相关内在联系；在满足熟料质量要求(de)基础上,实现最低成本(de)配矿方案.1.铁矿石优化配矿技术针对铁矿粉(de)优化配矿技术已被普遍重视,为企业扩大铁矿资源,降低烧结和炼铁成本、提高企业竞争力,提供了有效支撑.优化配矿技术(de)发展和应用已不在停留在化学成分、成本(de)简单要求,而是结合铁矿粉烧结条件下(de)高温烧结性能,其在烧结过程中(de)作用和贡献,铁矿粉之间性能差异与性能互补性,合理(de)利用不同类型(de)铁矿粉层面.中南大学姜涛等人针对褐铁矿、钒钛磁铁矿、含氟铁矿、镜铁矿、赤/褐混合铁矿等(de)应用问题,建立了快速评价铁矿石成矿性能(de)铁酸钙生成曲线法,揭示了含铁原料基本物化性能与制粒、成矿性能(de)关系,提出了基于调控粘附粉含量、成分、比表面积和核颗粒矿物组成(de)配矿标准,开发出化配矿综合技术经济系统,解决了多品种、难造块铁矿资源快速优化配矿(de)难题.工业生产采用该技术后,使褐铁矿、镜铁矿配比分别增加20%、10%以上,烧结原料成本降低了25元/t以上.2. 铁矿石含铁品位综合评价方法所谓铁矿石品位综合评价法是不仅考虑铁矿石(de)品位,同时兼顾铁矿石(de)有价成分和负价成分,即碱性脉石(de)价值和酸性脉石(de)影响,具体表达式依炉渣(de)二元碱度（R2）还是四元碱度（R4）列为两式：TFe（R2综）=TFe×[100+2R2(SiO2+ Al2O3)-2(CaO+MgO)]-1×100% (1)TFe（R4综）=TFe×[100+2R4(SiO2+Al2O3)-2(CaO+MgO)]-1×100% (2)式中R2、 R4分别为二元和四元炉渣碱度,SiO2、Al2O3、CaO和MgO 均为铁矿石(de)化学成分含量（%）.该两个表达式可说明铁矿石(de)实际品位,既考虑了碱性脉石（CaO+MgO）(de)作用,又扣除了酸性脉石（SiO2+ Al2O3）作为渣量(de)源头对品位造成(de)影响,这就是铁矿石(de)实际品位.这种综合评价法所不足(de)是尚没有考虑有害杂质对品位造成(de)影响（有害元素增加1%,高炉生产增加成本30~50元/吨）,下面以表达式〈2〉举2个实例作计算和分析说明.例1：宝钢进口巴西(de)高品位低SiO2低Al2O3矿(de)实际综合品位分析.进口铁矿粉和炉渣（宝钢1高炉）(de)化学成分列于下表19将表中数据代入〈2〉式得：TFe（R4综）=67.5×[100+2×1.026(0.7+0.74)-2(0.01+0.02)]-1×100% =67.5×[100+2.955-0.06]-1=67.5/102.9×100%=65.60%例2：沿海某钢铁企业进口印度低品位,高SiO 2高Al 2O 3矿(de)实际综合品位分析.进口铁矿粉和炉渣(de)化学成分列于下表20将表中数据代入〈2〉式得：TFe （R 4综）=60.0×[100+2×0.887(6.0+4.0)-2(0.2+0.10)]-1×100%=60.0×[100+17.74-0.6]-1 =60.0/117.14×100% =51.22%实例分析：由以上两个实例可以说明,铁矿石(de)脉石含量对其实际品位有直接影响.在宝钢条件下,进口铁矿石(de)综合品位仅比标出品位低不足 2.0%：△Tfe=标出品位一综合品位=67.5%-65.6%=1.9%.而对沿海某企业(de)高SiO 2高Al 2O 3矿而言,情况就大不一样,△Tfe=60.0%-51.22%=8.78%因此购买铁矿石必须考虑脉石(de)含量,特别要注意酸性脉石(SiO 2+ Al 2O 3)对综合品位(de)影响,达到合理(de)性价比.正因为矿石(de)Al 2O 3含量会影响炉渣Al 2O 3和MgO 含量,因此计算应考虑炉渣(de)四元碱度,而非二元碱度,故建议应采用计算式〈2〉作为铁矿石品位综合评价法.3.铁矿石冶金价值(de)评价方法：这一评价法是前苏联M.A.巴甫洛夫院士提出(de)铁矿石冶金价值(de)计算方法（公式）：P1=(F÷f)(p-C×P2-c×P3-g) (3)式中：P1为铁矿石(de)价值（元/t）, F为铁矿石(de)品位（%） f为生铁(de)含铁量（%） P为生铁车间成本（元/t） C为焦比（t/t） P2为焦炭价格（元/t）c为生铁熔剂消耗（t/t） P3为熔剂价格（元/t）g为炼铁车间加工费（元/t）M.A.巴甫洛夫院士提出(de)上一计算公式,是上世纪四十年代(de)事,当时铁矿石(de)品种很单一,主要是天然块矿入炉,当时高炉炼铁远没有喷煤,有害杂质对矿石冶炼价值(de)影响,也不如当代认识(de)突出,因此是一个很有水平(de)铁矿石价值计算公式,它既考虑了铁矿石(de)品位,同时考虑焦比和熔剂消耗(de)因素,它直接计算出了铁矿石在某厂条件下(de)利用价值,计算出来(de)数据直观所用铁矿石到厂(de)最高价,若购买超过P1(de)价格,就意味着采用这种价格(de)铁矿石冶炼工厂就要亏本.4.铁矿石极限价值和实用价值评价方法：根据现代高炉炼铁喷煤和有害元素对矿石冶炼价值(de)影响,也参照了国内邯钢和华菱集团涟钢对M.A.巴甫洛夫院士计算公式(de)修正意见,提出一个简单易行(de)直接入炉铁矿石价格(de)评价方法（计算公式）：铁矿石(de)剩余价值P 1=P M -P S (4)式中P M 为铁矿石用于冶炼(de)极限价值,P S 为铁矿石(de)实用价值.4.1、矿石(de)极限价值：P M =(F÷f)(P -C 1×P 1-C 2×P 2- C 3×P 3- C 4×P 4-g) (5)〈5〉式中(de)含义是铁矿石(de)极限价值等于生铁成本减去焦炭、喷煤熔剂、有害杂质(de)消耗加上车间加工费之和.〈5〉式中：F 、f 、P 和g 与〈3〉式中相同.C 1、P 1为焦比（t/t ）和焦炭(de)价格（元/t ） C 2、P 2为喷煤比（t/t ）和煤粉(de)价格（元/t ） C 3、P 3为炼铁熔剂消耗（t/t ）和熔剂(de)价格（元/t ） C 4、P 4为有害杂质总量（kg/t ）和其当量价值（元/kg ） 例3：设某厂买入(de)铁矿石品位(F)为62%,生铁(de)含铁量（f ）为95%,生铁(de)成本价格（P ）为2800元/t,炼铁焦比（C1）为380kg/t,焦炭(de)价格为2000元/t,喷煤比(C2)160kg/t,煤粉(de)价格（P2）为900元/t.吨铁有害杂质总量为3.5kg/t,有害杂质(de)当量价值(P4)为30元/kg,将以上数据代入〈5〉式得：P M =62%/0.95×(2800-0.38×2000-0.16×900-0.145×120-3.5×30-120)= 62%/0.95×（2800-760-144-17.4-105-120） = 62%/0.95×（2800-1146.4）= 1079.14元/t例3计算(de)结果告诉我们,在已知(de)条件下,62%品位铁矿石(de)最高买价（P M ）为1079. 14元/t,若超过此值,炼铁会亏本.4.2铁矿石实用价值：P S =C 1×Tfe+C 2(CaO+MgO)-C 3(SiO 2+Al 2O 3)-C 4(CaO+MgO+SiO 2+Al 2O 3+S+P+5×K 2O+Na 2O+PbO+ZnO+ As 2O 3+CuO+5CL) ………… 〈6〉 式中C 1为铁矿石(de)平均成本（元/tFe ）C 2为矿石中碱性脉石(CaO+MgO )(de)价值,C 3为矿石中酸性脉石（SiO 2+Al 2O 3)消耗熔剂(de)当量价值,C 4为矿石中除Fe 元素外其他元素消耗燃料(de)当量价值. 式中其余符号均为铁矿石(de)化学成分.〈6〉式(de)直观性很强,即铁矿石(de)实用价值等于其有价元素价值之和与负价元素消耗之和(de)差值.例5：某厂购进铁矿石(de)化学成分列于下表6设C 1=1815 C 2=400 C 3=520 C 4=430 将上表数据代入〈6〉中得：P S =1800×63.5%+400×(0.2+0.1)%-520×(4.5+1.9)%-430×(0.2+0.1+4.5+1.9)+0.05+0.07+5×0.2+0.18+0.10+0.10+0.15+0.008+5×0.01）%=1143.0+1.2-33.28-35.86 =1075.06元/t若把例3、例4结合起来,则P 1=P M -P S =1079.14-1075.06=4.08元/t 说明在上两种条件下,铁矿石有4.08元/t(de)剩余价值.相当于采用此矿价冶炼一顿生铁有4.08×1.65=6.73元(de)效益,可见效益甚微.注：本例题C 1、C 2、C 3和C 4(de)设定是根据长治钢铁公司(de)设定值由矿价(de)涨幅作适当调整而来(de)（原长钢(de)设定值C 1=585,C 2=100,C 3=172,C 4=143）,本例题中1800是根据平均矿价1200元/t,冶炼一顿生铁,采用63.5%品位需用 1.5吨矿,得吨铁平均矿价1800元.C 2、C 3、C 4各企业可根据本企业(de)实际数据作修正.以上铁矿石(de)极限价值和实用价值适用于直接入炉(de)块矿和球团矿,不适用于烧结生产和球团矿生产(de)粉矿和精粉.因为粉矿和精粉(de)实用价值还受着其烧结特征和球团焙烧特性(de)影响.4.3.烧结粉和球团精粉价值评价方法：已有(de)文献资料,对烧结粉(de)价值评价倾向于用单烧值(de)烧结指标和冶金性能进行经济分析,再根据所用烧结矿(de)炼铁价值去推算铁矿粉(de)价值,而且以自熔性烧结矿为基础.笔者认为这实际上是很难实现(de),笔者曾对十八种进口铁矿粉(de)单烧指标作过质量分析,进行单烧试验(de)料层厚度不同,碱度不同配比和混合料水分不同,且目前全国都生产高碱度烧结矿,难以作出统一(de)价值评价,在烧结生产中,各种矿(de)配比是根据合理(de)配矿实现(de),它(de)基础还是化学成分（包括烧损和有害杂质）,物理性能和高温特性.因此笔者认为对烧结粉矿(de)价值评价最基本(de)还是铁矿粉(de)化学成分（包括有价成分、负价成分和有害元素）和物理特性（烧损、粒度和粒度组成）,对目前已知各种矿粉(de)高温特性（同化性,液相流动性、粘结相强度,生成铁酸钙能力和固相连晶能力,也包括晶体颗粒大小,水化程度等）和已有(de)分类（A 类B 类C 类矿）要加以适当考虑（作修正系数,但这常规还是通过合理配矿解决）,至于用于球团生产(de)精粉也很复杂,同样是赤铁矿精粉,中国(de)、巴西(de)和印度(de)均有各自(de)不同特征.但对铁矿粉价值评价最基本(de)还是品位和化学成分,粒度和粒度组成包括（LOI ）值,基于以上分析,笔者认为对用于烧结和球团生产(de)粉矿和精矿粉,它们(de)价值主要还是应采用品位综合评价法加上有害元素影响,烧损和粒度组成(de)调整方法比较简易实用.铁矿粉(de)价值评价法用TFe 粉综表示:TFe 粉综=TFe×[100+1.5R 4(SiO 2+Al 2O 3)-2(CaO+MgO)+1.5(S+P+5×K 2 +Na 2O+PbO+ZnO+CuO+As 2O 3+5CL)+C 1LOI+C 2Lm]-1×100% (7)式中C1为烧损（LOI ）当量价值,根据经验；当LOI<3%时,C 1取“-0.6”当LOI=3%—6%时C1取“0”,当LOI>6%时.C 1取“0.6”,C 1所取舍尚可由企业作调整.C 2为粒度当量价值,当粉矿(de)粒度+8mm>5或 1.0—0.25mm,含量>22时应作修正,C 2可取绝对值超量%(de)“0.3”.例如粒度+8mm 为11%和（1.0—0.25mm ）为28%时,C 2Lm 项(de)值为0.3×（11-5）+0.3（28-22）=3.6,C(de)数值企业也可根据生产数2据作调整.例5：某钢铁企业购进(de)烧结粉,化学成分指标列于下表7（R4为1.02）粒度：+8mm为9%,（1.0—0.25mm）为24%.将上表中数据代入〈7〉中得：Tfe粉综=62.0×[100+1.5×1.02(6.8+2.6)- 2(0.2+0.1)+1.5(0.05+0.06+5×0.1+0.20+0.18+0.16+0.20+0.10+5×0.02)+0.3（4+2）]-1×100%=62.0×[100+17.907]-1×100%=62.0/117.907×100%=52.58%说明某钢铁公司购进62.0%品位(de)铁矿粉,其实际(de)价值相当于52.26%(de)品位价值.。
高炉的结构详解
高炉的结构详解高炉是炼铁生产的主要设备，它具有产量大、生产率高和成本低的优点，这是其他炼铁方法无法比拟的。
随着炼铁工业的迅速发展，炼铁的不断强化，高炉日趋大型化，有效容积已从近1500立方米增加到5000立方米左右，日产生铁量达到或超过1万吨，同时采用高压炉顶、高风温、综合喷吹和电子计算机控制等新技术，利用系数不断提高，焦比不断降低，可是高炉炉衬工作条件随之发生了重大变化，使其使用寿命降低较多，一般只有5─6年。
特别是高炉炉身下部及炉腰、炉腹部委，其寿命就更为短暂。
这就说明，炼铁技术的飞跃发展要求耐火材料必须发生重大变革，否则很难石英现代炼铁工艺的要求。
我过高炉距离原冶金部确定的一代炉龄8年不中修，单位炉容产铁量5000吨每立方米的目标要求还有一定的距离。
这与高炉各部委耐火材料的选择，耐火材料的各种性能有很大关系。
耐火材料寿命不断提高，将直接影响高炉下一代的寿命。
所以，一个稳产、高产、顺行的高炉，没有性能优异的耐火材料做坚强的后盾是不行的。
世界各国的炼铁工作者为了提高高炉炉龄，做了大量的工作。
主要是进行高炉解体破损调查，探讨炉衬损坏机理，提高砖衬的指令并创造新品种；砌筑综合炉衬；改变或改进冷却系统的结构和材质；加强维护操作和采用不定形耐火材料等。
因此，炼铁方面的新技术，耐火材料的新品种不断涌现，由于采用上述新技术措施，目前大、中型高炉炉衬的使用寿命普遍有所提高。
高炉是冶炼生铁的主体设备。
他有耐火材料砌筑成竖式圆筒形的炉体，外有钢板炉壳加固密封，内嵌冷却壁保护。
高炉内部工作空间的形状称为高炉内型，它有炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸5段组成。
高炉的大小用有效容积来表示，所谓的有效容积就是自出铁口中心线到大料钟下降位置下缘这段有效高度范围内的内部工作空间的体积。
要完成高炉生产，除高炉本体外，还必须有其他的附属设备。
1、供料系统，包括贮矿槽、过筛、输送、称量及上料机等一系列设备。
2、送风系统，包括鼓风机、加湿和脱湿装置、热风炉及一系列管道阀门等设备，主要是连续不断地供给送风。
锌对炼铁炉料冶金性能影响的试验研究
15Metallurgical smelting冶金冶炼锌对炼铁炉料冶金性能影响的试验研究代 维（河钢承钢再制造中心，河北 承德 067002）摘 要：近年来，随着原燃料质量的恶化及降低成本的压力，锌负荷不断增加，特别是固体废弃物的大量使用，加剧了高炉锌负荷，使高炉锌循环富集越来越严重，从而对高炉生产造成极大的危害。
关键词：锌；炼铁炉料；冶金性能中图分类号：TF513 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）12-0015-2收稿日期：2021-06作者简介：代维，男，生于1978年，汉族，河北石家庄人，本科，副高，研究方向：钢铁冶金工艺生产、设备再制造。
高炉锌主要来源于炼铁原料，包括铁矿石、焦炭和回收产品。
同时，锌会在炉内不断富集，使炉料中的锌含量远远超过炉顶加入炉料时的含量。
基于此，本文对锌对炼铁炉料冶金性能影响进行了重点阐述。
1 锌的循环富集锌的循环富集存在两方面，一是炉内循环富集，二是烧结、球团、炼铁炉间的循环富集。
在炉内，因锌的沸点为907℃，低于氧化锌的还原温度，因而还原反应得不到液态金属锌，只有金属锌蒸气，很容易从固体炉料中逸出，进入炉气。
由于炉内块状区与软熔区下部有足够的还原气氛和高温，加之大量的液态金属铁和还原锌以气态存在，因此，块状区与软熔区下部氧化锌还原的热力学及动力学条件充分，块状区与软熔区下部的氧化锌大部分被还原为金属锌，蒸汽随煤气上升。
从炉渣中排出的锌主要以ZnSiO 3的形式存在。
进入炉内气体中的金属锌蒸汽随气流上升，当锌蒸气上升到块状区域上部后，它将被C02再氧化形成固体ZnO，这些再氧化生成的ZnO 主要有以下去向：①部分氧化锌带粉尘逸入煤气灰和煤气洗涤水中。
②部分氧化锌凝结粘结在上升管、炉喉、炉体上部砖衬或钢瓦表面，形成锌炉瘤，含氧化锌60%以上。
③氧化锌大部分聚集在块体区，使炉料中锌含量超过原锌含量，在900℃～1000℃范围内达到最大值。
当炉内锌的蒸气压较高时，达到最大值的温度较高。
高炉铁合金的制备与性质表征
高炉铁合金的制备与性质表征高炉铁合金是一种通过高炉冶炼过程中向炉内加入的铁合金。
它在钢铁冶炼过程中起到重要的作用，能够调节钢水的成分和性能，提高钢质的品质。
本文将介绍高炉铁合金的制备方法以及它的性质表征。
1. 高炉铁合金的制备方法高炉铁合金的制备主要有两种方法：一种是将铁合金原料直接投入到高炉内熔化，另一种是通过冶炼炉或转炉进行预处理后再加入高炉。
下面将详细介绍这两种方法：（1）直接投入高炉熔化将铁合金原料直接投放到高炉内熔化的方法被称为直接脱磷法。
这种方法适用于具有一定含磷量的铁合金原料。
投入高炉的铁合金原料可以是锰铁、矽锰、磷铁等。
在高炉的过程中，铁合金原料会与炉渣发生反应，从而发挥脱磷作用。
（2）预处理后加入高炉预处理后加入高炉的方法被称为间接脱磷法。
这种方法适用于含磷量较高的铁合金原料。
在这个方法中，铁合金原料首先通过冶炼炉或转炉进行预处理。
预处理的主要目的是将其中的磷和其他杂质分离出来，以降低炉渣中的磷含量。
然后，经过预处理的铁合金原料再加入到高炉中。
2. 高炉铁合金的性质表征高炉铁合金的性质表征是对其化学成分和物理性能进行分析和评估的过程。
这些性质的表征主要包括以下几个方面：（1）化学成分分析通过对高炉铁合金的化学成分进行分析，可以了解其其中主要元素的含量。
常用的化学分析方法有光谱分析、化学分析和质谱分析等。
根据铁合金中的元素含量，可以判断其合金化效果和使用性能。
（2）物理性能测试物理性能测试是指对高炉铁合金进行力学性能和热学性能的测试。
力学性能测试包括强度、延伸性、硬度等参数的测试。
热学性能测试包括熔点、热膨胀系数、导热系数等参数的测试。
这些测试可以评估高炉铁合金的抗拉强度、耐磨性和耐热性等性能。
（3）微观结构观察通过对高炉铁合金的微观结构进行观察和分析，可以了解其晶粒尺寸、晶格结构和相态组成等信息。
常用的观察方法有金相显微镜、扫描电镜和透射电镜等。
这些观察结果可以揭示高炉铁合金的晶体结构和相变行为，对于研究其性能和制备工艺有重要的指导意义。
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第 ８卷
第 ４期
重 庆科 技学 院学 报 （ 自然科学 版 ）
２０ ０ ６年 １ ２月
水钢高炉主要炼铁原料及典型炉料结构的冶金性能研究
贾 碧 ｔ 蔡 苇 ， 张明远 张家相 张东升 ： 杨碧能
（． 庆科技 学院 ， １重 重庆 ４０ ５ ； ． ０ ００ ２水城 钢铁 集 团有 限责任公 司 ， 六盘 水 ５３２ ） ５０８
图形 、 报表 。
结 果列 于表 ３中。
２ 水钢 高 炉主 要 原料 及炉 料 结构 的冶 金 性
能 试 验 结 果
水 钢使 用 ３种烧 结 矿的低 温还 原粉化 性 能试验
水 钢使 用 的 ３种烧 结矿在 还原 条件下 烧损 试验
结 果列 于表 １中。 原性能 试验 结果列 于表 ３中。 还
钢 现 有 原 料 结 构 状 况 及 主 要 炼 铁 原 料 冶 金 性 能 指 标， 揭示 其基 本特性 和 冶炼 规律 ， 不仅 能 为水 钢现 有
在 实验 室里 。对水钢 使 用 的四种烧 结矿及 三种 炉 料结 构 的低 温还 原粉 化性 能 、 中温还原 性能 、 软化
性 能及熔 滴 性能等 冶金 性能 进行 了测定 。试 验方 法 分 别简 述如 下 ：
１１ 原 料 ．
水钢 现用 主要炼 铁原 料 的种类 、 化学 成分 、 二元
碱 度及 多元 碱度 （ 以下 简称 Ｒ综 ） 于表 １中 ， 列 典型
炉 料结 构组成 及化 学成 分列 于表 ２中。
１２ 试 验方 法 ．
度 是保证 ， 金性 能是 关键ｌ 冶 １ １ 炉操 作 的两大 主题 。高
作者简介 ： 贾碧（９ ４ ）女 ， １６ － ， 四川成都人 ， 重庆科技学院冶金与材料工程学院副教授， 硕士 ， 主要从事炼铁原料及炼铁工艺的研究。
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贾碧 ， 蔡苇 ， 张明远 ， 张家相 ， 张东升 ， 杨碧能 ： 高炉主要 炼铁原料及典型炉料结构的 冶金性能研 究 水钢
是 稳定 与顺行 ， 中稳 定是指 炉 温稳定 、 沛均匀 及 其 充
炉 缸 活跃 ； 行 是指 透 气性 好 ， 顺 高炉 能 接受 风量 ， 炉 况 顺行 。 当设 备 条件 和 操 作人 员 水 平 一定 时 ． 料 原 的冶金 性能 将直 接影 响 高炉 的稳定 和顺行 。 因此 ， 合水 钢高 炉炼 铁生 产实 际 ， 高炉 主要 结 对 原 料 的冶 金性 能进行 系统 分 析和 研 究 ， 分掌 握 水 充
的图形 和报 表 。 试 样 还原 ３ ｈ的还 原度 称 为还 原度 指 数 ，用 ，
（ 软化和熔滴性能试验方法 ３ ） 该 性能 的试 验 方 法 目前 国内 外 尚无统 一 标 准 。 本 试验 的试验 方法 是在 分析 比较 国 内外试 验方 法的
基 础上 所确 定的 。
众所 周 知 ， 原料 是 高炉 冶炼 的基础 ， 高炉冶炼 指 标 的好 坏与 所用 的原料 质量 密不 可分 。高炉原料 的
质量 应 包 括 三 部 分 ： 化学 成 分 、 械 强 度 和 冶 金 性 机
能 。从 三者 间 的关 系来பைடு நூலகம்看 ， 化学 成分是 基础 ， 机械 强
１ 试 验研究的原料 及试 验方法
（） １ 低温 还原粉 化性 能试 验方 法 本 试验 是按 照 国 家标准 Ｇ ／ ３ ４ — １ 定 的 ＢＴ １２ ２ ９ 规
“ 低温 粉化试 验静态 还原 后使 用冷 转鼓 的方法 ” 进行 的， 试验结 果分别 用还原 粉化 指数 “ ”“ ， Ｄ 、 Ｄ ”
和“ Ｄ ” Ｒ 表示 。
摘
要： 系统地研究了水钢烧结矿及典型炉料结构的冶金性 能 ， 对试验结果进行 了分析 ， 结果 表明 ： 水钢烧结矿低温还
原粉化性 能中等及 中等偏下 ， 还原性能优 良， 软化 区间偏宽 ， 开始熔化温度高 ， 开始滴落温度高 ， 较窄的熔 滴区问 ； 有 水 钢常用的三种炉料结构其软化性 能和熔滴性能均不太好 。 并且第 ３ 种加硅 石的炉料结构不合理 。 关键词 ： 高炉原料 ； 炉料结 构 ； 冶金性能 中田分类号 ：Ｆ ３ Ｔ５１ 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ：１７ － ９ ０ ０ ６ ４ ０ ０ － ４ ６ ３ １８ （ ０ ） － ０ ９ ０ ２ ０
本 试 验 按 照 国 家 标 准 Ｇ ／ ３ ４ － １规 定 的 ＢＴ１２ １ ９
率 指数 （ Ｖ ） Ｒ Ｉ。
“ 矿石 还原性 的测 定 方法 ” 铁 进行 测定 。
试 验 过程 中按 给定 曲线 进行 全 自动控 温 ， 原 还 过 程 中试样 的 瞬时质 量 和时 间通 过计 算机 每 １ｓ ２ 采 集 一 次并 进 行相 应 的数据 处 理 ， 出还原 性 能指 标 输
水 钢 使 用 的 ３种 烧 结 矿 及 ３种 炉料 结 构 的软 化 、 滴性 能试 验结 果 列于 表 ４中 ， 炉料 结 构的 熔 ３种
衰 ３ 水 钢烧结 矿低 温还原 粉化 性能 及 中温 还原性 能
软熔 曲线见 图 １ 。
高炉 炼铁 原 料 冶金性 能 的改 进提 供 依 据 ， 而且 能 为 优 化原 料结 构 、 善高 炉炉 料状 况 、 改 提升炼 铁工艺 质
量和产 量提 供理论 基础 和依 据 。
（） ２ 中温 还原性 试 验方法
裹 １ 水钢现 用主 要炼铁 原料 的化 学成分
收 稿 日期 ：０ ６０ －６ ２ ０－ ６ ２ －
采用集散控制系统， 按给定曲线对炉温进行全
自动 控制：每 ４ 采 集过 程参 数 ＡＰ ａ日及 一 次 ； ｓ 、
按 要 求对实 验数 据进行 处理 并输 出相 应实验结 果的
表示 。 原子 比 ＯＦ 用 ／ｅ为 ０９时还 原速率 表示还 原 速 ．
表 ２ 水钢高炉炉料结构组成及化学成分