第九章高炉强化冶炼与新技术应用

• 1）当I较低时，由于鼓风动能小，煤气流速低，导致 煤气流分布不均匀，易形成炉缸堆积，虽然煤气在炉 内停留时间较长，但由于煤气与矿石不能充分接触， 煤气能利用还是较差 ，同时单位热损失相对较高，因 而焦比较高。随着I的增加，煤气分布趋于合理， 煤气 能利用得到改善，焦比随之降低。
• 2）当I达到一定值后，则随I的增加，煤气流速增大， 煤气在炉内停留时间减小，煤气能利用变差，焦比升 高。在不改善原料条件下，若I过高，则会导致压差明 显升高，引起高炉难行或悬料，破坏高炉顺行，焦比 升高。
相结合（高风温是提高喷吹量、提高喷吹效率的重要 措施）；2）在无喷吹条件下，可采用加湿鼓风技术。
2020/9/1
12
• 第五节 喷吹燃料
2020/9/1
4
• 因此，在一定的冶炼条件下，有一个适宜的I 值 ，此 时风量与料柱透气性相适应，K较低，超过或低于这个 值，都会使K增加。因此应不断改善原料条件和冶炼条 件，提高操作水平，使适宜的I值向更高的方向发展， 以获得低的焦比和高的利用系数。
• 高炉强化冶炼的基本方针：以精料为基础，以节能为 中心，改善煤气能利用，选择适宜的冶炼强度，最大 限度地降低焦比和燃料比，有效地提高利用系数。
• 三、合理炉料结构
2020/9/1
6
• 第三节 高压操作
• 高压操作：提高炉顶煤气压力的操作。一般炉顶压力 超过0.03MPa均称为高压操作。它是通过安装在煤气除 尘系统管道上的高压阀组，改变煤气通道面积，从而 提高炉顶煤气压力。
• 高压操作是随着高炉大型化以及炉顶设备的改进而得 到实现和提高，是高炉强化冶炼的主要手段。
• 3、增加调剂炉况手段，为高炉大型化创造条件。
• 高压操作使燃烧带缩小，因此，高压应与大风量、大 喷吹等配合使用。同时，高压后，鼓风机动能消耗增 加，回收炉顶煤气剩余压力能对降低能耗、降低生铁 成本有重要意义。
2020/9/1
9
•
第四节 高风温
• 热风作用：是降低高炉焦比、增加产量的重要措施， 而且还有利增强炉渣脱硫能力，从而提高生铁质量、
第九章 高炉强化冶炼与新技术应用
• 第一节 高炉强化冶炼的方向 • 第二节 精料 • 第三节 高压操作 • 第四节 高风温 • 第五节 喷吹燃料 • 第六节 富氧鼓风 • 第七节 加湿鼓风与脱湿鼓风
2020/9/1
1
• 第一节 高炉强化冶炼的方向
• 高炉操作者的任务就是在给定条件下达到“高产、优 质、低耗、长寿”的目的。
补偿喷吹燃料和炉缸热量不足，以及稳定风口燃烧带 温度，为喷吹燃料创造有利条件。
• 风温水平：
• 风温水平与提高风温降低焦比的关系：
• 风温水平 -800 800-900 900-1000 +1000
• 降焦 % 4.0 3.5
3.0
2.0-2.5
•
（每提高100℃风温降焦幅度）
2020/9/1
10
• 一、提高风温对焦比影响
2020/9/1
2
• 从右图I与K的关系可以 看出：
• 1）在一定原料条件下， K先随I的提高而降低， 当I达到一定值后，K随I 的增加而增加，且存在 一个适宜的I，此时K最 低。
• 2）随着原料条件的改善， 适宜的I值提高而焦比K 随之降低。
图1 焦比与冶强的关系
2020/9/1
3
• 解释I与K的这种关系，要从顺行和炉内煤气能利用二 个方面来分析：
2020/9/1
8
• 2、焦比降低 • 1）高压操作改善了煤气流分布，促进炉况稳定顺行和
炉温稳定，降低煤气流速，煤气与矿石接触时间增加 等。
• 2）产量提高，单位生铁热损失减少。 • 3）压力提高，CO2+C=2CO反应开始温度提高，间接
还原区扩大。
• 4）高压不利SiO2等直接还原反应的进行，有利抑制Si 等的还原。
• 2、随风温提高，高炉热量利用系数随之增大。这是因为 鼓风带入的物理热直接作用于高炉高温区，热价值高于焦 炭燃烧放热。
• 3、风温提高，焦比降低，单位生铁煤气量减少，炉顶煤 气温度降低，炉顶煤气带走热量减少。
• 4、风温提高，高温区下移，间接还原区扩大。
• 5、风温提高，焦比降低，若I不变，则产量增加，单位生 铁热损失减少。
• 从提高高炉生产能力看，主要从三个方面：1）扩大炉 容；2）降低休风率；3）强化冶炼。
• 强化冶炼：在顺行基础上，使高炉在单位时间内能鼓 入更多的风量（氧量），提高冶炼强度，以便获得高 的利用系数和低的焦比。
• 从利用系数（ηV）与冶炼强度（I）和焦比（K）的关 系式： ηV=I/K 可以看出，要想提高ηV，一是要提高冶炼强度（I）， 二是要降低焦比（K）。
• 目前高炉冶炼而言，rd 值偏高，碳素消耗取决于热量消耗 而非还原剂消耗，故风温提高，焦比降低。但如上所述， 随风温水平提高，提高风温降低焦比幅度减小，原因如下：
• 1、鼓风带入物理热替代部分焦炭燃烧放热，使焦比降低， 但随风温提高，焦比降低，单位生铁鼓风量减小，鼓风带 入物理热相对减小，故降低焦比幅度减小。
2020/9/1
11
• 二、提高风温对顺行影响 • 提高风温对高炉顺行有不利影响，这是因为： • 1、风温提高，高温区PSiO增大（SiO大量挥发），引起
料柱透气性变差，严重时会导致难行。
• 2、风温提高，燃烧带温度增加，煤气体积膨胀，引起 压差升高，对顺行不利。
• 三、接受高风温条件 • 1、精料 • 2、与其它技术措施配合使用：1）高风温与喷吹燃料
• 高炉强化冶炼主要采取措施：精料、高压、高风温、 富氧鼓风、大喷吹、脱湿鼓风和自动控制等。
2020/9/1
5
•
第二节 精料
• 精料是高炉强化冶炼的物质基础。
• 一、精料基本内容
• 基本内容；高、稳、熟、小、匀、净
• 高：
• 稳：•熟•Fra bibliotek小：• 匀：
•净
• 二、提高人造富矿的高温冶金性能——还原后强度、 还原性、软熔性
• 生产实践证明：炉顶压力提高0.01MPa，产量提高 2~3%，焦比降低0.5~1.0%。
• 高压操作现状：
• 高压操作作用：
• 1、强化冶炼作用
• 炉顶压力提高，炉内煤气体积减小，流速降低，压差 减小，有利提高冶炼强度，提高产量。
2020/9/1
7
图2 冶强与顶压的关系
图3 压差与顶压及冶强的关系