高炉强化冶炼

ηv ＝ I / K
为了使高炉产量↑有4种途径：
☆ I不变，K↓ ☆ K不变，I↑ ☆ 随I↑，K有所↓ ☆ 随I↑，K有所↑(一般不采用)
对一个实际高炉而言 存在与最低焦比相适宜的冶炼强度I适
冶炼强度和焦比之间的关系
焦比 产量
Imax 产量
焦比
I
I适
冶炼强度和焦比的关系分析
I< I适时：煤气流速低 →煤气分布不均匀（边缘发展）
边缘气流发展→ → →
矿石粒度对布料的影响
大块矿更 加重中心
小块矿更 加重边缘
6.2 高炉操作制度
高炉四大操作制度
装料制度 送风制度 造渣制度 热制度
2) 送风制度
◎ 通过风口向炉内鼓风的各种控 制参数的总称.
◎ 包括：风温、风量含氧量、风 压、风口直径、喷吹量等参数.
◎ 影响炉内原始煤气流的分布.
炉料中矿石和焦炭装入高炉 内的先后次序称为装料顺序
一般而言 先入炉的料首先在炉墙边沿较多 堆积到一定程度后才回滚向中心
装料顺序对布料的影响图示
装料顺序对布料的影响
➢正装－先装矿石，后装焦炭； ➢倒装－先装焦炭，后装矿石； ➢同装－矿石和焦炭一起装入炉内； ➢分装－矿石和焦炭分别装入炉内。
← ← ←中心气流发展 正同装，正分装，倒分装，倒同装
A＝P（C－S）仍可达到最大。
各类因素之间关系的分析
1) 产量和消耗之间的关系 2) 效益与产量、消耗之间的关系 3) 产量与高炉寿命、效益之间的关系 4) 产量与质量之间的关系
3) 产量与高炉寿命、效益之间的关系
产量↑↑，意味着冶炼强度 I ↑↑ 高炉设备的寿命↓ → 修理费用↑ → 效益↓
故提高一代高炉寿命是很重要的
料线对布料wenku.baidu.com影响
➢在碰撞点以上（炉况正常） 料线愈高，炉料堆尖离炉墙愈远 发展边缘气流，抑制中心气流
➢在碰撞点以下（炉况失常） 炉料先与炉墙碰撞，布料混乱
正常情况下 高料线压制中心气流；低料线压制边缘气流。
(2) 炉料批重定义
炉料是分批加入高炉的。 每批矿石的重量称为矿石批重； 每批焦炭的重量称为焦炭批重。
→煤气热能、化学能利用不充分
→焦比升高
I> I适时：煤气流速过大
中心过吹或管道行程
△P↑
炉况恶化→焦比↑
适宜冶炼强度和焦比的关系
I适是随冶炼条件的改善不断增大的
1
2
冶炼条件改善
3
焦
比
4
5
适宜的 冶炼强度
各类因素之间关系的分析
1) 产量和消耗之间的关系 2) 效益与产量、消耗之间的关系 3) 产量与高炉寿命、效益之间的关系 4) 产量与质量之间的关系
还原、软化熔融等。
散料堆中的粒度分布情况
炉料性质对布料的影响（A）
炉料的粒度
（不同粒度的混合料）
大块炉料易于滚落到堆角 由于堆角处料层薄，相对透气性好；
小块炉料则多集中在堆尖 由于堆尖处料层厚，相对透气性差。
高炉炉顶装料设备
料车－ － 钟式
P·W－ －无钟式
影响炉顶装料状况的因素
固定因素 a、布料设备参数 1、布料器形式 2、炉喉高度和直径 3、大钟与炉喉间隙 4、大钟倾角及速度 5、无钟炉顶参数 b、炉料特性
堆比重,堆角,粒度,外形
可变因素 布料器工作参数 料线高度 料批大小 装料顺序
可变因素
炉料装入炉内方式的总称 装料制度
又称为:上部调剂 或 上部调节
控制炉内煤气流分布
(l) 料线的定义
➢钟式炉顶－大钟在开启位置时 的下沿至料面的垂直距离
➢无钟炉顶－旋转溜槽在最小夹 角时其出口至料面的垂直距离
料线高低对布料的影响图示
适宜的鼓风动能与高炉炉缸直径的关系
5000
鼓风动能 4000
公斤.米/秒
3000
2000
1000
0
1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
炉缸直径，米
增大鼓风的动能→高炉中心气流发展 增大喷吹燃料量→高炉中心气流发展
送风制度
控制原始煤气流分布
又称之为：下部调剂 或 下部调节
上部和下部 调节相配合
最佳煤气流动状态
高炉炼铁生产的原则
各类因素之间关系的分析
1) 产量和消耗之间的关系 2) 效益与产量、消耗之间的关系 3) 产量与高炉寿命、效益之间的关系 4) 产量与质量之间的关系
1) 产量和消耗之间的关系
ηv (t铁/m3·d) ＝ I(t焦/m3·d)/ K (t焦/t铁) 高炉有效容积利用系数＝ 冶炼强度 / 焦比
炉料批重对布料的影响图示
炉料批重对布料的影响
❖ 矿石比焦炭的堆角大，当边缘堆到一定程度后，才 能滑向中心；
❖ 批重越大，滑向中心的矿石越多，边缘气流发展； ❖ 大批重时，炉料分布较均匀，煤气利用率提高； ❖ 批重过大时，煤气量波动大，不利于顺行；
一般情况下 大矿批压中心；小矿批压边缘。
(3)装料顺序定义
铁水质量的主要指标
铁水含硫 铁水温度
I过高时，炉料停留时间↓
脱硫反应能力↓
[S] ↑
加热不充分
T铁↓
6.2 高炉操作制度
高炉四大操作制度
装料制度 送风制度 造渣制度 热制度
1) 装料制度
炉料装入炉内方式的总称； 不同炉料对煤气流的阻力有差异； 炉料在高炉横截面上的分布状况
影响煤气流的分布； 煤气流分布直接影响矿石的下降、
鼓 风 动能
E
1 2
mV
2
1 2
Q0
gn
Q0
n
s
760 736
273 t
2
760 736P
kg.m/s
式中：Q0－标准状态风量，m3/s； g －重力加速度， m/s2； ν－空气标态重度，kg/m3；n －风口个数； S －每个风口的通风截面积，m2； P －热风压力，表压kg/cm2； t －热风温度，℃。
（一般：下部调剂的反应较快）
提高高炉寿命的对策
采用高质量炉衬(碳砖、碳化硅砖等) 改进高炉冷却设备和采取先进的冷却技术 采用钒钛炉渣护炉技术 提高高炉的操作水平
各类因素之间关系的分析
1) 产量和消耗之间的关系 2) 效益与产量、消耗之间的关系 3) 产量与高炉寿命、效益之间的关系 4) 产量与质量之间的关系
4) 产量与质量之间的关系
2) 效益与产量、消耗之间的关系
企业最大效益的获取
生铁成本
盈利性 A＝P(C－S)
出厂价C
成本S
盈利性 A
盈利 亏损
P0 P
产量→
生铁最低成本在P0产量下获得 企业最大效益在P（>P0）时获得
原因
P > P0，而市场正是生铁供不应求时， 单位成本在P > P0附近，升高幅度很小 ；
单位生铁利润（C－S）减少的幅度 小于产量（P）增加的幅度；