高炉炉料
高炉煤气及煤气、炉料的运动
一解释题：1．炉料、煤气的水当量答案：所谓水当量就是指单位时间内通过高炉某一截面的炉料或煤气，其温度升高或降低1℃所吸收或放出的热量，即单位时间内使煤气或炉料改变1℃所产生的热量变化。
（包括化学反应热、相变热和热损失等）。
2．炉料有效重力答案：料柱重力克服散料层内部颗粒间的相互摩擦和由侧压力引起的摩擦力之后的有效质量力。
3．高炉内的热交换现象答案：炉缸煤气在上升过程中把热量传给炉料．温度逐渐降低。
而炉料在下降过程中吸收煤气热量，温度逐渐上升，使还原．熔化和造渣等过程顺利进行。
这就是热交换现象。
4．透气性指数:答案：表示通过散料层的风量与压差的比值，即单位压差通过的风量，反映气流通过料柱时阻力的大小。
以Q/△P表示，其中Q—风量，△P—压差。
二填空题1．两种或多种粒度混合的散料床层,其空隙率与大小粒的( )比和( )比有关。
答案：直径；含量P1282．高炉炉料下降的力学表达式为( )。
答案：F＝G料－P墙－P料－ΔP浮3．高炉内运动过程是指在炉内的炉料和( )两流股的运动过程。
答案：煤气4．高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气三种煤气中，发热值最低的是( )，发热值最高的是( )。
答案：高炉煤气；焦炉煤气5．初渣在滴落带以下的焦炭空隙间向下流动，同时煤气也要穿过这些空隙向上流动。
所以，炉渣的( )和( )对于煤气流的压头损失以及是否造成液泛现象影响极大。
答案：数量；物理性质(粘度和表面张力)6．在( )区间内，煤气与炉料的温差很小，大约只有50℃左右，是热交换极其缓慢的区域，常称为热交换的( )。
答案：炉身中下部；空区或热储备区7．高炉的热交换是指( )与炉料的热量传递。
答案：煤气流8．高炉内的( )是热量的主要传递者。
答案：煤气9．越到高炉下部炉料对热量的需求越（）。
答案：大10．煤气的压降梯度升高至与炉堆积密度相等时，发生( )。
答案：悬料11．煤气的危害是中毒、( )、爆炸，而氮气的危害是( )。
答案：着火；窒息12．高炉原料特别是烧结矿，在高炉上部的低温区还原时严重( )、( )，使料柱( )降低( )恶化。
高炉开炉配料计算
高炉开炉配料计算一开炉料原则1配料要求1.1总焦比：2800Kg/t.Fe；1.2炉渣碱度：1.00（MgO 8.0%，Al2O3≤16%）；1.3正常料焦比：1.0 t / t.Fe。
2原燃料配比2.1冶金焦; 赵城焦, 石家庄焦（各1/2）2.2矿石：烧结矿哈默斯利块矿印度球团黑旺矿30% 20% 25% 25%2.3熔剂：石灰石，白云石，硅石；3原燃料理化指标见表1和表2。
二配料计算1、预计生铁成分元素Fe C Si Mn S含量（%） 92.47 4.0 3.0 0.5 0.032 、Fe、Mn回收率Fe回收率： 99.0%；Mn回收率 60.0%； S 分配率：85%进入炉渣，5%进入生铁。
3、以100 Kg混合矿计算：3.1 100 Kg混合矿平均含Fe：30×57.04%+20×65.36%+25×66.04+25×25.76% = 53.134，100 Kg混合矿出铁：100×53.13%×0.99 / 0.9247 = 56.886 Kg。
3.2炉渣成分核算：（1）生铁中Si消耗SiO256.886×3.0%×60 / 28 = 3.657（2）炉渣中FeO量53.134×1.0%×72 / 56 = 0.683（3）入炉料的S负荷30×0.014%+20×0.012%+25×0.007%+25×0.046%+56.886×0.53%=0.321（4）炉渣中的CaS0.321×85%×72 / 32=0.614（5）脱硫消耗CaO0.614×56/72=0.478（6）原燃料成分中进入炉渣的数量（7）炉渣成分调整为使炉渣成分达到要求标准，加白云石和硅石进行调整。
硅石加入量为：x白云石加入量为：y3.927+91.88% x +2.91% y =10.096+2.31% x+30.09% y2.045+0.30% x +20.47% y= 8.0%20.652+96.25% x+53.47% y解方程：x = 7.422 Kg。
高炉炉顶下料流程
高炉炉顶下料流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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在进行高炉炉顶下料之前，需要进行充分的准备工作。
高炉炼铁名词解释
四、名词解释1．什么叫高炉炉料结构答案：高炉炉料结构是指高炉炼铁生产使用的含铁炉料构成中烧结矿、球团矿和天然矿的配比组合。
2．什么叫精料答案：精料是指原燃料进入高炉前，采取措施使它们的质量优化，成为满足高炉强化冶炼要求的炉料，在高炉冶炼使用精料后可获得优良的技术经济指标和较高的经济效益。
3．什么叫矿石的冶金性能答案：生产和研究中把含铁炉料（铁矿石、烧结矿、球团矿）在热态及还原条件下的一些物理化学性能：还原性；低温还原粉化；还原膨胀；荷重还原软化和熔滴性称为矿石的冶金性能。
4．矿石还原性答案：还原气体从铁矿石中排除与铁相结合的氧的难易程度的一种量度，是最重要的高温冶金性能指标。
5．'6．还原性能(RI)答案：通过间接还原途径从铁矿石氧化铁中夺取氧的容易程度。
7．低温还原粉化性能答案：矿石在高炉内400—600℃低温区域内还原时，由于Fe2O3还原成Fe3O4和FeO还原成Fe，产生的晶形转变导致体积膨胀．粉化，称为低温还原粉化性能。
8．低温还原粉化率(RDI)答案：高炉原料，特别是烧结矿，在高炉上部的低温区域严重裂化，粉化，使料柱空隙度降低。
一般以粉化后小于3mm所占的比率作为低温还原粉化率。
9．矿石的软熔特性答案：软熔特性指开始软化的温度和软熔温度区间(即软化开始到软化终了的温度区间)。
10．矿石的软化温度答案：是指铁矿石在一定荷重下加热开始变形的温度。
11．—12．还原剂答案：就高炉冶炼过程来说，还原剂就是从铁氧化物中夺取氧，使铁氧化物中的铁变为金属铁或铁的低价氧化物的物质。
13．SFCA烧结矿答案：SFCA烧结矿是指以针状复合铁酸钙为黏结相的高还原性的高碱度烧结矿的简称，复合铁酸钙中有SiO2、Fe2O3、CaO和Al2O3四种矿物组成，用它们符号的第一个字母组合成SFCA。
14．均匀烧结答案：是指台车上整个烧结饼纵截面左中右、上中下各部位的温度制度趋于均匀，最大限度地减少返矿和提高成品烧结矿质量。
高炉大小与炉料结构
关于高炉主要工艺的建议1、原燃料条件的质量要求集中体现在：强度与稳定性。
为此，焦炉要7m左右的顶装干熄焦，烧结机要360以上的大烧结，才能满足高炉对强度的要求。
稳定性体现在数量稳定、质量稳定，只有稳定原燃料才有稳定的炉况和稳定的铁水质量，保证炼铁指标的先进和后道工序的质量稳定。
2、铁钢连接问题采取铁路一罐制，在工艺上比较稳妥，在安全上有保证，在运行成本上有优势。
最重要的是安全。
4座高炉的铁水，应该最好能够到达任意一座转炉。
3、渣处理系统渣处理系统的高效、稳定运行直接关系着高炉的稳定和安全，因此，选择成熟、可靠是必须考虑的。
INBA是目前在大型高炉上使用的最成熟、最稳定、高效的渣处理系统，应重点考虑。
高炉大小与炉料结构高炉大小对原燃料质量的要求，主要体现在焦炭质量和炉料结构上。
2000级与3000级以上高炉对原燃料质量要求对比如下。
一、焦炭焦炭质量好坏对高炉生产稳定顺行、炉缸寿命和技术经济指标至关重要。
对2000m3以上大型高炉的影响更大。
其质量评价指标除了化学成分、粒度外，更重要的是其常规力学性能和高温冶金性能，2000级与3000级以上高炉对焦炭质量要求对比如下表：要满足3000级高炉对焦炭的要求，生产上最好是7m的顶装焦炉干熄焦工艺，其焦炭强度好，水分稳定，相应对炉况的影响就小。
如果没有干熄焦，槽下要考虑上焦炭中子测水装置，以便自动补偿。
二、原料条件原料条件中，最主要的：⑴烧结矿的强度：必须符合表中要求，为此，必须是与其相匹配的大烧结机；⑵生矿比例：长期的高生矿（>15%）配比，势必会使炉况逐渐恶化。
生矿要少，①连云港雨水多，生矿多了，过筛不好，运输麻烦。
②生矿的高温冶金性能差，量多了，爆裂粉化，透气性，还原性都不好。
⑶含粉及粒级组成，<5㎜的必须<5%,5～10㎜的也要越少越好，高了影响煤气流稳定。
炉料在高炉中的化学反应
【本章学习要点】本章学习炉料在高炉内的物理化学变化,高炉内铁氧化物的还原反应，高炉内非铁元素的还原，生铁的生成与渗碳过程，高炉炉渣的成分与作用，硫的分布情况，炉渣脱硫反应及其条件，高炉内燃烧反应的作用，影响燃烧带大小的因素，炉料和煤气运动情况。
第一节炉料在炉内的物理化学变化炉料从炉顶装入高炉后，自上而下运动。
被上升的煤气流加热，发生了吸附水的蒸发、结晶水的分解、碳酸盐的分解、焦炭中挥发分的挥发等反应。
图3-1 炉内的状况一、高炉炉内的状况通过国内外高炉解剖研究得到如图3—1所示的典型炉内状况。
按炉料物理状态，高炉内大致可分为五个区域或称五个带：1)炉料仍保持装料前块状状态的块状带；2)矿石从开始软化到完全软化的软熔带；3)已熔化的铁水和炉渣沿焦炭之间的缝隙下降的滴落带；4)由于鼓风动能的作用，焦炭作回旋运动的风口带；5)风口以下，贮存渣铁完成必要渣铁反应的渣铁带。
高炉解剖肯定了软熔带的存在。
软熔带的形状和位置对高炉内的热交换，还原过程和透气性有着极大的影响。
二、水分的蒸发与结晶水的分解在高炉炉料中，水以吸附水与结晶水两种形式存在。
1．吸附水吸附水也称物理水，以游离状态存在于炉料中。
常压操作时，吸附水一般在105℃以下即蒸发，高炉炉顶温度常在250℃左右，炉内煤气流速很快，因此吸附水在高炉上部就会蒸发完。
蒸发时消耗的热量是高炉煤气的余热。
所以不会增加焦炭的消耗。
相反，由于吸附水蒸发吸热，使煤气的温度降低，体积缩小，煤气流速降低，一方面减少了炉尘的吹出量，另一方面对装料设备和炉顶金属结构的维护还带来好处。
2．结晶水结晶水也称化合水，以化合物形态存在于炉料中。
高炉炉料中的结晶水一般存在于褐铁矿(nFe203·mH20)和高岭土(A123·2Si02·2H20)中，结晶水在高炉内大量分解的温度在400～600℃，分解反应如下：这些反应都是吸热反应，消耗高炉内的热量。
三、挥发物的挥发挥发物的挥发，包括燃料挥发物的挥发和高炉内其他物质的挥发。
高炉装料制度的选择
05 高炉装料制度选择实践案例
案例一：某钢厂高炉装料制度选择及优化
装料制度选择
该钢厂采用中心加焦和批式装料的混合装料制度，旨在提高煤气 利用率和降低燃料消耗。
优化措施
通过调整焦炭和矿石的粒度、改善布料方式、优化布料矩阵等手段， 实现了高炉顺行和煤气分布的改善。
谢谢聆听
优化冶炼工艺参数，提高操作水平
合理选择冶炼工艺参数
根据高炉的实际状况和生产要求，合理选择冶炼工艺参数，如风量、风温、喷煤量等，以确保高炉冶 炼过程的顺利进行。
提高操作水平
加强操作人员的培训和管理，提高其操作技能水平和责任意识，确保各项工艺参数得到准确执行和调 整。
引入先进技术
积极引入先进的冶炼技术和设备，如自动化控制系统、智能配料系统等，提高高炉冶炼的自动化和智 能化水平，降低人为因素对冶炼过程的影响。
02
降低冶炼成本
合理的装料制度能够减少炉料在炉内的停留时间，降低 燃料消耗和电极消耗，从而降低冶炼成本。
03
改善高炉操作
装料制度的优化有助于改善高炉的透气性、透液性和炉 况稳定性，提高高炉的操作水平和自动化程度。
汇报范围
A
装料制度类型
介绍不同类型的高炉装料制度，如批式装料、 连续装料、混合装料等。
不同容积和形状的高炉对装料制度有不同要求。应根据高 炉容积和形状选择合适的装料制度，以确保高炉顺行和延 长寿命。
上料设备与方式
上料设备和方式直接影响装料制度的实施效果。应选择适 合的上料设备和方式，提高装料制度的执行效率。
检测与控制手段
现代高炉配备了先进的检测和控制手段，如自动化控制系 统、在线检测设备等。应选择能够充分利用这些手段的装 料制度，提高冶炼过程的稳定性和可控性。
高炉炉料入炉过程20110110
高炉炉料入炉过程高炉槽下备料下料过程：在槽下相关设备投入自动前提下，槽下各个料斗按照槽下料单设定情况开始备料。
正常情况下，槽下备料速度很快，在料车到位之前都已经处于备好料的状态。
料斗备料时间受振筛下料速度及料批大小影响，时间不定。
槽下设备动作过程如下：1、5#、6#称量料斗在称满之后延时12S允许开斗门。
2、东西料车在到底信号来之后延时0.1S为料车停稳信号，如此时称量斗满及其它相关条件满足之后，则开斗门向料车下料。
3、在称量斗空信号来之后延时2S关斗门。
4、5#、6#斗门关到位后延时3.5S允许料车上行。
11#、12#斗门关到位后延时3.5S允许料车上行.料车运行过程：1、料车在减速点及二级制动解除点调整之后，运行时间在54S左右。
L料车在行进到二级制动解除点到之后延时1.5S判断柱塞阀是否关闭，如果关闭则正常运行，如果没有关到位信号则停车。
炉顶设备动作过程如下：受料斗满之后如中间料罐空则申请装料。
待上密封阀、柱塞阀开到位之后转至正在装料状态。
1、开均压放散阀放散，料罐压力低于13Kpa后为放散好，放散好后关闭放散阀，时间受均压速度影响。
放散好之后开上密封阀，上密封阀开到位后延时0.5S开柱塞阀。
1、柱塞阀开到位后计时31S关柱塞阀。
2、柱塞阀关到位后延时3S关上密封阀。
3、从上密封阀开动作输出到柱塞阀开到位大致需5S。
柱塞阀及上密封阀关到位放过料之后，中间料罐来满信号。
此时为申请布料状态。
待下密阀开到位和料流阀开至布料位置后则为正在布料状态。
1、开均压阀将料罐压力与炉内压力进行均压。
料罐压力与炉内压力压差小于18Kpa后为均压好，均压好待下密封阀开阀时候关闭均压阀。
2、若炉内料线低于工艺设定料线值，且没有禁开下密情况下，则提探尺，探尺提到位后开下密封阀。
3、下密封阀开到位后准备开料流阀，a角到位，b角料头到位也是开料流阀的前提条件。
4、料流阀开到布料角度后即开始布料过程。
r射线空信号来之后延时2.5S为料罐空。
高炉炉料结构及分析
ｇ ｎ ｓ ａ ｔｆ ｒ ａ ｅ ｉ ｅ ｅ ｅ ｒ ａ ｅ ｅ ｂｌｓ ｕ ｎ ｃ ｎ ｒ ｃ ｎｔｙ ａ ｓ
％
Ｔａ ．２ Ｔｈ ｕｒ ｎ ｓｒ ｅｕ ｅ ｏ ｈ ｆｒｏ ｇ ｎｅ ｅ ｂａ ｔｄ ｉｇ ２ ｂ ｅ ｂ ｄｅ ｔｕ ｔｒ ｆｔ ｅ ２ ｅ ｒ ｍａ ａ ｓ ｌｓ ｕｒｎ ００５— ２ ８ ００
作者简介
赵东 明 男 ，９ ５年 ７月 出生 ，９ ３ 毕业 于西 安 冶金建 筑学 院 ， 事铁 合金 生产 工作 。 １６￣ １９ 年 现从
刖 旨
２０ ０ ４年 ５月 １ ８日开 炉 以来 ， 随着铁 合金 厂资 源条件
的改变 ， 高炉技 术经 济指标 逐渐 改善 （ 表 １ ， 见 ） 这期
经 济合 理 的炉料 结构 是 高炉 生产 获得 高产 、优 质、 低耗 、 成本 的重要 因素 之一 。 低 近年来 ， 铁合 金厂 原燃料 及设 备条 件发 生 了较 大变 化 ，而锰 铁市 场竞 争 加剧 ， 给锰 铁高 炉冶炼 成本 构成 较大 压力 ， 对 高 也
关键词
烧结矿
块矿
质量 性 能
文 章 编 号 １０ ９ ３ ２ ｌ ５０ １—４ ０ １１４ （０ ０ ０ —０ ４０ Ｊ
中 图分 类 号
文பைடு நூலகம்献标 识 码 Ｂ
ＡＮＡＬＹＳ Ｓ ＯＦ Ｉ ＢＬＡＳＴ ＦＵＲＮＡＣＥ ＢＵＲＤＥＮ ＴＲＵＣＴＵＲＥ Ｓ
Ｚ ａ ｎ ｍｉ ｇ ｉ ｉ ｚ ａ ｈ ｏ Ｄｏ ｇ ｎ Ｌ ｕ Ｊｎ ｈ ｎ
高炉安全生产的主要工艺过程及主要设备
高炉安全生产的主要工艺过程及主要设备高炉是炼钢厂中的核心设备，用于将铁矿石还原为熔融铁水。
高炉的安全生产是炼钢厂的重要任务，其主要工艺过程和设备如下：一、高炉主要工艺过程：1. 炉料制备：铁矿石、焦炭和石灰石按一定比例混合，成为高炉炉料。
炉料需要经过破碎、筛分和混合等工艺过程，确保炉料的均匀性和适宜性。
2. 上料：将炉料通过上料装置装入高炉顶部的料仓中，并根据需要调整上料量和上料速度。
3. 进风：高炉需要通过风口进入适量的空气，来维持高炉内燃烧并提供氧气。
进风量需要根据高炉内部状况和炉温调节。
4. 预热：上料后的炉料需要经过预热过程，预热的目的是提高炉料的反应性和均匀性。
可以通过回转窑、垂直炉等设备进行预热。
5. 还原反应：高炉内部会发生还原反应，将铁矿石中的氧气还原为金属铁，并生成一定的矿渣。
还原反应需要合理控制炉内的温度、气氛和矿料的分层，以确保反应的顺利进行。
6. 熔化：还原后的炉料会逐渐熔化，并下沉到高炉底部的铁口。
在炉底部还会生成一定的矿渣，熔化过程需要控制高炉的温度、氧气供应和矿料的分层。
7. 出铁：熔化的铁水会通过高炉底部的铁口抽出，进入铸造设备进行后续加工。
出铁过程需要严格控制铁水的温度、成分和流量等参数，以确保出铁的质量和稳定性。
8. 渣铁分离：由于高炉底部还会有一定的矿渣生成，需要通过设备进行渣铁分离。
分离后的渣和铁会分别进行处理，渣可作为水泥原料等，铁则会被送回高炉继续循环使用。
二、高炉主要设备：1. 高炉本体：是高炉的主体部分，通常为圆筒形结构，由多层焦炭和矿石料柱、风箱和出铁口等组成。
2. 上料装置：包括提升机、输送带和铁桶等，用于将炉料从料仓中运输到高炉顶部，并控制上料量和速度。
3. 引风系统：通过引风机将空气送入高炉，提供燃烧所需的氧气，并调节进风量和风温。
4. 热风炉：用于预热炉料，提高炉料的反应性和均匀性。
常见的热风炉有回转窑、垂直炉等。
5. 铁水处理装置：对出铁后的铁水进行处理，如除硫、脱磷、脱渣等，保证铁水的质量和成分。
第二章高炉冶炼原理
【本章学习要点】本章学习炉料在高炉内的物理化学变化,高炉内铁氧化物的还原反应，高炉内非铁元素的还原，生铁的生成与渗碳过程，高炉炉渣的成分与作用，硫的分布情况，炉渣脱硫反应及其条件，高炉内燃烧反应的作用，影响燃烧带大小的因素，炉料和煤气运动情况。
第一节炉料在炉内的物理化学变化炉料从炉顶装入高炉后，自上而下运动。
被上升的煤气流加热，发生了吸附水的蒸发、结晶水的分解、碳酸盐的分解、焦炭中挥发分的挥发等反应。
图3-1 炉内的状况一、高炉炉内的状况通过国内外高炉解剖研究得到如图3—1所示的典型炉内状况。
按炉料物理状态，高炉内大致可分为五个区域或称五个带：1)炉料仍保持装料前块状状态的块状带；2)矿石从开始软化到完全软化的软熔带；3)已熔化的铁水和炉渣沿焦炭之间的缝隙下降的滴落带；4)由于鼓风动能的作用，焦炭作回旋运动的风口带；5)风口以下，贮存渣铁完成必要渣铁反应的渣铁带。
高炉解剖肯定了软熔带的存在。
软熔带的形状和位置对高炉内的热交换，还原过程和透气性有着极大的影响。
二、水分的蒸发与结晶水的分解在高炉炉料中，水以吸附水与结晶水两种形式存在。
1．吸附水吸附水也称物理水，以游离状态存在于炉料中。
常压操作时，吸附水一般在105℃以下即蒸发，高炉炉顶温度常在250℃左右，炉内煤气流速很快，因此吸附水在高炉上部就会蒸发完。
蒸发时消耗的热量是高炉煤气的余热。
所以不会增加焦炭的消耗。
相反，由于吸附水蒸发吸热，使煤气的温度降低，体积缩小，煤气流速降低，一方面减少了炉尘的吹出量，另一方面对装料设备和炉顶金属结构的维护还带来好处。
2．结晶水结晶水也称化合水，以化合物形态存在于炉料中。
高炉炉料中的结晶水一般存在于褐铁矿(nFe203·mH20)和高岭土(A1203·2Si02·2H20)中，结晶水在高炉内大量分解的温度在400～600℃，分解反应如下：这些反应都是吸热反应，消耗高炉内的热量。
三、挥发物的挥发挥发物的挥发，包括燃料挥发物的挥发和高炉内其他物质的挥发。
高炉内的物理化学反应
【本章学习要点】本章学习炉料在高炉内的物理化学变化,高炉内铁氧化物的还原反应，高炉内非铁元素的还原，生铁的生成与渗碳过程，高炉炉渣的成分与作用，硫的分布情况，炉渣脱硫反应及其条件，高炉内燃烧反应的作用，影响燃烧带大小的因素，炉料和煤气运动情况。
第一节炉料在炉内的物理化学变化炉料从炉顶装入高炉后，自上而下运动。
被上升的煤气流加热，发生了吸附水的蒸发、结晶水的分解、碳酸盐的分解、焦炭中挥发分的挥发等反应。
图3-1 炉内的状况一、高炉炉内的状况通过国内外高炉解剖研究得到如图3—1所示的典型炉内状况。
按炉料物理状态，高炉内大致可分为五个区域或称五个带：1)炉料仍保持装料前块状状态的块状带；2)矿石从开始软化到完全软化的软熔带；3)已熔化的铁水和炉渣沿焦炭之间的缝隙下降的滴落带；4)由于鼓风动能的作用，焦炭作回旋运动的风口带；5)风口以下，贮存渣铁完成必要渣铁反应的渣铁带。
高炉解剖肯定了软熔带的存在。
软熔带的形状和位置对高炉内的热交换，还原过程和透气性有着极大的影响。
二、水分的蒸发与结晶水的分解在高炉炉料中，水以吸附水与结晶水两种形式存在。
1．吸附水吸附水也称物理水，以游离状态存在于炉料中。
常压操作时，吸附水一般在105℃以下即蒸发，高炉炉顶温度常在250℃左右，炉内煤气流速很快，因此吸附水在高炉上部就会蒸发完。
蒸发时消耗的热量是高炉煤气的余热。
所以不会增加焦炭的消耗。
相反，由于吸附水蒸发吸热，使煤气的温度降低，体积缩小，煤气流速降低，一方面减少了炉尘的吹出量，另一方面对装料设备和炉顶金属结构的维护还带来好处。
2．结晶水结晶水也称化合水，以化合物形态存在于炉料中。
高炉炉料中的结晶水一般存在于褐铁矿(nFe203·mH20)和高岭土(A1203·2Si02·2H20)中，结晶水在高炉内大量分解的温度在400～600℃，分解反应如下：这些反应都是吸热反应，消耗高炉内的热量。
三、挥发物的挥发挥发物的挥发，包括燃料挥发物的挥发和高炉内其他物质的挥发。
高炉合理含铁炉料结构的研究的开题报告
高炉合理含铁炉料结构的研究的开题报告
题目：高炉合理含铁炉料结构的研究
一、研究背景
高炉是冶金工业中最为重要的设备之一，其炉料结构的合理设计和优化对于保证高炉的正常运行和生产效率的提高具有重要意义。
高炉含铁炉料结构的合理设计和优
化涉及到多种因素，包括选矿工艺、矿石品位、矿石冶炼性能、冶炼温度、炉料配比等，其中炉料配比是影响高炉冶炼效率和能耗的最为重要因素。
因此，对高炉含铁炉
料结构的研究具有重要的理论和实践意义。
二、研究内容
1. 分析炉料配比对高炉冶炼效率和能耗的影响；
2. 确定高炉炉料中各种矿石的配比比例；
3. 研究不同炉料结构的冶炼效果和能耗消耗差异；
4. 优化炉料结构，提高高炉冶炼效率和降低能耗。
三、研究方法
1. 文献综合和资料收集；
2. 实验室试验和数据采集；
3. 数值模拟和计算机模拟；
4. 多指标优化分析。
四、预期成果
1. 针对高炉含铁炉料结构的不同配比方案，提出冶炼效率和能耗消耗的分析结果；
2. 为高炉炉料结构的优化设计提供理论基础和数据支持；
3. 形成关于高炉含铁炉料结构的研究专著或论文。
五、研究进度安排
1. 第一阶段（6个月）：开展文献综合和资料收集；
2. 第二阶段（8个月）：开展实验室试验和数据采集；
3. 第三阶段（6个月）：进行数值模拟和计算机模拟；
4. 第四阶段（4个月）：进行多指标优化分析；
5. 第五阶段（6个月）：撰写研究成果报告、论文或专著。
以上是本次高炉含铁炉料结构的研究的开题报告，希望能够得到您的认可和支持。
高炉炉料要求及烧结技术现状
121中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2017.04（下）高炉是一种竖炉生产技术，利用碳(主要以焦炭形式)从铁氧化物中还原出铁，其主要产品是铁水，副产品是炉渣和煤气。
影响高炉技术经济指标的因素有很多，其中精料技术水平对高炉炼铁生产的影响率占70％左右，所谓高炉炼铁精料是指原料在进入高炉前，优化其质量，使之成为能满足高炉强化冶炼要求的炉料。
一般的，采取的高炉精料技术，体现在以下几个方面。
（1）入炉矿石含铁品位要高：主要表现为烧结球团矿的转鼓强度要高，烧结矿的碱度要高（一般在1.8～2.0）。
（2）高炉入炉原料中熟料的比例要高。
熟料是指烧结矿、球团矿。
（3）入炉原料中<5mm 粒度要小于总量的5％。
（4）入炉料粒度应偏小，最佳粒度表现为烧结矿25～40mm，焦炭为20～40mm，易还原的赤铁矿和褐铁矿粒度在8～20mm。
（5）入炉料的粒度要均匀，这样可以减少入炉料的填充性并提高炉料的透气性。
（6）入炉原料的化学成分和物理性能要稳定，波动区间小。
目前，保证原料场的合理储存量（保证配矿比例不大变动），或者建立中和混均料场是保证高炉料成份稳定的有效手段。
（7）铁矿石，焦炭中含有有害杂质要少。
特别是对S、P 的含量需要加以严格控制。
（8）铁矿石的冶金性能要好。
冶金性能是指铁矿石的还原度应大于60％ ；铁矿石的还原粉化率应当低；矿石的荷重软化点要高，软熔温度的区间要窄，矿石的滴熔性要温度高，区间窄。
1 我国目前高炉妒料结构的主要形式1.1 高碱度烧结矿搭配酸性球团矿形式这是我国高炉采用了多年的一种主要形式，鞍钢继1990年进行的采用70％高碱度烧结矿配30％酸性球团矿炉料结构的工业试验成功后，部分大型高炉(2500m 3级)采用75％碱度为1.85左右的烧结矿配加25％酸性球团矿的炉料结构与采用100％ 自烙性烧结矿指标比较，利用系数提高l7％～20％ ，综合焦比平均低40kg/t。
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.。
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安钢高炉炉料冶金性能系统研究王建锋，周永平，胡涛，秦延华（安阳钢铁集团有限责任公司，河南安阳 455004）摘要：系统分析了安钢炼铁生产中几种常用炉料的高温冶金性能，结果表明，安钢自产高碱度烧结矿具有较好的还原性，但其低温还原粉化率却是最高的；酸性球团矿及块矿则有着较好的低温还原粉化指数及良好的熔滴性能，能够与高碱度烧结矿搭配形成合理的综合炉料结构，满足高炉冶炼要求。
关键词：炉料；烧结矿；球团矿；冶金性能；炉料结构中图分类号：TF542 文献标识码：A 文章编号：1004-4620（2008）03-0043-03 Systematic Study on Metallurgical Properties of Anyang’s Steel Blast Furnace BurdensWANG Jian-feng, ZHOU Yong-ping, HU Tao, QIN Yan-hua（Anyang Iron and Steel Co., Ltd., Anyang 455004, China）Abstract: The high temperature metallurgical properties of several burdens for Anyang steel were investigated. The results showed that RI （reduction index）of high basicity sinters was better than others, but the RDI(low temperature reduction degradation index) of it was the highest; the RDI and molten dripping property of pellets and lump ores were well, so we can get rational burden structure by combining sinters for blast furnace.Key words: furnace burden; sinter; pellet; metallurgical property; burden structure1 前言高炉炉料结构技术主要是指所用烧结矿、球团矿、天然块矿的比例。
国内外高炉炼铁的炉料结构没有一个固定模式，每个高炉都是根据本企业所能获得自然资源的条件（品级和价格）、铁矿石的冶金性能和物理化学成分以及高炉炼铁成本等方面因素来进行选择的。
随着条件的变化，不同时期会出现不同的炉料结构。
总体上讲，炼铁炉料结构是受复杂因素影响的，是与炼铁科学技术进步的发展密切相关的[1-2]。
本研究根据当前安钢高炉炉料结构的特点，系统分析了高碱度烧结矿、酸性球团矿和块矿的冶金性能，为安钢高炉炉料结构的优化提供理论基础。
2 炉料冶金性能分析试验2.1 试样准备试验原料：自产烧结矿、国产及进口球团矿和天然块矿，其化学成分见表1。
试样的制备方法：按照目前我国钢铁行业内所采用的基本标准值制备。
表1 炉料的化学成分 %2.2 实验原理及研究方法高炉炼铁原料的冶金性能主要包括低温（500 ℃）还原粉化、高温（900 ℃）还原、球团矿高温还原膨胀、炉料高温下的荷重软化及熔融滴落等性能。
单种铁矿石还原性测定采用GB/T13241—91“铁矿石还原性的测定方法”，以180 min 的还原度作为考核指标，用RI表示；低温还原粉化性能的试验采用GB/T13242—91“铁矿石低温粉化试验静态还原后使用冷转鼓的方法”，试验结果以RDI+3.15的结果为考核目标，RDI+6.3、RDI-0.5只做参考指标；球团矿还原膨胀性能的体积测定采用排水法，以还原膨胀系数RSI表示。
根据目前我国钢铁行业采用的基本标准，采用东北大学设定方法。
高温荷重软化及熔滴性能试验条件确定如下：试样制备方法是，筛出＞12.5 mm的试样，并破碎＞12.5 mm的部分，直到全部通过16.0 mm的筛子，混合后进行筛分，取10～12.5 mm的部分作为试样原料。
将得到的试样原料混匀，按随机的方法缩分作为熔滴试验用样。
将试验试样在（105±5）℃下烘干2 h ，然后冷却至室温，并保存在干燥器内备用。
试验样（铁矿石）重量为500 g ，料层高度约67 mm 。
焦炭底料重约72.5 g ，料层高度约30 mm ；上部料重约37.5 g ，料层高度约15 mm 。
试验炉温控制采用3段升温制度。
第1段：室温～900 ℃，升温速度10 ℃/min；第2段：900～1 020 ℃，升温速度3 ℃/min；第3阶段：＞1 020 ℃，升温速度5 ℃/min。
煤气成分及煤气流量控制条件见表2。
表2 铁矿石熔融滴落性能参考试验条件表检测项目包括试样分别收缩4%和40%时的温度t 4、t 40，压差开始陡升温度t s ，开始滴落温度t D ，最大压差△P max ，软化区间ΔT 软化=t 40- t 4 ，熔融区间ΔT熔化=t D -t s 等。
3 试验结果分析3.1 不同炉料的还原性铁矿石还原性是模拟炉料自高炉上部进入高温区的条件，用还原气体从铁矿石中排除与铁结合氧的难易程度的一种度量，高还原性的炉料是高炉冶炼的理想精料[3]。
不同炉料的还原度指数见表3。
表3 铁矿石还原性表3数据表明：烧结矿的还原性都比较好；球团矿中，国产球团的还原度指数RI低于进口球团。
显然，几种典型炉料还原性的基本规律大致为烧结矿优于球团矿，球团矿优于块矿，而进口块矿中印块优于海南块矿，海南块矿优于澳块和南非块。
其原因主要是不同炉料在结构上存在差异。
比较而言，结构致密的物质，气体由外向内扩散的阻力相对较大，其中心的还原难度增大，导致还原度指数下降。
从结构上来说，球团矿和块矿比烧结矿要致密得多，而块矿在结构上也一般要比球团矿致密。
因此，试验中块矿和球团矿的还原度指数比烧结矿要低。
海南块矿优于澳块和南非块，应该与海南块矿结构疏松、矿石内部孔隙率比较发达有关。
3.2 不同炉料的低温还原粉化性能铁矿石炉料进入高炉炉身上部温度在500～600 ℃，由于受气流冲击及炉料还原过程（Fe203—Fe3O4—FeO）发生晶形变化，导致块状含铁矿物的粉化，大量的粉末直接影响炉内气流分布和炉料顺行[4]。
低温还原粉化性的测定就是模拟高炉上部条件进行的，是评价炉料冶金性能的重要指标,不同炉料的低温还原粉化性能见表3。
从表3中可以看出：1）360 m2烧结矿的低温还原粉化指数RDI+3.15为64.6%，比90 m2烧结矿的RDI+3.1的75.34 %要低很多；从化学组成上来看，90 m2烧结矿的TFe比360 m2烧结矿高，而且FeO含量也比360 m2烧结矿高。
相对来说，90 m2烧结矿的Fe203含量就比360 m2烧结矿多，在低温还原过程中，还原气体与360 m2烧结矿Fe203接触的机会就相对比90 m2烧结矿Fe23中接触的机会要多，因晶型发生变化而带来的粉化现象就更严重；所以360 m2烧结矿比90 m2烧结矿的低温还原粉化指数要差一些。
2）加拿大球团的低温还原粉化指数RDI+3.15为3种球团矿中最高（96.7%），其大小顺序依次为舞球＜唐球＜水球＜加拿大球团。
3）印块低温还原粉化指数RDI+3.15为60.5%，是块矿中最低的；南非块为82.5%是最高的，澳块和海南块介于它们之间。
烧结矿、球团矿和块矿3类炉料的低温还原粉化指数基本的规律大致为：块矿与球团矿基本都高于烧结矿。
从高炉生产操作来说，如果炉料的低温还原粉化性能太差，会影响到高炉料柱的透气性，恶化炉况，影响高炉的顺行。
因此，低温还原粉化性能较差的块矿应该在高炉生产操作中尽量少用或不用；对于低温还原粉化很差的烧结矿，应采取适当的措施来抑制它的粉化。
根据国内外生产经验，安钢采取了喷洒卤化物（CaCl2）等措施来抑制其粉化，还原粉化率可降低30%～40%。
3.3 球团矿的还原膨胀性能由于Fe203—FeO时发生晶格转变，以及浮士体还原可能出现的铁晶须，使其体积膨胀。
一般说来，球团在高温还原由于Fe203还原成FeO时因产生晶型转变（晶体体积增大21%），均会导致球团体积增大，强度相应降低，也就是人们常说的“膨胀现象”。
如果球团矿体积膨胀不超过一定范围，高炉仍可以正常运行。
但是超过一定值后，高炉炉内透气性变坏，炉尘量显著增加，甚至产生悬料、崩料，导致高炉操作失常、生产率下降、焦比增高。
根据球团矿体积膨胀值的大小可以把膨胀分为正常膨胀（＜20%）、异常膨胀（20%～40%）、恶性膨胀或灾难性膨胀（＞40%）。
若发生异常膨胀或恶性膨胀，则还原过程中容易导致球团碎裂，直接影响炉料料柱的透气性和还原过程。
由试验结果可知，球团矿相对自由膨胀系数，舞球13.61，唐球12.37，加拿大球团14.32，水球12.89。
唐球自由膨胀系数最低，加拿大球团最高，但4种球团矿的还原膨胀率均在15%以下，属于正常膨胀，均符合高炉生产要求，不会给高炉顺行带来困难。
3.4 不同炉料的荷重软化及高温熔滴性能铁矿石的软化熔滴性能是衡量炉料在高炉内行为的一项重要指标。
它模拟炉料在高炉冶炼条件下软化、熔融、滴落的过程，熔滴性能表明了高炉软熔带的性质，在高炉冶炼过程中影响高炉的顺行，同时也影响高炉的冶炼指标[5]。
不同炉料的荷重软化及高温熔滴性能指数见表4。
从表4可以看出，高碱度烧结矿的软化开始温度比酸性球团矿要高；球团矿的软化区间比高碱度烧结矿和块矿都要窄，熔滴开始温度比高碱度烧结矿要低；360 m2烧结矿的最大压差最大，高达16.017 kPa。
高碱度烧结矿具有较好的熔滴性能，但烧结矿随着碱度的提高，渣相中高熔点矿物增加，亚铁含量减少，渣相熔化温度高，熔滴性能不理想。
唐球、加球和澳块具有较好的软熔性能，因而酸性球团矿和生块矿的冶金性能虽比烧结矿差，但熔滴性能好，能够与高碱度烧结矿搭配形成合理的综合炉料结构。
表4 单种铁矿石的荷重软化及熔滴性能表5是4组搭配不同比例烧结矿、球团矿及块矿的综合炉料的荷重软化及熔滴性能。
从表5可以看出，其熔滴性能均优于单一烧结矿，表现为软熔区间变小，最大压差值降低，其原因是由于高碱度烧结矿与球团矿搭配以后，球团矿良好的还原性和烧结矿高熔点渣相，使开始熔融温度升高，熔滴终了温度略有降低，导致整个软熔带的位置下移。
另外，综合炉料结构的FeO含量低，改善了还原性。
对于高炉生产操作来说，较高的软化温度、较窄的软熔带、较高的熔滴温度是比较理想的状态。
表5 综合炉料的荷重软化及熔滴性能4 结论4.1 在选择高炉合理炉料结构时，不应只关注单一炉料的冶金性能，应当更重视高炉内高温区块矿、球团矿与烧结矿的高温相互作用，把综合炉料的冶金性能作为优化配料的重要指标加以考虑。