高炉冶炼学

1．影响高炉软熔带形状的因素有哪些？

答：根据高炉解剖研究及矿石的软熔特性，软熔带形状与炉内等温线相适应，而等温线又与煤气中CO2分布相适应。在高炉操作中炉喉煤气CO2曲线形状主要靠改变布料制度调节，其次是受送风制度影响。因此，软熔带的形状主要是受装料制度与送风制度影响，前者属上部调剂，后者属下部调剂，对正装比例为主的高炉，一般都是接近倒V 形软熔带；对倒装为主或全倒装的高炉，基本上属V形状软熔带；对正、倒装各占一定比例的高炉，一般接近W形软熔带。

2．高炉冶炼过程中铁水含P、Cu能否控制？为什么？

答：在高炉的冶炼过程中不能控制铁水中的P、Cu。原因是根据化学热力学的基本原理，通过查看多种氧化物的氧势图可知：Cu极易被CO所还原，因此在高炉的条件下Cu几乎100%被还原为金属态，可溶入液态Fe中形成合金。而P在较高温度下可被固体C还原，其还原反应的开始温度大约是870ºC，所以，P在高炉中几乎100%还原。

3．高炉中降低rd的措施有哪些？

答：生产中采用降低r d的主要措施有：高压操作、高风温、富氧、喷吹燃料及加入精料等。

压力对还原的影响是通过压力对反应CO2+C=2CO的影响体现的，压力的增加有利于反应向左进行，有利于的CO2存在，这就有利于间接还原的进行。

富氧对间接还原发展有利的方面是炉缸煤气中CO浓度的提高与氮含量降低。

喷吹燃料以后，改变了铁氧化物还原和碳气化的条件，炉内温度变化使焦炭中的碳与CO2发生反应的下部区温度降低，而氧化铁间接还原的区域温度升高，这样明显有利于间接还原的发展和直接还原度的降低。

由于精料是使用高品位、低渣量、高还原性、低FeO的自熔性富矿，这有助于间接反应的进行。

4．为什么高压操作的高炉有利于降低焦比和炉况顺行？

答：高炉采用高压操作后，使炉内煤气流速降低，从而减小煤气通过料柱的阻力可使炉况顺行。

如果维持高压前煤气通过料柱的阻力，则可获得增加产量的效果，并且减少炉尘吹出量，所以根据焦比的公式可知，高压操作可降低焦比。

5．为什么铁水含[Si]可作为炉热状态的标志？

答：由于Si还原是强吸热反应，一般还原出1kgSi需热量约相当于从FeO中荒原出1kgFe所需的热量的8倍。所以生铁中含Si量愈高，炉温也升高，生产中常以生铁含Si的高低来反应炉温变化。

6．影响焦比的因素有哪些？

答：焦比是指冶炼每吨生铁消耗的干焦（或综合焦炭）的千克数：

影响焦比的因素主要有入炉品位，精料的使用，直接还原度，以及利用煤气的热能和化学能的状况；高炉采用的改进操作制度，如是否采用高压操作，喷吹燃料，高温风，高富氧等技术在改变焦比方面有重要的影响。

7 ．影响炉渣粘度的因素有哪些？

答：对于均相的液态炉渣来说，决定其粘度的主要因素是成分及温度。而在非均相状态下，固态悬浮物的性质和数量对粘度有重大影响。

温度降低到一定值后，粘度急剧上升称为“短渣”；随温度下降粘度上升缓慢者称为“长渣”。高炉渣多为短渣。

渣成分对粘度影响的一般规律是，酸性渣虽然熔点不高，但在过热度相当大的区间内粘度都很大。随碱性物的加入粘度降低。

8 ．影响S 分配系数（L S）的因素有哪些？

答：由炉渣去硫的基本反应式：

[FeS]+(CaO)=(CaS)+(FeO)

得硫的分配系数Ls的表达式：

从上式可知：Ls与温度、炉渣碱度、炉渣氧势以及铁液中硫的活度系数有关。

当提高温度、炉渣碱度、、或降低渣氧势，可提高硫的分配系数Ls。

9．炉缸热制度主要受哪些因素影响？

答：（1）原燃料性质变化

主要包括焦炭灰分、含硫量、焦炭强度、矿石品位、还原性、粒度、含粉率、熟料率、熔剂量等的变化。

矿石品位提高1％，焦比约降低2％，产量提高3％。

烧结矿中FeO含量增加l％，焦比升高l．5％。

矿石粒度均匀有利于透气性改善和煤气利用率提高。

焦炭含硫增加0．1％，焦比升高l．2％～2．0％；灰分增加l％，焦比上升2％左右。随着高炉煤比的提高，还应充分考虑煤粉发热量、含硫量和灰分含量的波动对热制度的影响。

（2）冶炼参数的变动

主要包括冶炼强度、风温、湿度、富氧量、炉顶压力、炉顶煤气CO2含量等的变化。

调节风温可以很快改变炉缸热制度。喷吹燃料会改变炉缸煤气流分布。

风量的增减使料速发生变化，风量增加，煤气停留时间缩短，直接还原增加，会造成炉温向凉。装料制度如批重和料线等对煤气分布、热交换和还原反应产生直接影响。

（3）设备故障及其他方面的变化

下雨等天气变化导致入炉原燃料含水量增加、入炉料称量误差等。

高炉炉顶设备故障，悬料、崩料和低料线时，炉料与煤气流分布受到破坏，大量未经预热的炉料直接进入炉缸，炉缸热量消耗的增加使炉缸温度降低，炉温向凉甚至大凉。冷却设备漏水，导致炉缸热量消耗的增加使炉缸温度降低，造成炉冷直至炉缸冻结。

10．炉渣中Al2O3高时炉渣有何影响？如何解决？

答：随着高炉炼铁原料中外矿比例的增加，其Al2O3的含量不断提高,炉渣中的含

Al2O3量也随之提高，引起炉渣粘度增加、使炉渣的流动性变差、脱硫能力下降。

为了使高Al2O3含量条件下高炉冶炼能够顺利进行，应调整炉渣的碱度保持适度，以确保在正常高炉操作条件下炉渣能够充分熔化，避免炉缸冻结事故的发生。

为了解决高Al2O3含量渣系粘度大、脱硫能力低的问题，应着眼于调整炉渣的组成。通过高Al2O3含量炉渣中添加MgO的适宜渣系组成，

可以提高炉渣的脱硫能力，原因是由于MgO属于碱性物质，在熔融状态下将发生如下离解反应：

上述反应的存在提高了熔渣中自由氧阴离子的浓度，有利于炉渣脱硫。根据CaO?SiO2?Al2O3?MgO四元渣系的等粘度图，可以看出在碱度等一定的前提下，适当提高渣中MgO含量有利于降低炉渣的粘度。

11 ．炉墙结厚与炉渣是否有关？为什么？

答：有关。