炼铁实践高炉操作的思考与感悟

1 高炉喷煤的畅想

1．1 高炉喷煤的发展

1．2 高炉喷煤的作用

1．3 高炉喷煤的极限问题

1．4 当前风口喷煤的限制

1．5 改进煤粉燃烧区域的设想

1．5．1 改进依据

1．5．2 设计方案

1．5．3 设计图

1．5．4 气化室内理论燃烧温度的计算

1．5．5 改进后的工艺特点

1．5．6 该设想的问题

1．6 结语

2 实现合理高风温

2．1 风温合理性的由来及生产实例

2．1．1 热风炉的作用

2．1．2 利用煤气利用率判断炉况变化的实例

2．1．3 合理高风温想法的形成

2．1．4 煤气利用率与燃料比及风温间的关系

2．1．5 掺烧焦炉煤气烧炉对3号高炉的影响

2．1．6 对高风温措施的建议

2．1．7 结论

2．2 相关论点的论证

2．2．1 理论计算

2．2．2 实施方案

2．2．3 问题讨论

2．2．4 结论

3 高炉的均匀性问题

3．1 3号高炉炉身不均匀侵蚀及综合维护

3．1．1 3号高炉炉身结构

3．1．2 生产中面临的难题

3．1．3 采取的措施主要有以下几个方面

3．1．4 炉身不均匀侵蚀实际状况

3．1．5 结语

3．2 炉喉钢砖部分脱落后3号高炉的异常变化

3．2．1 炉喉钢砖的作用

3．2．2 高炉出现的异常状况

3．2．3 原因寻找

3．2．4 钢砖部分脱落对高炉产生的影响

3．2．5 处理措施

3．2．6 结论

3．2．7 感悟及意义

3．3 影响3号高炉周向不均匀性的主要根源

3．3．1 3号高炉一代炉龄生产的总体情况

3．3．2 铁口布置的观点形成

3．3．3 铁口布局影响高炉边缘煤气流分布的原因

3．3．4 渣铁不均匀排出对3号高炉产生的影响

3．3．5 减小边缘煤气流分布不均的措施

3．3．6 效果

3．3．7 结语

3．4 高炉非均匀性理论

3．4．1 当前高炉的不均匀因素

3．4．2 渣铁排出对周向料柱透气性的影响

3．4．3 料柱透气性对高炉原料入炉、煤气排出及其他方面的影响

3．4．4 渣铁排放对高炉均匀性影响的长期性

3．4．5 高炉非均匀性理论

3．5 非均匀性理论的应用

3．5．1 非均匀性理论的日常应用

3．5．2 串罐与并罐优劣的比较

3．5．3 风口测压的应用

3．6 高炉改进

3．6．1 关于高炉结构讨论及改进的必要性

3．6．2 关于理想铁口布置的设想

3．6．3 技术方案

3．6．4 具体实施方式

3．6．5 预期效果

3．6．6 高炉改进的意义

3．6．7 理想中的高炉炼铁系统

4 高炉上部制度及炉况调整

4．1 上部制度的作用

4．2 上部制度调整原则

4．3 炉况调整常见状况及推荐方法

4．3．1 过分关注上部制度，易忽略其他因素

4．3．2 立足点降低．难以总体把握

4．3．3 意见不一，造成炉况反复波动

4．3．4 实际体会

4．4 关于高炉炉况分析

4．4．1 抓住主要参数。分清主次

4．4．2 下部制度是基础，渣铁排放是根本

4．4．3 没有规律，波动正常

4．4．4 出现异常，给出解释

4．4．5 遵照规律，合理把控

4．4．6 坚持“三看”，准确判断

5 高炉调节手段的应用与思考

5．1 高炉几项调节手段的思考

5．1．1 风温

5．1．2 顶压

5．1．3 富氧

5．1．4 加湿

5．1．5 鼓风动能

5．2 对高炉几点做法的思考

5．2．1 高炉槽下卸料方式

5．2．2 起始布料程序

5．2．3 装料顺序

5．2．4 全炉压力损失

6 高炉筑炉

6．1 要有炉役后期护炉经历

6．2 要有认真负责追求完美的理念

6．3 影响筑炉质量的因素

6．4 筑炉过程中把握的关键环节

6．4．1 炉身冷却壁勾缝

6．4．2 炭砖砌筑

6．4．3 电偶埋设

6．4．4 炉缸冷却壁勾缝

6．4．5 环缝捣打

6．4．6 痕迹化管理

附录

附录1 梅钢5号高炉筑炉日志

附录2 梅钢3号高炉基本资料

参考文献2100433B

《炼铁实践 高炉操作的思考与感悟》是作者在长期的高炉炼铁实践中，对遇到的一些特殊炉况，通过细致观察并进行积极的探寻，获得的一些有意义的结果。此外，对高炉制度调整等方面进行反思．提出看法。《炼铁实践 高炉操作的思考与感悟》内容包括喷煤、风温、高炉均匀性问题、高炉调整建议、做法以及高炉筑炉方面的质量控制和现场管理心得。

《炼铁实践 高炉操作的思考与感悟》可供高炉操作管理人员、教学人员、工程设计人员阅读参考。

高炉炼铁高炉炼铁现状

中国的高炉炼铁行业以近于饱和，尽管有着世界最高的产量，但不论是生产成本还是经济收益都差于世界水平，从而导致在世界市场的竞争力不足，对高炉炼铁的可持续发展铺满障碍。其中先进的高炉炼铁厂与落后的高炉炼铁厂共存，并且中小型高炉过多，存在着不符合规定的高炉炼铁厂，在生产上无法做到低成本、低消耗、低污染，无视市场的饱和状态，最终导致供大于求，成品低廉。由于这种不良的市场环境，使得中国的高炉炼铁在环保能源问题上存在缺陷。而我国也作出了相应的对策：为化解过剩的产能，在 2016 年各种政策方案相继颁布，大力推进供给侧结构性改革，使钢铁价格稍有回升，不过并未能解决产量过剩这一问题，在经济收益上稍有改观，根本问题却依然存在。

高炉炼铁技术指标

由我国的行业标准规定大于 4000m3高炉为大型高炉，而大型高炉生产率是小型高炉的数倍，所以我国的大型高炉为高炉炼铁技术起到了带动作用。在其中大高炉的平均炉容约为 4568.75m3，平均利用系数约为 2.085t/(m3.d). 大高炉的平均焦比与

煤比分别为 349.4kg/t、159.76kg/t，平均富氧率为 3.36%。由于中国的矿石品位较低，因此为保证大型高炉的稳定性，大多采用外国进口的原料，其中烧结矿、球团矿和块矿的比例为约为 71.5%、19.7%、8.7%。我国包括中小型高炉在内的燃料比为 539.72kg/t 焦比和煤比分别为 361.02kg/t、141.72kg/t，风温为 1153.96℃。而国外先进水平的燃料比均低于 500kg/t。

内容简介

在钢铁工业中，炼铁系统是资源消耗、能源消耗及污染物排放的“大户”。要全面贯彻《国家钢铁产业发展政策》和“高效、优质、低耗、长寿、环保”的炼铁方针，高炉工艺设计必须积极推行可持续发展和循环经济理念，提高环保和资源综合利用水平。为此，设计大师项钟庸等炼铁专家、教授合作，在编写国家标准《高炉炼铁设计工艺规范》工作的基础上，编著了《高炉设计——炼铁工艺设计理论与实践》一书。全书分16章共120万字，分别介绍了炼铁工业的发展现状和可持续发展的保障条件，精料要求和降低资源、能耗以及强化冶炼的对策、措施和途径，工艺计算，设备设计和选择以及长寿的条件和措施，炉渣、煤气等二次资源、能源的综合利用以及自动化技术等。书中结合审定中的《高炉炼铁工艺设计规范》，在阐述和总结高炉工艺设计，包括硬件和软件，包括操作设计和设备、结构设计等方面的理论和经验的基础上，介绍了我国高炉工艺设计的大量科学试验和工程实践，并且观点鲜明地介绍了迄今尚未得到炼铁界公认的新观点、新理论、新指标和新方法。书中内容既是对新《规范》的阐释和补充，可以作为执行新《规范》的参考书或培训用书；更是站在新的发展高度上对高炉设计和生产经验的系统总结，也可以供广大工程技术人员、研究人员和师生参考。2100433B

第一章 高炉炼铁基础 1

第一节 高炉炼铁生产概述 1

一、生铁的定义和种类 1

二、高炉炼铁工艺流程 1

三、高炉的主要设备及作用 1

四、高炉生产的特点 4

五、高炉生产的产品及应用 4

六、高炉经济技术指标 5

第二节 炼铁车间概述 6

一、炼铁车间设计 6

二、高炉本体设计 7

三、高炉内型设计 13

四、高炉用耐火材料 16

五、高炉冷却设备 27

六、炼铁车间原、燃料供应系统 43

七、炉顶装料系统 51

八、送风系统 61

九、渣铁处理系统 74

第三节 高炉冶炼基本原理 90

一、炉料在炉内的物理化学变化 91

二、直接还原与间接还原的比较 96

三、高炉炉渣与脱硫 98

四、影响燃烧带大小的因素 105

五、炉料运动 111

六、非正常情况下的炉料运动 114

第二章 高炉用原、燃料 121

第一节 高炉用铁矿石 121

一、高炉对铁矿石的要求 121

二、铁矿石的评价标准 121

第二节 高炉用熔剂 123

第三节 高炉用燃料 123

一、焦炭在高炉中的作用 123

二、高炉对焦炭质量的要求 124

第四节 高炉用原、燃料技术标准 124

第三章 高炉操作及事故处理 125

第一节 正常炉况 125

一、正常炉况的标志 125

二、正常炉况时的操作 125

第二节 炉况失常的处理 137

一、亏料线 137

二、中心过重、中心过吹 138

三、管道行程 139

四、偏料 140

五、炉凉、炉热 140

六、连续塌料 142

七、悬料 142

八、炉墙结厚 143

第三节 炉缸堆积 144

一、炉缸堆积原因 144

二、炉缸堆积处理方法 145

三、利用上、下部调剂,处理炉缸堆积 145

四、减少慢风、停风及漏水 146

五、严重堆积时用锰矿洗炉 146

六、改善渣、铁流动性 147

第四节 炉缸、炉底烧穿事故的处理和预防 148

一、炉底烧穿的处理 148

二、炉缸烧穿的处理 148

三、炉缸、炉底烧穿的预防 148

第四章 高炉特殊操作 150

第一节 高炉开炉、烧炉、装料 150

一、烘炉 150

二、装料 152

三、点火 154

四、开炉送风制度 154

第二节 高炉停炉 155

第三节 高炉封炉 157

第四节 短期休风与送风 158

第五节 长期休风与送风 159

第六节 高炉事故处理 161

一、鼓风机突然停风 161

二、突然停电 161

三、突然停水 162

第五章 炉前操作与事故处理 163

第一节 炉前操作任务和指标 163

一、炉前操作对高炉冶炼的影响 163

二、炉前工作平台 163

三、高炉炉前操作指标 164

第二节 铁口的构造与维护 166

一、出铁口的构造和工作条件 166

二、铁口的维护 168

第三节 出铁操作 172

一、打开出铁口时间 172

二、打开出铁口方法 172

三、出铁操作 173

四、开铁口 174

第四节 出铁事故及处理 175

一、铁口工作失常 175

二、铁口孔道偏移 177

三、铁口泥套潮湿出铁时发生爆炸 178

四、泥套破损后堵不上铁口 178

五、潮铁口出铁事故 178

六、开炉时铁口事故及处理 179

第五节 泥炮操作与事故处理 179

一、堵铁口及拔炮作业程序 179

二、泥炮的事故 181

第六节 撇渣器操作 181

一、撇渣器的构造 181

二、撇渣器的操作及注意事项 182

三、撇渣器的各类事故 182

第七节 渣口操作与事故处理 184

一、渣口装置 184

二、放渣时间的确定 185

三、放渣操作 185

第六章 高炉炼铁操作案例 189

一、无水炮泥与高炉操作要“般配” 189

二、如何避免高炉炉缸烧穿事故发生 191

三、高炉炉况失常的表现及处理 193

四、高炉碱金属的危害及防治 200

五、高炉开炉 207

六、高炉溜槽脱落原因及对策 219

七、高炉炉墙结厚及对策 224

八、高炉锌的危害及预防措施 226

九、炉缸侵蚀处理与有效补炉操作 229

第七章 高炉炼铁安全生产 233

第一节 高炉炼铁生产主要危险及安全措施 233

一、高炉炼铁生产特点 233

二、炼铁生产主要危险因素 233

三、炼铁高炉煤气作业区域分类 233

四、炼铁生产主要事故类别和原因 234

五、供上料系统的主要危险和安全措施 234

六、供上料系统的安全操作要点 235

七、煤粉喷吹系统安全技术措施 235

八、炉顶装料系统的安全技术规定 236

九、无料钟炉顶安全技术规定 237

第二节 高炉安全操作注意事项 237

一、休风(或坐料)应遵守的规定 237

二、停炉的安全操作规定 238

三、停电事故处理应遵守的规定 238

四、停水事故处理注意事项 238

五、富氧鼓风安全技术要求 239

六、热风炉安全技术要求 239

七、渣、铁处理安全技术要求 240

八、摆动溜嘴操作安全技术要求 241

九、渣、铁罐使用安全要求 242

十、水冲渣安全要求 242

十一、高炉作业预防煤气事故措施 243

第三节 高炉设备安全检修 243

一、高炉设备检修的安全注意事项 243

二、炉顶设备检修应遵守的安全规定 244

三、热风炉检修应遵守的安全规定 245

四、除尘器检修应遵守的安全规定 245

五、铁水罐检修的安全注意事项 246

六、炼铁厂主要安全事故及预防措施 246

七、高炉煤气TRT发电装置安全要求 246

参考文献 247 2100433B