高炉冶炼的强化及节焦措施
作者：佚名发布时间：1970-01-01
高炉强化 即提高高炉利用系数，增加产量，尽力降低燃料比。具体措施有：
使用精料 使用精料是高炉高产、优质、低耗的基础。提高入炉的矿石品位，将有效地减少熔剂用量和降低渣量，既能降低高炉冶炼能耗，又可改善料柱透气性。入炉矿石品位每提高1％，约可降低焦比1.5～2.0％,提高产量2.5～3.0％。
使用熟料 使用熔剂性烧结矿或球团矿，可大幅度提高矿石还原性能和软化温度，减少低温还原粉化率和熔剂用量，从而提高高炉中CO的利用率，节约能耗。此外还有利于改善造渣过程，促进高炉热制度的稳定和炉况顺行。根据中国一些炼铁厂的经验，每提高 1％熟料比，约可节约燃料2～3公斤／吨生铁。
改善烧结矿强度及高温冶金性能 筛除粒度小于5毫米的矿粉，控制入炉矿石粒度和按粒度分级入炉，可以有力地改善炉料透气性和煤气分布均匀性，有利于强化冶炼。稳定原料成分可稳定高炉冶炼，改善生铁质量。改善烧结矿（球团矿）的还原性，提高软化温度，改进熔滴性能，对节约能耗、提高产量都很有效。
提高焦炭质量 降低焦炭灰分，每降低1％,可降低焦比1.5～2.0％，提高产量2.5～3.0％。降低焦炭含硫量有利于降低炉渣碱度，减少熔剂用量，降低焦比，提高生铁质量。提高焦炭强度和减少入炉焦粉量，可改善料柱透气性，对大型高炉更为重要。
改进高炉送风 适当较大的风量，即冶炼强度较高，可以增产。特别当冶炼强度过低时，增大煤气流速，可改善气流在炉料中的分布和扩散过程，从而改进气、固相之间的还原和传热，减少高炉热损失，焦比也随之降低；但是当煤气流速超过一定限度，不能与料柱透气性相适应时，将破坏煤气的正常分布和高炉顺行。目前高炉冶炼强度一般在0.9～1.1吨／（米3·日)之间，必须根据实际情况选用最合宜的冶炼强度(见高炉炼铁)，达到既增产又节焦。提高风温可增加鼓风带入高炉内高温区的热量，降低燃料消耗，减少煤气带走的热量。高炉喷吹燃料时，为了提供补偿热，更需提高风温。
富氧鼓风 即提高鼓风中含氧量，能提高冶炼强度和炉缸燃烧温度，增加煤气中CO的浓度，减少每吨铁的煤气量并降低炉顶煤气温度，有利于提高产量和降低焦比。特别在高炉大量喷吹燃料时，为使喷吹燃料更好燃烧，提高置换比(每单位喷入燃料可置换焦炭量的比值)，更需用富氧鼓风。其缺点是减少单位生铁的鼓风量的同时，也减少了鼓风带入的热量，所以富氧超过一定程度时，会引起焦比升高。此外，目前制氧成本较高，必须全面考虑各项因素来确定鼓风中适宜的含氧量。
控制风中水分 采用蒸汽鼓风，以适当增加并稳定风中水分，有利于高炉顺行，但不利于能量利用。高炉喷吹燃料后采用脱湿送风，除去风中大部分水分，并保持稳定。这样有利于稳定炉况和利用炉缸热能，可以扩大燃料喷吹量，更有效地降低焦比。
高压操作 借助安装在煤气管道中的高压阀组，提高炉内煤气的压力，缩小煤气体积，降低煤气流速，减少煤气对料柱的阻力,能促进高炉顺行,有利于进一步提高冶炼强度，同时还能增加煤气在高炉中的停留时间和减少炉尘损失。70年代大多采用0.7～3大气压操作，通常炉顶压力每升高0.1公斤力／厘米2，约可增产2～3％，降低焦比0.5％左右。
高炉喷吹燃料 从风口直接把辅助燃料吹入炉缸，代替部分风口前燃烧的焦炭,以降低焦比,强化冶炼。高炉可以喷吹的燃料分液体（重油、轻油、原油、焦油及沥青等）、固体(无烟煤、烟煤、焦粉等)和气体（天然气、焦炉煤气以及炉身喷吹用还原性气体等）三类。中国主要喷吹煤粉。高炉喷吹燃料产生以下后果：
① 焦比大幅度降低 中国首都钢铁公司1号高炉1966年通过富氧和提高风温，油、煤喷吹量达入炉燃料量的45％，焦比月平均366公斤／吨铁,目前中国多数高炉每吨铁喷煤 60～120公斤。焦比降低的主要原因是燃料中的碳代替了风口前燃烧焦炭的碳量；燃料中含有H2（如重油含H2达10～12％），促进高炉内的还原。
② 要求热补偿 喷入高炉的燃料在风口前是冷的。在燃烧前汽化分解时要消耗部分热量，使炉缸温度降低（冷化作用），必须提高风温来补偿。此外，喷吹燃料可促进富氧鼓风。苏联喷吹天然气的高炉鼓风含氧可富化到30％以上。
③ 促进高炉顺行可用来调节炉况 高炉喷吹燃料后炉缸中心气流增强，温度提高，风口平面上沿半径温度梯度减小，炉缸工作更均匀。但如喷吹量超过一定限度，中心过吹，则会破坏顺行。遇此情况应采取上部调节，加重中心负荷；下部调节，扩大风口直径，缩短风口长度；以及富氧鼓风等措施。利用改变喷吹量可调节炉况：当炉况向凉时，加大喷吹量；炉况向热时，减少喷吹量。但炉况已凉或已热后则不宜采用。高炉刚开始喷吹燃料，由于“冷化作用”,炉温不高；几小时后,预还原的炉料进入炉缸，炉温又逐渐升高。这段凉热变化期称为“热滞后”时间，可作调节炉况的依据。
④ 较高压差操作 由于喷吹燃料产生的煤气量比被替代的焦炭产生的多，使煤气的浮力增加，加之喷吹燃料后焦比降低，料批中焦炭比例减少，都使料柱阻力增大，压差升高（在高炉顺行前提下，压差略高，仍可维持正常生产）。为了扩大喷吹量，防止压差过高，可提高矿石品位，改善炉料粒度组成，提高炉顶压力，采用富氧鼓风等措施。
⑤ 改善生铁质量 如喷入燃料含硫量低于焦炭，则生铁质量一般有所改善。另外，喷吹燃料后炉缸工作均匀，炉渣脱硫能力升高，也可改善生铁质量。喷吹煤粉时应注意选用低硫煤。中国高炉大部喷吹煤粉，有成熟的经验。喷吹量大，可利用多煤种。工艺上有高压和常压两种流程，前者是在喷吹罐内充以高压气体。喷吹煤粉时必须考虑防爆安全措施。
