第二章 高炉炼铁原料和燃料
2.1 铁矿石
2.1.1 铁矿石的分类及主要特性
铁矿石可分为天然铁矿石和人造富矿两种。天然铁矿 石目前自然界发现的有300多种矿物，最常见的主要是以 下四类：
（1）磁铁矿。化学式位Fe3O4，具有强磁性，结构致密， 晶粒细小，颜色及条痕均为黑色，脉石的主要成分主要是 石英和硅酸盐。磁铁矿种含有TiO2及V2O5等组成的复合矿 被称为钛磁铁矿或钒钛磁铁矿。自然界中纯磁铁矿很少， 由于地表氧化作用部分磁铁矿氧化为赤铁矿，但仍残留着 磁铁矿的晶格及外形，故称为假象磁铁矿。
1.2 高炉本体及高炉系统
1.2.1高炉本体。
高炉本体由上至下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹和炉缸构成。
炉喉：高炉本体的最上部分，呈圆筒形。炉喉既是炉料的加 入口，也是煤气的导出口。它对炉料和煤气的上部分布起控 制和调节作用。炉喉直径应和炉缸直径、炉腰直径及大钟直 径比例适当。炉喉高度要允许装一批以上的料，以能起到控 制炉料和煤气流分布为限。
5、一代炉龄：高炉点火开炉到停炉大修历经的时间（与 耐材砌筑、有关）。延长炉龄是提高高炉总体经济效益的 重大课题，大高炉炉龄要求达到10年以上，国外最长寿的 达20年以上。
思考题 1、高炉炼铁工艺流程是怎样的？ 2、高炉本体包括哪几部分？ 3、高炉出本体外各系统及其作用？ 4、高炉冶炼技术经济指标有哪些？含义？
6、煤气处理系统。包括煤气上升管、下降管、重力除尘器、 布袋除尘器、静电除尘器。本系统的任务是将炉顶引出的 含尘很高的荒煤气净化成合乎要求的净煤气。
钟ห้องสมุดไป่ตู้炉顶和无钟式炉顶
图 6 并罐式无钟炉顶装置示意图 1—皮带运输机；2—受料漏斗；3—上闸门； 4—上密封阀；5—储料仓；6—下闸门； 7—下密封阀；8—叉型漏斗；9—中心喉管； 10—冷却气体充入管；11—传动齿轮机构； 12—探尺；13—旋转溜槽；14—炉喉煤气封盖； ； 17—料仓支撑轮；18—电子秤压头； 19—支撑架；20—下部闸门传动机构； 21—波纹管；22—测温热电偶；23—气密箱； 24一更换滑槽小车；25一消音器
3、送风系统。包括鼓风机、热风炉、热风总管，送风支管。 本系统的任务是把从鼓风机房送出的冷风加热并送入高炉。
4、喷吹系统。包括磨煤机、集煤罐、储煤罐、喷煤罐、混 合器和喷枪。本系统的任务是磨制、收存和计量后把煤粉 从风口喷入高炉。
5、渣铁处理系统。包括出铁厂、泥炮、开口机、铁水罐、 水渣池等。本系统的任务是定期将炉内的渣铁出净，保证 高炉连续生产。
1、上料系统。上料设备系统包括贮矿场。贮矿槽、槽下 漏斗、槽下筛分、称量和运料设备、向炉顶供料设备（有 皮带上料机和料车上料机之分）。其任务是将高炉所需原 燃料，按比例通过上料设备运送到炉顶受料漏斗中。
2、装料系统。装料设备一般分为钟式、钟阀式和无钟式三 类。比较先进的高炉一般采用无钟式装料设备系统。本系 统的任务是均匀地按工艺要求将上料系统运来的炉料装入 炉内。
2、焦比、煤比、综合焦比、燃料比 : 焦比就是冶炼一吨生铁 消耗的干焦量 。K=Q（每昼夜干焦用量）/P （现主要核算 综合焦比）；煤比就是冶炼一吨生铁喷吹的煤粉量；综合 焦比是指冶炼一吨生铁所喷吹的煤粉量乘上置换比折算成 干焦量再与冶炼一吨生铁消耗的干焦量相加；燃料比就是 冶炼一吨生铁消耗的燃料量之和。
炉身：高炉铁矿石间接还原的主要区域，呈圆锥台简称圆台 形，由上向下逐渐扩大，用以使炉料在遇热发生体积膨胀后 不致形成料拱，并减小炉料下降阻找力。炉身角的大小对炉 料下降和煤气流分布有很大影响。
炉腰：高炉直径最大的部位。它使炉身和炉腹得以合理过 渡。由于在炉腰部位有炉渣形成，并且粘稠的初成渣会使 炉料透气性恶化，为减小煤气流的阻力，在渣量大时可适 当扩大炉腰直径，但仍要使它和其他部位尺寸保持合适的 比例关系，比值以取上限为宜。炉腰高度对高炉冶炼过程 影响不很显著，一般只在很小范围内变动。
高炉炼铁工艺
第一章 高炉炼铁简述
1.1 高炉炼铁工艺流程
高炉炼铁生产是冶金(钢铁)工业的主要环节，高炉炼铁工 艺就是利用焦炭不完全燃烧产生的一氧化碳将铁矿石中的 铁以生铁形式还原出来的一种工艺流程。具体概括就是铁 矿石、焦炭和熔剂等固体原料按一定配料比由炉顶装料装 置分批送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度，焦炭和 矿石在炉内形成交替分层结构，矿石料在下降过程中与风 口上升的煤气相遇，逐步被还原、熔化成铁和渣，聚集在 炉缸中，定期从铁口、渣口放出，炉顶产生的煤气经除尘 系统进入净煤气管网。 高炉生产是连续进行的，一代高炉 （从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。
炉顶布料
1.3 高炉主要技术经济指标
1、有效容积利用系数: 每立方米高炉有效容积一昼夜生产 的 生 铁 吨 数 。 它 是 衡 量 高 炉 生 产 强 化 程 度 的 指 标 。 ηv=P （高炉昼夜产铁量）/Vu（高炉有效容积） t/（m3.d） ） 我国高炉有效容积系数一般为1.8～2.3 （t/m3.d），高的 达到3.0 t/（m3.d）
炉腹：高炉熔化和造渣的主要区段，呈倒锥台形。为适应 炉料熔化后体积收缩的特点，其直径自上而下逐渐缩小， 形成一定的炉腹角。炉腹的存在，使燃烧带处于合适位置， 有利于气流均匀分布。炉腹高度随高炉容积大小而定，但 不能过高或过低，一般为3．0～3．6m。炉腹角一般为 79～82 ；过大，不利于煤气流分布；过小，则不利于炉料 顺行。
3、冶炼强度、综合冶炼强度: 冶炼强度指每昼夜每立方米 高炉有效容积消耗的干焦量I=Q/Vu （反应焦碳的燃烧能 力）；综合冶炼强度是指每昼夜每立方米高炉有效容积消 耗的燃料量（折算成干焦）。
4、休风率:高炉休风停产时间占规定日历作业时间（日历 时间减去计划大中修时间和封炉时间）的百分比（一般控 制在2%以内）。它是衡量高炉设备管理水平、维护水平和 操作水平的重要指标。降低休风率是高炉增产节焦的重要 途径。
炉缸：高炉燃料燃烧、渣铁反应和贮存及排放区域，呈圆
筒形。出铁口、渣口和风口都设在炉缸部位，因此它也是 承受高温煤气及渣铁物理和化学侵蚀最剧烈的部位，对高 炉煤气的初始分布、热制度、生铁质量和品种都有极重要 的影响。
1.2.2 高炉系统
高炉系统除了高炉本体外，一般还包括六大系统，即上料 系统、装料系统、送风系统、喷吹系统、渣铁系统和煤气 处理系统。