【毕业设计】高炉长寿技术的探讨

碱金属主要是以硅酸盐的形态存在，由原燃料带人高炉，当炉料下达高温区或炉缸时，碱金属被还原，消耗大量的热量，使燃耗增加。

碱金属粘附于炉衬上，既导致高炉结瘤，影响高炉布料，破坏煤气流分布，易塌料悬料，也使炉壳热流强度降低，又破坏砖衬。

碱金属不断循环富集，最终导致炉内碱金属不断增加，对高炉的危害越来越严重。

铅的危害铅主要由矿石带人，在矿石中常以硫化物存在如方铅矿，烧结过程中很难排除，铅在高炉中几乎全部被还原，密度高达∕，比铁的密度∕大，熔点很低，沸点为，在高温区部分气化进入煤气，上升到低温时被氧化为氧化铅随炉料下降，在炉中形成循环富集，沉于死铁层之下，容易引起炉底砖上浮，破坏炉底砖缝，有可能会造成炉底烧穿。

降低高炉内有害元素的措施为延长高炉寿命，必须尽可能的降低碱金属在原燃料中的含量，降低碱金属在高炉内的影响，可采取以下措施。

减少有害元素的入炉量。

制定严恪的原燃料采购标准，尽可能采用含有害元素较低的原料。

原料碱金属含量较高时，对原料进行脱碱，减少焦沫及矿沫的入炉，烧结矿和球团矿中的碱金属可以用氯化焙烧的方法将其分离出来，氯化钙加入烧结矿和球团矿中，能够将其中的碱金属变成相应的氯化物如氯化钠和氯化钾，生成物的熔点很低分别是和，沸点也低和，对烧结矿和球团矿的脱碱是有利的，脱碱产物会沉积在废气流经的各种设备上，要注意对这些设备进行定期整理，防止管道结瘤和腐蚀管道。

高炉排出碱金属的主要渠道是炉渣，控制好炉渣碱度。

通过降低炉渣碱度到之间，炉渣流动性良好，对排碱有利。

提高渣中含量，能够降低渣中的活度，从而提高排碱率，渣中含量增加，渣中碱金属氧化物含量增加，有利于碱金属从炉渣中排出，渣中适当增加含量，既利于改善渣的流动性又有利于排碱控制煤气流分布，在高炉冶炼中，煤气量大，温度高的地方炉料的含碱量也高。

限于旧的操作观念，为了防止炉墙粘结和保证风量，采取开放两道气流的装料制度，边缘轻负荷，中心加焦，矿石大量分布在中间环带，边缘气流较大，炉衬的侵蚀较为严重，为了压制边缘，应打开中心气流，增加富氧和适当提高鼓风动能，提高风温，装料制度逐步向重边缘放中心的方向转变，使高炉气流得到很好的控制，有效地保证了中心气流强劲，边缘稳定。

这样可减少边缘气流分布，减少碱金属对炉衬的侵蚀。

适当降低炉顶压力，锌随煤气排出高炉是高炉排锌的主要途径。

炉顶压力较高，不利于排锌。

所以适当降低炉顶压力，提高煤气流速，提高排率。

但在高炉强化冶炼时要求具有定的炉顶压力，如果炉顶压力较低，会给高炉的产量带来定的影响。

故此方法在高炉实际生产中不常用。

原料中含铅量较大时，由于大部分铅被还原沉积于炉底，可在炉底增加排铅口，定期排铅。

生产管理建立严格的监控制度，定期检测化验炉料炉渣炉尘或煤气中有害元素含量，并及时跟踪其在高炉内的收支平衡情况。

对于负荷高出炼铁操作要求的，应建立定期排碱措施。

选择性能优良的耐火材料耐火材料的性能，很大程度上影响了高炉的寿命。

耐火材料除了具有高的抗炉料的机械磨损外，抗碱金属锌和炉渣的侵蚀以及抗炉内附着物脱落的热震是炉身竞争耐材必须具备的基本品质。

高炉的不同部位，对耐火材料的要求也不相同。

炉底炉缸的耐火材料的选择炉底炉缸的侵蚀机理炉缸是盛装铁水和熔渣的地方，是高炉内衬破损严重的主要区域之，高炉代炉役的寿命也主要取决于高炉炉底炉缸内衬的破损程度。

炉缸内衬除受高温作用外，还主要受到渣铁的化学侵蚀与冲刷，炉底主要以铁水的渗入侵蚀为主。

在铁水侵入的同时，碱和锌也侵入，可引起耐火砖脆化，从而使高炉炉底耐火材料发生严重破坏。

大致可概括为铁水对碳砖的渗透侵蚀。

铁水渗透到碳砖的气孔中，生成类的脆性物质，造成碳砖热面脆化，物理性能下降。

铁水环流的机械冲刷。

尤其是高炉出铁时铁水流动会对炉缸炉底炭砖产生流动冲刷侵蚀。

热应力对碳砖的侵蚀。

高炉破损时，铁水对炭砖进行渗透和溶蚀，其破坏作用是很大的。

在炭砖内渗入铁水的情况下，温度升降时铁水熔化，温度降低时凝固。

铁水凝固时体积收缩，熔化时体积膨胀，膨胀收缩反复发生就会在炭砖内产生热疲劳应力。

熔渣对碳砖的冲刷和化学侵蚀。

碱金属和锌的化学侵蚀是主要的影响因素。

等有害元素的侵蚀以及铁水对碳砖的侵蚀，其中铁水对碳砖的侵蚀最为严重。

炉缸炉底对耐火材料的要求由于炉缸炉底具有上述化学的热力的机械的作用。

所以，炉缸用耐火材料的性能应满足如下要求耐高温性，铁水温度左右，炉渣温度更高耐侵蚀性，如高温炉渣的侵蚀，特别是渣中碱金属及氧化物时侵蚀性更强，其次是铁水的侵蚀，还有的侵蚀耐冲刷耐磨性抗渗透性高导热性。

炉缸炉底所用耐火材料碳质材料是炉缸的常用材料，为了减少铁水对碳砖的渗透侵蚀，可加入耐铁水浸蚀的高铝微粉为防止外来成分和铁水浸入，将砖制度，原燃料强度差粉末多含硫高稳定性较差时，应维持较高的炉温反之在原燃料管理稳定强度好粉末少含硫低的条件下，可维持较低的生铁含硅量。

送风制度送风制度是指在定的冶炼条件下，确定合适的鼓风参数和风口进风状态，达到初始煤气流的合理分布，使炉缸工作均匀活跃，炉况稳定顺行。

归根结底是确定合理的鼓风动能和风口前的理论燃烧温度。

通过选择合适的风口面积风量风温湿分喷吹量富氧量等参数，并根据炉况变化对这些参数进行调节，达到炉况稳定顺行和煤气利用改善的目的。

这些调节通常称为下部调节。

因此，送风制度的稳定是煤气流稳定的前提，是炉温稳定和顺行的必要条件。

风量调节风量的调节作用主要有控制料速实现计划的冶炼强度，以保持料速不变稳定气流，在炉况不顺的初期，减少风量是降低压差消除管道防止难行崩料和悬料的有效手段炉凉减风控制下料速度，可以迅速稳定炉温，当炉热而料速减慢时，可酌情加风在炉况顺行情况下，为获得高产应使用高炉顺行允许的最大风量，即全风作业保持稳定。

高炉生产实践证明，使用风量过小时，由于燃烧的焦炭量和产生的煤气量过少，这对提高炉温是不利的。

风量必须与料柱透气性相适应，所以改善料柱透气性是增加风量的基础。

风量变化直接影响炉缸煤气体积，因此正常生产时加风次不能过猛，否则将破坏顺行。

般中型高炉每次加风控制在，间隔时间。

在非特殊情况下，应保持全风操作，不要轻易减风。

必须减风时，次可减到需要水平。

在未出渣铁前，减风应密切注意风口状况，避免灌渣。

风温调节提高风温可大幅度地降低焦比，是强化高炉冶炼的主要措施。

提高风温能增加鼓风动能，提高炉缸温度活跃炉缸工作，促进煤气流初始分布合理，改善喷吹燃料的效果。

因此，在高炉生产中，要采用高风温操作，充分发挥热风炉的能力及高风温对炉况的有利作用风温水平不同，提高风温的节焦效果亦不同，风温愈低，提高风温时降低焦比的效果愈显著。

反之，风温逐渐提高，降低焦比的效果逐步减小。

风温在左右时，增减风温，影响焦比为在喷吹燃料情况下，般不使用风温调节炉况，而是将风温固定在较高水平上，用煤粉来调节炉温。

这样可最大限度发挥高风温的作用，维持合理的风口前理论燃烧温度。

若当炉温向热需要撤风温时，幅度要大些，次可撤到高炉需要的水平炉温向凉时，提风温幅度要小，可分几次将风温提高到需要的水平，以防造成煤气体积迅速膨胀而破坏顺行。

富氧鼓风富氧后能够提高冶炼强度，增加产量。

由于煤气含氮量减少，单位生铁煤气生成量减少，可以提高风口前理论燃烧温度，有利于提高炉缸温度，补偿喷煤引起的理论燃烧温度的下降增加鼓风含氧量，有利于改善喷吹燃料的燃烧煤气中含量减少，炉腹浓度相对增加，有利于间接反应进行同时炉顶煤气热值提高，有利于热风炉的燃烧，为提高风温创造条件。

富氧鼓风只有在炉况顺行的情况下才能进行，在炉况顺行不好如发生悬料塌料等情况及炉内压差高，不接受风量时不宜使用富氧。

在大喷吹情况下，高炉停止喷煤或大幅度减少煤量时，应及时减氧或停氧。

鼓风湿分鼓风中湿分增加，相当于风温降低，但水分分解出的氢在炉内参加还原反应，又放出相当于风温的热量。

加湿鼓风需要热补偿，对降低焦比不利。

因此，喷吹燃料的高炉，基本上不采用加湿鼓风。

有些大气温度变化较大地区的高炉，采用脱湿鼓风技术，取得炉况稳定焦比降低的良好效果。

喷吹燃料喷吹燃料在热能和化学能方面可以取代焦炭的作用。

但是，不同燃料在不同情况下，代替焦炭的数量是不样的。

通常把单位燃料能替换焦炭的数量称为置换比。

随着喷吹量的增加，置换比逐渐降低。

这是由于喷吹的燃料在风口回旋区加热分解和气化时要消耗定的热量，导致炉缸温度降低。

喷吹燃料越多，炉缸温度降低也越多。

而炉缸温度的降低，燃料的燃烧率也降低。

因此，在喷吹量不断增加的同时，应充分考虑由于置换比降低对高炉冶炼带来的不利影响，并采取措施提高置换比。

这些措施包括提高风温给予热补偿提高燃烧率，改善原料条件以及选用合适的操作制度。

喷吹燃料进入风口后，其组分分解需要吸收热量，其燃烧反应分解反应的产物参加对矿石的加热和还原后才放出热量，因此炉温的变化要经过段时间才能反映出来，这种炉温变化滞后于喷吹量变化的特性称为热滞后性。

热滞后时间大约为冶炼周期的，热滞后性随炉容冶炼强度喷吹量等不同而不同。

风压风压直接反映炉内煤气与料柱透气性的适应情况，它的波动是冶炼过程的综合反映。

目前高炉普遍装备有透气性指数仪表，对炉况变化反应灵敏，有利于操作者判断炉况。

装料制度装料制度指炉料装入炉内的方式方法的有关规定。

装料制度通过变更装料方法，调节矿石和焦炭在炉喉边缘和中心的分布，来保证高炉稳定顺行和改善煤气利用，减少炉料和煤气流对炉壁的冲刷及侵蚀。

内容包括料线料批质量和装料次序。

对无钟炉顶还有溜槽角度和转速。

装料制度和送风制度是互相适应，互为补充的，只有上下部制度相适应，高炉才能获得良好的长寿实绩。

料线在高炉操作中，料线应选择在碰点以上，此时提高料线，将使矿石堆尖向高炉中心延伸而使中心负荷加重。

并且因矿石粉末较多的堆尖远离炉墙而改善边缘的透气性，发展边缘气流，对炉身的侵蚀较为严重，对高炉的长寿带来不利的影响，反之则相反。

般情况下，料线不应选择碰点以下。

这会因粉状炉料反弹力小而集中于炉墙附近，并且浪费高炉有效容积。

料批质量在操作中，多用焦炭批重表示料批质量。

选择矿石批重的依据为批重决定于炉容大小，关键是每批矿石在炉喉的平均厚度。

矿批质量与风量大小冶炼强度有相因关系。

冶炼强度高风量