摘要：高炉炼铁是整个钢铁企业生产的首道程序，也是最重要的环节。本文笔者基于相关实践经验，分析了几点关于高炉炼铁生产技术的问题，以期为广大同行提供一些借鉴和参考。
　　
　　一、前言 
　　高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规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。本文将重点论述高炉炼铁生产技术中的几个问题。 
　　 
　　二、高炉炼铁生产技术几个问题 
　　1.高炉炼铁工艺技术参数  
　　高炉冶炼过程是在一个密闭的竖炉内进行的。高炉冶炼过程的特点是，在炉料与煤气逆流运动的过程中完成了多种错综复杂地交织在一起的化学反应和物理变化，且由于高炉是密封的容器，除去投入（装料）及产出（铁、渣及煤气）外，操作人员无法直接观察到反应过程的状况，只能凭借仪器仪表间接观察。为了弄清楚这些反应和变化的规律，首先应对冶炼的全过程有个总体和概括的了解，这体现在能正确地描绘出运行中的高炉的纵剖面和不同高度上横截面的图像。这将有助于正确地理解和把握各种单一过程和因素间的相互关系。高炉冶炼过程的主要目的是用铁矿石经济而高效率地得到温度和成分合乎要求的液态生铁。为此，一方面要实现矿石中金属元素（主要为Fe）和氧元素的化学分离——即还原过程；另一方面还要实现已被还原的金属与脉石的机械分离——即熔化与造渣过程。最后控制温度和液态渣铁之间的交互作用得到温度和化学成分合格的铁液。全过程是在炉料自上而下、煤气自下而上的相互紧密接触过程中完成的。低温的矿石在下降的过程中被煤气由外向内逐渐夺去氧而还原，同时又自高温煤气得到热量。矿石升到一定的温度界限时先软化，后熔融滴落，实现渣铁分离。已熔化的渣铁之间及与固态焦炭接触过程中，发生诸多反应，最后调整铁液的成分和温度达到终点。故保证炉料均匀稳定的下降，控制煤气流均匀合理分布是高质量完成冶炼过程的关键。 
　　2.热风炉热工作原理  
　　（1）直接式高净化热风炉  
　　就是采用燃料直接燃烧，经高净化处理形成热风，而和物料直接接触加热干燥或烘烤。该种方法燃料的消耗量约比用蒸汽式或其他间接加热器减少一半左右。因此，在不影响烘干产品品质的情况下，完全可以使用直接式高净化热风。  
　　燃料可分为：  
　　①固体燃料，如煤、焦炭。  
　　②液体燃料，如柴油、重油  
　　③气体燃料，如煤气、天然气、液体气。  
　　燃料经燃烧反应后得到的高温燃烧气体进一步与外界空气接触，混合到某一温度后直接进入干燥室或烘烤房，与被干燥物料相接触，加热、蒸发水分，从而获得干燥产品。为了利用这些燃料的燃烧反应热，必须增设一套燃料燃烧装置。如：燃煤燃烧器、燃油燃烧器、煤气烧嘴等。  
　　（2）间接式热风炉  
　　主要适用于被干燥物料不允许被污染，或应用于温度较低的热敏性物料干燥。如：奶粉、制药、合成树脂、精细化工等。此种加热装置，即是将蒸气、导热油、烟道气等做载体，通过多种形式的热交换器来加热空气。  
　　间接式热风炉的最本质问题就是热交换。热交换面积越大，热转换率越高，热风炉的节能效果越好，炉体及换热器的寿命越长。反之，热交换面积的大小也可以从烟气温度上加以识别。烟温越低，热转换率越高，热交换面积就越大。  
　　3.影响热风温度的因素  
　　影响热风炉送风温度的因素主要有两个：燃料发热量大小和热风量大小。前者很简单，燃料发热量大，热风温度就应该高，但这还要考虑热风炉效率（换热率）。同样的燃料燃烧，效率高的炉会转换出更多的热量，就会有更高的风温；后者是因为热风炉送热量=送风温度x送风量x系数，送热量一定，较小的送风量会得到较高的送风温度。反之，如果送风量不变，加大燃烧室容量，提高总热量，会使热风温度相应提高，我们的高温型热风炉就是以这个原理设计的。此外，也可以以高温热风混入一定量的常温空气调节最终输出温度  
　　（1）拱顶温度  
　　限制拱顶温度的因素： 
　　①耐火材料理化性能。实际拱顶温度控制在比拱顶耐火砖平均荷重软化点低l00℃左右（也有按拱顶耐火材料最低荷重软化温度低40～50℃控制）。 
　　②煤气含尘量。不同含尘量允许的拱顶温度不同。 
　　③燃烧产物中腐蚀性介质。为避免发生拱顶钢板的晶间应力腐蚀，必须将拱顶温度控制在不超过l400℃或采取防止晶间应力腐蚀的措施。 
　　（2）废气温度  
　　允许的废气温度范围：大型高炉废气温度不超过350～400℃，小型高炉不得超过400～450℃。  
　　废气温度与热风温度的关系：提高废气温度可以增加热风温度。在废气温度为200～400℃范围内，每提高废气温度100℃约可提高风温40℃。  
　　影响废气温度的因素：单位时间燃烧煤气量、燃烧时间、蓄热面积。  
　　（3）热风炉工作周期  
　　热风炉一个工作周期：燃烧、送风、换炉三个过程自始至终所需的时间。  
　　送风时间与热风温度的关系：随着送风时间的延长，风温逐渐降低。  
　　合适的工作周期：合适的送风时间最终取决于保证热风炉获得足够的温度水平（表现为拱顶温度）和蓄热量（表现为废气温度）所必要的燃烧时间。  
　　（4）蓄热面积与格子砖重量  
　　当格子砖重量相同并采用相同工作制度时，蓄热面积大的供热能力大。  
　　格子砖重量大，周期风温降小，利于保持较高风温  
　　单位风量的格子砖重量增大时，热风炉送风期拱顶温度降减少，即能提高风温水平。  
　　单位风量的格子砖重量相同时，蓄热面积大的拱顶温度降小。  
　　4. 高炉煤气清洗问题  
　　从高炉炉顶排出的煤气一般汗CO2 15-20%,CO 20-26%，其发热值大于3200KJ/m3，装入高炉的焦炭等燃料的热量约有三分之一通过高炉煤气排出。因此将高炉煤气作为钢铁厂的一部分充分加以利用，在经济上十分重要。一般是将高炉煤气单独使用，或者和焦炉煤气掺合使用，作为热风炉、焦炉、加热炉、发电厂锅炉的燃料。但从炉顶排出的高炉粗煤气含有10-40g/m3的粉尘，具体数值取决与炉料中的粉尘率和炉顶压力、煤气流速，使用富氧等情况。 
　　5.高炉炼铁设备维护分析  
　　（1）高炉炼铁设备维护过程当中需要特别重视对送风制度的合理维护  
　　一方面，从高炉炼铁设备风口面积的选择角度上来说，所选取的风口面积应当保障风速以及鼓风动能均能够维持在稳定状态，以炉缸直径为11.5m单位、有效容积为2500m3单位的高炉炼铁设备而言，最为合理的风速应当控制在平均每秒单位160～250m单位。与此同时，建议将最为合理的鼓风动能应当控制在平均每秒单位70KJ～100KJ单位范围之内；另一方面，在给予高炉炼铁设备富氧处理的状态下，炼铁设备所表现出的冶炼进程将呈现出加快趋势。更为关键的是，通过对高炉炼铁设备富氧率的合理提升，能够有助于设备内部含钛物料的充分冶炼。与此同时，炉缸内部理论燃烧温度将有所提升，这对于炉缸活跃度调动而言至关重要。  
　　（2）高炉炼铁设备维护过程当中需要特别重视对装料制度的合理维护  
　　为进一步提高高炉炼铁设备的运行质量，日常维护过程当中需要重点解决矿批大小的问题。在当前技术条件支持下，高炉炼铁设备最为合理的矿批计算方式包括两种类型。应当视实际情况加以综合考量与选取。第一种计算方式为公式法：最为合理的矿批应当保障炉料能够分布于高炉炼铁设备的炉喉位置，将炉喉位置的平均高度控制在600mm单位左右。特别是对于前文中所提到的有效容积为2500m3单位的高炉炼铁设备而言，应当将单位矿批控制在65t单位；第二种计算方式为对应法。此种计算方式的核心在于将单位矿批与鼓风量数据按照1/70比例的方式加以对应，从而保障高炉炼铁设备能够始终处于稳定运行状态当中。 
　　 
　　三、结语 
　　现阶段，我国高炉炼铁水平虽有显著的提高，但与国际先进水平相比还有较大差距，造实际工作中还存在或多或少的问题，为此我们必须要加以重视，不断改进高炉炼铁技术，努力追赶世界先进水准。 （转自行知部落网）