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1、高炉四大操作制度讲义高炉操作的任务：高炉操作的任务是在已有原燃料和设备等物质条件的基础上，灵活运用一切操作手段，调整好炉内煤气流与炉料的相对运动，使炉料和煤气流分布合理，在保证高炉顺行的同时，加快炉料的加热、还原、熔化、造渣、脱硫、渗碳等过程，充分利用能量，获得合格生铁，达到高产、优质、低耗、长寿、高效益的最佳冶炼效果。实践证明，虽然原燃料及技术装备水平是主要的，但是，在相似的原燃料和技术装备的条件下，由于技术操作水平的差异，冶炼效果也会相差很大，所以不断提高高炉操作水平、充分发挥现有条件的潜力，是高炉工作者的一项经常性的重要任务。通过什么方法实现高炉操作的任务：一是掌握高炉冶炼的基本规律，选
2、择合理的操作制度。二是运用各种手段对炉况的进程进行正确的判断和调节，保持炉况顺行。实践证明，选择合理的操作制度是高炉操作的基本任务，只有选择好合理的操作制度之后，才能充分发挥各种调节手段的作用。高炉有哪几种基本操作制度：高炉有四大基本操作制度：（1）热制度，即炉缸应具有的温度与热量水平；（2）造渣制度，即根据原料条件，产品的品种质量及冶炼对炉渣性能的要求，选择合理的炉渣成分（重点是碱度）及软熔带结构和软熔造渣过程；（3）送风制度，即在一定冶炼条件下选择合适的鼓风参数；（4）装料制度，即对装料顺序、料批大小和料线高低的合理规定。选择合理操作制度的根据：高炉的强化程度、冶炼的生铁品种、原燃料质量、
3、高炉炉型及设备状况等是选定各种合理操作制度的根据。通过哪些手段判断炉况：高炉顺行是达到高产、优质、低耗、长寿、高效益的必要条件。为此不是选择好了操作制度就能一劳永逸的。在实际生产中原燃料的物理性能、化学成分经常会发生波动，气候条件的不断变化，入炉料的称量可能发生误差，操作失误与设备故障也不可能完全杜绝，这些都会影响炉内热状态和顺行。炉况判断就是判断这种影响的程度和顺行的趋向，即炉况是向凉还是向热，是否会影响顺行，它们的影响程度如何等等。判断炉况的基本手段基本是两种，一是直接观察，如看入炉原料外貌，看出铁、出渣、风口情况；二是利用高炉数以千、百计的检测点上测得的信息在仪表或计算机上显示重要数据或
4、曲线，例如风量、风温、风压等鼓风参数，各部位的温度、静压力、料线变化、透气性指数变化，风口前理论燃烧温度、炉热指数、炉顶煤气曲线、测温曲线等。在现代高炉上还装备有各种预测、控制模型和专家系统，及时给高炉操作者以炉况预报和操作建议，操作者必须结合多种手段，综合分析，正确判断炉况。调节炉况的手段与原则：调节炉况的目的是控制其波动，保持合理的热制度与顺行。选择调节手段应根据对炉况影响的大小和经济效果排列，将对炉况影响小、经济效果好的排在前面，对炉况影响大，经济损失较大的排在后面。它们的顺序是：喷吹燃料风温（湿度）风量装料制度焦炭负荷净焦等。调节炉况的原则，一是要尽早知道炉况波动的性质与幅度，以便对症
5、下药；二是要早动少动，力争稳定多因素，调剂一个影响小的因素；三是要了解各种调剂手段集中发挥作用所需的时间，如喷吹煤粉，改变喷吹量需经过34小时才能集中发挥作用（这是因为刚开始增加煤量时，有一个降低理论燃烧温度的过程，只有到因增加煤气量，逐步增加单位生铁的煤气而蓄积热量后才有提高炉温的作用），调节风温（湿度）、风量要快一些，一般为1.52小时，改变装料制度至少要装完炉内整个固体料段的时间，而减轻焦炭负荷与加净焦对料柱透气性的影响，随焦炭加入量的增加而增加，但对热制度的反映则属一个冶炼周期；四是当炉况波动大而发现晚时，要正确采取多种手段同时进行调节，以迅速控制波动的发展。在采用多种手段时，应注意不
6、要激化煤气量与透气性这一对矛盾，例如严重炉凉时，除增加喷煤、提高风温外，还要减风、减负荷。即不能单靠增加喷煤、提高风温等增加炉缸煤气体积的方法来提高炉温，还必须减少渣铁熔化量和单位时间煤气体积及减负荷改善透气性，起到既提高炉温又不激化煤气量与透气性的矛盾，以保持高炉顺行。什么是热制度、表示热制度的指标热制度是指在工艺操作制度上控制高炉内热状态的方法的总称。热状态是用热量是否充沛、炉温是否稳定来衡量，即是否有足够的热量以满足冶炼过程加热炉料和各种物理化学反应，渣铁的熔化和过热到要求的温度。高炉生产者特别重视炉缸的热状态，因为决定高炉热量需求和燃料比的是高炉下部，所以常用说明炉缸热状态的一些参数作
7、为热制度的指标。传统的表示热制度的指标是两个。一个是铁水温度，正常生产是在13501550之间波动，一般为1450左右，俗称“物理热”。另一个指标是生铁含硅量，因硅全部是直接还原，炉缸热量越充足，越有利于硅的还原，生铁中含硅量就高，所有生铁含硅量的高低，在一定条件下可以表示炉缸热量的高低，俗称“化学热”。在工厂无直接测量铁水温度的仪器时，铁水含硅量成为表示热制度的常用指标。在现代冶炼条件下炼钢铁的含硅量应控制在0.30.5，铁水温度不低于1450（中小高炉）1470（大高炉）。在现代高炉上（包括300立方米级高炉）都装备有计算机，并配以成熟的数学模型、甚至专家系统，在热制度的指标温度和热量两个
8、方面，采用燃烧带的理论燃烧温度（t理）和燃烧带以外的焦炭被加热达到的温度（tc，也称炉热指数），表示稳定状况，采用临界热贮量（Q临）表示热量状况。一般t理控制在20502300，而tc应达到（0.70.75）t理，Q临应在630kj/kg（生铁）以上。专家系统定义：（工艺计算，15分钟）TQ=Q1+Q2-(Q3+Q4+Q5+Q6)MJ/ton hot metalQ1鼓风显热（热风温度）sensible heat of hot blast(blast temperature)Q2风口前焦炭燃烧热 coke combustion heat in front of tuyere(o2+2c=2co)
9、Q3湿分分解吸热 cracking heat of moistureQ4炭素熔损反应吸热 solution loss carbon reaction heat (co2+c=2co)Q5高炉下部热损失 heat loss in lower part BF,above tuyeres to middle shaftQ6喷吹煤分解吸热 pulverised coal(PCI)（2CxHx+2O2=2CO+H2）cracking heat热状态指数（TQR）与炉温、铁水温度有关，反应动作：风温、风量、焦比、附加焦、小时煤量、小时富氧量等。影响热制度的因素：影响热制度的因素实际上就是影响炉缸热状态的因
10、素。炉缸热状态是由高温和热量这两个重要因素合在一起的高温热量来表达的：单有高温而没有足够的热量，高温是维持不住的，单有热量而没有足够高的温度就无法保证高温反应的进行（例如硅的还原、炉渣脱硫等），也不能将渣铁过热到所要求的温度。高温是由燃料在风口燃烧带内热风流股中燃烧达到的，t理是它理论上最高温度水平；而热量是由燃料在燃烧过程中放出的热量来保证；而加热焦炭（达到所要求的温度tc（0.70.75）t理）和过热渣铁（温度到t渣1550左右及t铁水14501500），还需要有良好的热交换，将高温煤气热量传给焦炭和渣铁。因此影响炉缸热制度的因素有：（1）影响高温（t理）方面的因素，如风温、富氧、喷吹燃料
11、，鼓风湿度等；（2）影响热量消耗方面的因素，如原料的品位和冶金性能，炉内间接还原发展程度等；（3）影响炉内热交换的因素，例如煤气流和炉料分布与接触情况，传热速率和热流比W料/W气（水当量比）等；（4）日常生产中设备和操作管理因素。如冷却器是否漏水，装料设备工作是否正常，称量是否准确，操作是否精心等。由于燃料消耗既影响高温程度，又影响热量供应，所以生产上常将影响燃料比（或焦比）的因素与高炉热状态的关系联系起来分析。生产中如何控制好炉缸热状态：炉缸热状态是高炉冶炼各种操作制度的综合结果，生产者根据具体的冶炼条件选择与之相适应的焦炭负荷，辅以相应的装料制度、送风制度、造渣制度来维持最佳热状态。日常生
12、产中因某些操作参数变化而影响热状态，影响程度轻时采用喷吹量、风温、风量的增减来微调。必要时则负荷；而严重炉凉时，还要往炉内加空焦（带焦炭自身造渣所需要的熔剂）或净焦（不带熔剂）。一般调节的顺序是：富氧喷吹量风温风量装料制度变动负荷加空焦或净焦。高炉炼铁对选择造渣制度有什么要求：选择造渣制度主要取决于原料条件和冶炼铁种，应尽量满足以下要求。（1）在选择炉料就结构时，应考虑让初渣生成较晚，软熔的温度区间较窄，这对炉料透气性有利，初渣中FeO含量也少。（2）炉渣在炉缸正常温度下应有良好的流动性，1400时黏度小于1.0Pa.s，1500时0.20.3Pa.s，黏度转折点不大于13001250。（3）
13、炉渣应具有较大的脱硫能力，Ls应在30以上。（4）当冶炼不同铁种时，炉渣应根据铁种的需要促进有益元素的还原，阻止有害元素进入生铁。（5）当炉渣成分或温度发生波动（温度波动25，mCaO/mSiO2波动0.5）时，能够保持比较稳定的物理性能。（6）炉渣中的MgO含量有利于降低炉渣的黏度和脱硫。在Al2O3高时含量可提高到12。怎样利用不同炉渣的性能满足生产需要：通常是利用改变炉渣成分包括碱度来满足生产中的下列需要：（1）因炉渣碱度过高而炉缸产生堆积时，可用比正常碱度低的酸性渣去清洗。若高炉下部有黏结物或炉缸堆积严重时，可以加入萤石，以降低炉渣黏度和熔化温度，清洗下部黏结物。（2）根据不同铁种的需
14、要利用炉渣成分促进或抑制硅、锰还原。当冶炼硅铁、铸造铁时，需要促进硅的还原，应选择较低的炉渣碱度；但冶炼炼钢铁时，既要控制硅的还原，又要较高的铁水温度，因此，宜选择较高的炉渣碱度。若冶炼锰铁，因MnO易形成MnSiO3转入炉渣，而从MnSiO3中还原锰比由MnO还原锰困难，并要多消耗585.47kj/kg热量，如提高渣碱度用CaO置换渣中MnO，对锰还原有利，还可降低热量消耗。各铁种的炉渣碱度一般如下：铁种 硅铁 铸造铁 炼钢铁 锰铁mCaO/mSiO2 0.60.9 0.81.05 1.051.2 1.21.7（3）利用炉渣成分脱除有害杂质。当矿石含碱金属（钾、钠）较高时，为了减少碱金属在炉
15、内循环富集的危害，需要选用熔化温度较低的酸性炉渣。相反，若炉料中含硫较高时，需要提高炉渣碱度，以利脱硫。如果单纯增加CaO来提高炉渣碱度，虽然CaO与硫的结合力提高了，可是炉渣黏度增加、渣中硫的扩散速度降低，不仅不能很好地脱硫，还会影响高炉顺行；特别是当渣中MgO含量低时，增加CaO含量对黏度等炉渣性能影响更大。因此，应适当增加渣中MgO含量，提高三元碱度以增加脱硫能力。虽然从热力学的观点看，MgO的脱硫能力比CaO弱，但在一定范围内MgO能改善脱硫的动力学条件，因而脱硫效果很好。首钢曾经做过将MgO含量由4.31提高到16.76的试验，得到氧化镁与氧化钙对脱硫能力的比值是0.891.15，M
16、gO含量以712为好。第28卷第1期 武汉科技大学学报(自然科学版) Vol.28,No.12005年3月 J.ofWuhanUni.ofSci.&Tech.(NaturalScienceEdition) Mar.2005湘钢高Al2O3高炉渣粘度研究彭其春1,杨成威1,李光强1,朱诚意1,张峰1,彭觉2,赵黎明2(1. 武汉科技大学,湖北武汉,430081;2.湘潭钢铁公司,湖南湘潭,411101)摘要:对湘钢高Al2O3高炉渣的粘度进行了测试。通过改变二元碱度R和MgO的含量,探讨在高Al2O3情况下高炉渣的最优配比。实验表明,在高Al2O3下,保持高MgO,较低碱度是可行的。实验中,R=
17、0.95,wMgO=12%的炉渣流动性最好。关键词:高Al2O3;高炉渣;粘度中图分类号:TF524文献标志码:A文章编号:1672-3090(2005)01-0011-03实验分析Al2O3对粘度的影响,在高R和低wMgO的情况下,Al2O3对粘度的影响非常明显。随着Al2O3的增加,粘度逐步上升。Al2O3含量为17%和18%的粘度变化不是很大。当含量达到19%甚至到20%时,粘度就有了很大的增加。Al2O3含量超过17%后对熔化性温度影响不是很大。高炉正常生产的温度一般都在1450以上,炉渣粘度在35Pas,此时即使Al2O3含量达到20%,炉渣的流动性也不会很差。但是这种渣稳定性较差,
18、当温度波动时,炉渣粘度急剧变化。从Al2O3含量为15%20%的CaO MgO SiO2相图可以看出,随着Al2O3含量的增大,高熔点的尖晶石(MgOAl2O3)区扩大,熔渣逐步从液相线温度低于1450的黄长石(2CaOMgOSiO2和2CaOAl2O3SiO2的固熔体)区变化为尖晶石区。在低温区,Al2O3容易与MgO形成高熔点的尖晶石或与CaO和SiO2形成固体悬浮物,使熔渣粘度增大。MgO对粘度的影响,随着MgO含量的增加,炉渣的熔化性温度降低、粘度下降,流动性得到改善。这是因为增加渣中的MgO含量,而MgO可以带入较多的O2-,简化了SiO44-空间网络的复杂程度,因此可以使渣中硅酸盐
19、结构从三维空间网状结构变为不连续的阴离子简单链状结构或环状结构。同时从CaO MgO SiO2 Al2O3四元相图在5%15%MgO截面处的多温图可明显看出,在高Al2O3情况下,向渣中加入MgO,可以显著扩大液相区,扩大C2S及黄长石区。随着液相区的扩大,渣的熔化性温度、流动性及稳定性得到改善。但是当MgO含量达到15%时,C2S及黄长石区有缩小的趋势,故MgO含量不宜太高。结论(1)为改善湘钢高炉渣粘度性能,在高Al2O3的情况下,使MgO含量控制在12%,粘度效果较好。(2)在高Al2O3、高MgO的情况下,适当地降低碱度,使R=0.95,粘度效果好。什么叫送风制度，它有何重要性：送风制
20、度是指在一定的冶炼条件下选定合适的鼓风参数和风口进风状态，以形成一定深度的回旋区，达到原始煤气分布合理、炉缸圆周工作均匀活跃、热量充足。送风制度稳定是煤气流稳定的前提，是保证高炉稳定顺行、高产、优质、低耗的重要条件，由于炉缸燃烧带在高炉炼铁中的重要性决定了选择合理送风制度的重要作用。送风制度包括风量、风温、风压、风中含氧、湿分、喷吹燃料以及风口直径、风口倾斜角度和风口伸入炉内长度等参数，由此确定两个重要参数：风速和鼓风动能。根据炉况变化对上述各种参数进行的调节常被称作下部调节。怎样正确选择风速和鼓风动能：生产实践表明，不同高炉有其与冶炼条件和炉缸直径或炉容相应的合适风速和鼓风动能。过小的风速和
21、鼓风动能会造成炉缸不活跃，初始煤气分布偏向边缘；而过大的风速和鼓风动能易形成顺时针（向风口下方）方向的涡流，造成风口下方堆积而使风口下端烧坏。总的调整原则是：凡是遇减少煤气体积、改善透气性和增加煤气扩散能力的因素就需提高风速和鼓风动能；相反则需降低风速和鼓风动能。为什么要求圆周进风均匀：炉缸工作良好，不仅要求煤气流径向分布合理，也要求圆周气流分布均匀。长时间圆周工作不均会出现炉型部分侵蚀，破坏正常的工作剖面。影响圆周工作不均匀的原因主要是风口进风不均匀。另外，不均匀喷吹燃料，也会影响圆周工作。这种圆周工作的不均匀必然导致上部矿石预还原程度不均匀，从而破坏炉缸工作的均匀与稳定。现在，一般操作稳定
22、顺行，生产指标好的高炉，各风口前理论燃烧温度相差不大于50。怎样利用直观现象与仪表判断送风制度是否合理：判断送风制度是否合理除了计算风速、鼓风动能、理论燃烧温度、测量回旋区深度外，还可通过直观现象与有关仪表的反映进行判断。下表列出了长期生产实践中积累分析风速和鼓风动能过大过小的经验。判断鼓风动能的直观表象内容鼓风动能正常鼓风动能过大鼓风动能过小仪表风压稳定并在一定小范围内波动波动大而有规律，出铁前出渣前显著升高，出铁后降低曲线死板，风压升高时容易发生崩料悬料风量稳定，在小范围内波动波动大，随风压升高风量减少，风压降低风量增加曲线死板，风压升高，崩料后风量下降很多料尺下料均匀整齐不均匀，出铁前料
23、慢，出铁后料快不均匀，有时出现滑尺与过满现象炉顶温度带宽正常，温度波动小带窄，波动大，料快时温度低，料慢时温度高带宽，四个方向有分岔风口工作各风口工作均匀活跃，风口破损少风口活跃，但显凉，严重时破损多，且多坏风口内侧下端风口明亮，易不均匀与生降，炉况不顺时自动灌渣，风口破损多炉渣渣温足，流动性好，上下渣均匀，上渣带铁少，渣口破损少渣温不够均匀，上渣带铁多，易喷花，不好放上渣，渣口破损多渣温不均，上渣热而变化大，有时带铁多坏渣口多生铁物理热足，炼钢铁常是灰口，有石墨析出物理热低一些，但炼钢铁白口多且硫低，石墨少铁水暗红，炼钢铁为白口，硫高，几乎没有石墨送风制度主要参数在日常操作中的调节内容有哪些
24、：送风制度主要参数的调节是在炉况出现波动，特别是炉缸工作出现波动时进行的。调节的目的是尽快恢复炉况顺行、稳定，并维持炉缸工作均匀，热量充沛，初始煤气分布合理。（1）风量。在日常生产时，高炉应使用高炉料柱透气性和炉况顺行允许的最大风量操作，即全风量操作。这样既保持高产，也充分发挥风机的动力，消除留有调节余地的放风操作。风量调节应在炉况不顺或料速过快会造成炉凉时采用，必须减风时可一次减到需要水平，在未出渣铁前减风应密切注意风口状况避免灌渣。在恢复风量时，不能过猛，一次控制在3050m3/min，间隔时间控制在2030min。（2）风温。热风带人炉缸的高温热量是高炉的重要热源（收入可达总热量的30%
25、左右），也是降低燃料比的重要手段，高炉生产应尽量采用高风温操作，充分发挥高风温对炉况的有利作用，也充分发挥热风炉的能力，要消除热风温度保留50100作为调节手段的现象。生产中要尽量采用喷吹燃料和鼓风湿度来调节炉缸热状态的波动。在必须降风温时，应一次减到需要水平，恢复时要根据炉况接受程度逐步提到正常水平，一般速度在50/h，切忌大起大落。（3）风压。风压反映着炉内煤气量与料柱透气性适应的状况，风压波动是炉况波动的前兆，现在生产中广泛采用透气性指数来反映炉内状况。由于它的敏感性，有利于操作者进行判断，做出及时调节。生产中会出现由高压转常压操作的情况，这不仅给高炉带来产量和焦比的损失，而且还影响炉顶
26、余压发电机组的正常工作。这种情况的出现有炉内的原因，例如处理悬料等，但更多的是炉前操作和设备事故，所以加强炉内外精心操作和设备的科学管理，消除隐患，是减少高压改常压操作的重要措施。（4）鼓风湿度。在不喷吹燃料的全焦冶炼时，加湿鼓风对高炉生产是有利的，而且还是调节炉况的好措施，它既可消除昼夜和四季大气湿度波动对炉况波动的影响，还可保证风温用在最高水平。利用湿分在燃烧带分解耗热，用加减蒸汽的办法来稳定炉缸热状态，而且分解出来的氧还可起到调节风量（1m3风加10g湿分约相当于加风3）的作用，H2则可以扩大燃烧带。但是综合鼓风发展后，加湿鼓风的作用被综合鼓风取代，在大喷煤时不但取消加湿，还要脱湿。（5
27、）喷吹煤粉。它不仅置换了焦炭，降低了高炉焦比和生铁成本，而且成为炉况调节的重要手段，即将过去常用的风温、湿分调节改为喷煤量的调节。在采用喷煤量调节时应注意几点：一是要早发现、早调节；二是调节量不宜过大，一般为0.51.0t/h，最大控制在2t/h；三是喷煤有热滞后现象，它没有风温和湿分见效快，一般滞后24h，所以要正确分析炉温趋势，做到早调而且调节量准确。（6）富氧。在我国富氧首先是作为保证喷煤量的措施，其次是提高冶炼强度以提高产量。目前还很少有高炉专用制氧设备来保证高炉用氧，大部分是利用炼钢的余氧，因此要常用富氧量来调节尚有困难。一般是在喷煤量大变动时，用氧量才作调整，而且是先减氧后减煤，先
28、停氧后停煤。（7）风口面积和长度。风口面积和风口直径是在适宜的鼓风动能确定后再通过计算确定。一般面积确定后就不宜经常变动。在有计划地改变操作条件，例如换大风机、大幅度提高喷煤量等应相应改变风口面积。在处理事故和炉况长期失常时也动风口面积，例如早期出现炉缸中心堆积时就可缩小风口面积，目的是将煤气引向中心，提高炉缸中心区温度。在炉况改善后，捅去砖套或堵风口的泥。为活跃炉缸和保护风口上方的炉墙也可采用长风口操作。为提高炉缸温度，现在很多厂使用斜风口，其角度控制在5度左右，而中小高炉有时增大到79度。什么叫装料制度生叫上部调节：装料制度是炉料装入炉内方式的总称或是对炉料装入炉内方式的有关规定。通过选择
29、装料制度，用改变炉料在炉喉的分布达到煤气流合理分布，实现改善煤气热能和化学能的利用程度以及炉况顺行状况的调节方法称为上部调节。可供高炉操作者选择的装料制度的内容有：批重、装料顺序、料线、装料装置的布料功能变动等。高炉长寿与操作：影响高炉长寿的因素：设计、耐材、冷却、操作湘钢高炉长寿现状：中部调剂无、操作追强化兄弟单位情况：马钢、梅钢、武钢、首钢高炉的热状态是影响高炉生产率和成本的最重要的因素。高炉工长和操作人员通过调整基础焦比和加附加焦可以控制热平衡并最终决定高炉生产的能耗水平。高炉生产中的热量水平可以通过每次出铁时检测铁水温度，硅含量和硅含量的标准偏差清楚地予以反映。高炉操作人员通常通过炉顶
30、煤气温度、成分分析；炉顶部分炉壁温度变化；炉身温度上升（渣皮脱落）；料线倾斜（滑料）；压差变化；炉缸渣铁平衡；各种热指数和铁水温度和成分分析等结果来监控高炉热量水平的变化。为了使铁水温度和硅含量的标准偏差保持在一定的范围内，高炉的热量水平的预报是非常重要的，因为铁水温度和硅含量之间存在着很好的对应关系，通常可以只考虑铁水温度。高炉专家系统可以通过铁水温度的测量值，渣皮的脱落和形成，炉缸平衡情况，高炉状态波动，上料和炉热指数来监控和预报高炉的热量水平。炉热指数的计算是基于炉身下部Rist操作曲线的应用，同时考虑了氧碳平衡，炉顶煤气分析和鼓风参数等因素。例如管道现象，煤气利用率下降等能引起碳素熔损
31、耗热增加的现象时虽然单位热量输入没有变化但热量消耗会增加，而鼓风空气比热的增加虽然可以使输入热量增加但同时也会因为生产率增加而使整体能耗增加。直接还原率的增加和由此引起的热耗增加同时反应热量减少但煤气利用率并未明显增加高炉能耗水平都会显著增加。表示热平衡走向的指数变化和表示燃料消耗的指标变化经常是不一致的。高炉操作的目标参数是恰当的热平衡，即合理的铁水温度和硅含量；最大的生产率和最低的能耗。这些目标体现为一定的单位鼓风耗量；鼓风输入的热量和燃烧碳产生的热量。综合这些目标就可以找到最佳的高炉工况来同时满足热平衡的目标值和煤气利用率的最大化。之后直接还原的比率和熔损耗热将得到优化。降低高炉热水平的
32、前提条件是将昂的铁水含硅量的标准偏差，这样高炉的操作会更加稳定。异常炉况及其预报：高炉专家系统每5分钟、15分钟、24小时对高炉炉况进行诊断。在正常操作时专家系统对下列现象进行监控：5分钟为周期：1、 滑料2、 滑料孔，即发生滑料的可能性（预报滑料）3、 滑料孔消失4、 高炉总压差5、 短期压差（5分钟）6、 长期压差（8小时）7、 热平衡8、 出渣15分钟为周期9、 渣皮脱落10、炉况变化11、压差和CO/CO2比率的变化12、炉顶煤气中氢气含量增加（即漏水预报）13、由于热量增加引起的CO/CO2比率的增加14、由于炉料下降不均衡引起的CO/CO2比率的增加15、由于管道引起的CO/CO2
33、比率的增加16、由于煤气分布变化引起的CO/CO2比率的增加17、由于其他原因引起的CO/CO2比率的增加18、由于未知因素引起的CO/CO2比率的下降19、由于炉料下降过快引起的CO/CO2比率的下降20、由于高炉操作恢复引起的CO/CO2比率的下降21、由于热平衡恢复引起的CO/CO2比率的下降22、由于煤气分布变化引起的CO/CO2比率的下降23、由于压差变化引起的CO/CO2比率的下降24、高炉热平衡的变化24小时为周期：25、每天的渣皮形成情况26、炉墙的热负荷27、由于边缘煤气分布变化引起的炉墙热负荷变化28、由于过热引起的炉墙热负荷增加29、由于过热和煤气分布变化引起的炉墙热负荷
34、变化30、由于煤气分布变化引起的炉墙热负荷降低31、由于过热降低引起的炉墙热负荷降低32、由于过热和煤气分布变化引起的炉墙热负荷降低33、边缘煤气分布变化34、中心煤气分布变化35、中间区域煤气分布变化36、炉身下部的反应性37、炉缸中心区的反应性38、低料线39、料面倾斜知识处理过程：1、 对检测参数通过计算系数、比率、偏差和变化量等进行预处理；2、 对这些计算结果所体现的当前炉况进行分析；3、 与正常生产的数据进行对比后确认可能导致炉况异常的因素；4、 最终专家系统确认可以帮助工长纠正炉况的操作建议。用到的高炉数学模型：配料计算模型出铁控制模型炉缸侵蚀模型炉身模拟模型高炉神经网络系统鼓风动
35、能大小过小正常过大炉缸工作情况边缘发展，严重时中心堆积炉缸活跃中心发展，严重时边缘堆积热风压力压力偏低，易出现管道，风压曲线死板，常突然升高，有尖峰压力较稳定，由于加料和炉温影响，有微小的平滑波动，除热风炉换炉外，无锯齿状出铁，出渣前压力偏高，有时差510kpa。出铁后，压力降低，波动周期和出铁时间一致风量边缘发展初期易接受风量，如风量小，长期发展造成中心堆积，堆积后不接受风量风量稳定，风量曲线波动微小，无尖峰。风量在较大范围里变化，对炉况无显著影响炉况不顺，减风后好转，加风易塌料料尺下料不均匀，常有滑尺和塌料（两尺同时），严重时陷尺均匀、稳定，变化平缓，无锯齿曲线下料不匀，出铁前料慢，出铁时
36、显著加快。这个征兆和炉缸局部粘结是一致的，要注意结合其他征兆区别炉顶温度带宽波动大，有时分叉，顶温高。这些现象在风量小时不存在正常，波动小带窄，波动大。但要和边缘发展而风量小的现象相区别炉喉温度高于正常水平正常低于正常水平炉喉径向温度边缘温度高中心低分布正常边缘温度低中心高煤气分布边缘低中心高边缘少堵，出现难行，堵塞严重易悬料双峰或中心低或较平坦不稳定，一般边缘高，中心低煤气利用很差，CO/CO2值高较好，CO/CO2稳定变化很大，不稳定炉渣温度圆周工作不匀，两渣口不一致，上渣热下渣较凉上、下渣温度接近，温度充沛上渣凉，下渣热上渣率上渣率高，易放上渣上、下渣比易控制上渣率低，严重时渣口难开，开
37、后空喷，放不出上渣渣的成分带铁，严重时坏渣口，渣中FeO高一般不带铁，FeO小于0.5大量带铁，严重时渣口大量破损铁水温度开始铁水温度较高，越出越低，前后温差大（指在炉温稳定时）正常铁水物理热不足，严重时硅高硫高生铁含硅铁水粘稠，粘铁罐，严重时铸结铁罐硅较稳定两次铁间，硅波动较大风口前情况活跃、明亮，但夹杂生降，严重时出现大块明亮、活跃、均匀工作不匀，显凉灌渣情况有时涌渣、易灌渣正常虽有时也涌渣，但多不灌风口破损部位一般因边缘发展，渗透性差，下部常坏。严重时风口坏在上部或端面很少坏下缘多，内口多高炉炉况的判断与调节 炉况的稳定是相对的，为了保持长周期的稳定，消除外界多因素的干扰，工长对炉况的判
38、断与调节显得尤为重要。炉况的调节，无非是调节四大制度，本节内容先阐述四大制度的调节，然后在讲述如何整体把握炉况，进行一般的炉况分析。一. 碱度的调整炉况的稳定，必须保证良好的炉渣流动性，而炉渣R的高低，直接影响炉渣的流动性，此外，炉渣其他成分的变化，工长们也应同样重视。特别是Al2O3和MgO，Al2O3高于16，炉渣的流动性明显增加，MgO在1012是比较合适的，但湘钢的渣相中大多只有8.5左右的水平。调整R时注意以下几点：1. R容易调整，但很难一步到位，计划休风时，一般考虑提早2个班将R校准。2. 炉渣R调整以后，一个冶炼周期后，实际炉渣R不一定与计算的R相符，一般需1.5个冶炼周期，这
39、是因为炉渣R比重小些，炉渣容易滞留在炉内局部区域，从而造成R的波动。3. 炉渣的热熔比铁水要高，炉渣R的波动容易造成软熔带的波动，给炉况及煤气流造成一定的影响。二. 热制度的调节保证充沛的渣铁物理热时高炉冶炼最基本、最重要的前提，甚至在顺行和炉渣发生异常的时候，必须先保证炉渣，否则是不可能有顺行的，近期一、四高炉相继发生的路凉事故，给炼铁工作者的教训是非常深刻的。我们平时讲的渣铁物理热量充沛，实际上是渣铁的物理热充沛，即渣铁的温度比较高，另外，还有铁水的化学热也是比较重要的一个参数，即版报上记录的铁水含Si量，在正常的冶炼强度下，铁水Si含量高，铁水物理热亦很高。它们是正比关系，铁水中Si的还
40、原是在高温的条件下被还原的，铁水温度越高，炉内的矿石中Si还原条件越好，铁水Si含量越高。但不同高炉相同的铁水化学热，其物理热的水平有一定的差别，比如武钢中Si含量0.45时，铁水物理热约1480，但四高炉Si约0.30时，铁水物理热亦有1480，这主要时与矿石中Si还原的条件不同所能决定的，这方面的知识大家可查阅一些书籍，比如“低Si铁的冶炼”方面的问题。当然它与炉缸的大小及其炉缸散热能力、软熔带形状有关。热制度的波动对炉况的影响很大，炉子向热时一般都造成炉腹煤气体积膨胀，炉内压力较高，风量难以维持而且软熔带上移，从而造成气流的变化，进而影响炉况及长期稳定。热制度的调节，要定Si一个定量调节
41、，即Si变化0.1时，焦比变化46kg/tFe。针对目前高炉低Si比较多，特别是连续低Si，但又不是很严重，工长如果处理不及时，很可能造成更大的事故，为此，在此做一点说明。因原燃料变化，或炉墙渣皮脱落等原因造成炉温向凉时，工长要及早将风温、喷吹煤用好，提前把握炉温的趋势和走向，如果铁水炉温基础已经很低了，而从风口、料速等指标判断并没有向热趋势，此时很可能炉缸内已出现亏热，必须加净焦集中补充热量，同时在加净焦以后，适当减轻负荷约一个冶炼周期。为什么这么做效果比较好呢？加净焦是集中补充热量，能短时间内将热量补充，但我认为一次性完全补足是不大可能的，况且，在不是很凉的情况下，一次性加集中焦过多，易造
42、成热悬，反而又要退煤、停煤等，给顺行造成影响，加适量集中焦后，后面轻负荷料，让冶炼的高温铁水补充炉缸热量。当然，后面也可能加净焦，直至炉缸热量充沛。当然，在这个过程中，注意把握一个度，负荷调整不宜过长，要提前调轻。如何预防炉子大凉呢？以下几点是值得工长非重注意的：1. 保持对炉温的良好感性，一旦感到向凉，工长必须早采取措施，同时尽可能找到造成炉温向凉的原因。2. 必须绝对保证上料和布料的准确性，工长上班时必须认真检查料车集中斗中矿石和焦炭的实际含量，保证计量设备不出大问题。3. 操作时，注意防止出管道，以及综合负荷的稳定，特别在炉况失常前，及时调整综合负荷至2.9-3.0左右。三. 送风制度与
43、装料制度送风、装料制度，它实际上是上下部调节下部调节的目的是保持适宜的风口回旋区和理论燃烧温度，使煤气流的初始分布合理，温度分布均匀，热量充沛稳定，炉缸工作活跃，调节方法和手段是风口面积、风量水平以及风口长度。回旋区的形状和大小是非常重要的，它反映了风口的进行状态，它直接影响气流和温度的分布和炉缸的活跃程度，回旋区的形状和长度、大小如何控制呢？其直接因素主要是鼓风参数和原燃料条件，上部装料制度和软熔带形状可以垂直影响其局部形状，而鼓风参数主要是鼓风动能、风速。上部装料制度即通过装置来控制炉料的分布，使块状带的矿、焦比分布合理，从而使上升的煤气流的分布合理可控，从而充分的利用煤气的能量。软熔带的
44、形状是由上部装料制度和下部煤气初始分布形成的温度场以及原燃料的物理、化学热性能三者综合决定的。上部调节的主要手段是装置，料批重，料线和负荷。四炉况的整体判断与调节1） 炉况的整体把握，对一个工长来说是非常重要的，特别是中夜班，能及时根据炉况的变化进行相应的操作，从而使炉况长周期的保持稳定顺行。2） 俗话说：“三流的工长看出铁，二流的工长看上渣，一流的工长看风口，超一流的工长看分析。”可以说：工长只有站在炉长的高度去看炉况的变化，再在日常的操作中稳定好热制度，严格控制好压差，稳定好炉况，这才是一个优秀工长必须做到的。3） 工长必须将如下情况了解清楚才能全面把握好炉况：a) 压量关系如何？压力波动
45、是否超出正常值，探尺活动如何？我们既要关心目前的顺行基础，又要关心炉况的发展趋势。高炉操作以稳定炉温，保证顺行，严格控制压差为操作准绳。工长必须多分析，多看料速，勤看风口。尽早预测炉温，炉况的走势，从而提前控制。b) 原燃料状况：特别是焦炭质量及其热强度，原料物理性能和冶金性能，炉料结构是否合理等。另外，加强槽下的精料工作，减少粉末入炉。c) 炉缸工作状况：了解炉缸各部位温度变化情况，脱硫效果如何？放渣，出铁是否均匀，风口焦炭粒度如何？都能反映炉缸工作状况。d) 煤气流状况及操作炉型：煤气流调整通过布料的方式，如布料角度，圈数，料线，矿石批重，负荷来实现。操作炉型的稳定是非常的重要，只有操作炉
46、型稳定，才能保证煤气流的稳定。目前的主要监控手段是炉衬温度，冷却壁温度，水温差，炉壁测温。4） 如何具体把握炉子的状况呢？认真分析好上各班，管好自己班，照顾好下个班是做好本班工作的必要条件。如何分析呢？原燃料条件的把握是物质基础，压量关系的变化及趋势，探尺活动状况及变化趋势是炉况变化的晴雨表。保证充沛的渣铁物理热是最重要的前提，煤气流的合理分布，操作炉型的稳定是炉况稳定的先决条件。 高炉高压操作及富氧喷煤技术1 高压操作技术1.1 高压操作冶炼特征1.1.1 减少压差 主要是减少炉腰以上的压差，炉腰以下压差略有上升。1.1.2 边缘气流发展 提高顶压，煤气速度降低，鼓风动能降低，导致边缘气流发展1.1.3 煤气停留时间延长 有利于还原反应的进行1.1.4 有利稳定顺行1.1.5 减少瓦斯灰量1.2 高压操作效果1.2.1 提高冶炼强度，增加产量高压操作可降低压差，有利于加风，在维持原压差操作下，通过增加风量提高产量百分比（产） 1.2.2 降低焦比1、提高炉顶压力，则煤气体积缩小，在风量导致不变的情况下，煤气在炉内停留的时间延长，增加了矿石和煤气的接触时间，有利于矿石还原；2、由于使用大量熟料具有微孔隙和小孔隙，存在大
