【技术前沿】速看！钢铁人必备的高炉炼铁生产工艺知识！
一、高炉炼铁主要工艺设备
高炉炼铁主要由高炉本体及其他辅助设备组成，其组成有：高炉本体、供料设备、送风设备、喷吹设备、煤气处理设备、渣铁处理设备。
通常，辅助系统的建设投资是高炉本体的4~5倍。生产中，各个系统互相配合、互相制约，形成个连续的、大规模的高温生产过程。高炉开炉之后，整个系统必须日以继夜地连续生产，除了计划检修和特殊事故暂时休风外，般要到一代寿命终了时才停炉。
1、高炉本体
密闭的高炉本体是冶炼生铁的主体设备。是由耐火材料砌筑成竖式圆筒形，外有钢板炉壳加固密封，内嵌冷却设备保护。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹 、炉缸5部分。
2、供料设备
高炉上料是炼铁高炉系统中最重要的一环，及时、准确的配料、上料是保证高炉产量和产品质量的前提。
3、送风设备
高炉送风系统包括：鼓风机、冷风管路、热风炉、热风管路以及管路上的各种阀门等。其中鼓风机和热风炉是送风系统的主要设备。
高炉鼓风机
高炉鼓风机是高炉最重要的动力设备。它不但直接提供高炉冶炼所需的氧气，而且提供克服高炉料柱阻力所需的气体动力。
高炉热风炉
热风炉是为高炉加热鼓风的设备，是现代高炉不可缺少的重要组成部分。现代热风炉是一种器热式换热器。目前风温水平为1000℃~1200℃，高的为1250℃-1350℃，最高可达1450℃~1550℃。
4、喷吹设备
高炉喷吹主要有固体燃料、液体燃料、气体燃料，可单独喷吹也可混合喷吹。我国高炉以喷煤为主，其工艺流程一般包括煤粉的制备、煤粉的喷吹。
5、渣铁处理设备
高炉渣铁处理系统主要包括：炉前工作平台、出铁场、渣及铁沟、开口机、泥炮、堵渣机、铸铁机、炉渣处理设备、铁水罐等。出铁场一般比风口平台低约1.5m由铁口到砂口（撤渣器或渣铁分离器）的一段为主沟。
6、煤气处理设备
高炉煤气的回收除尘系统包括：炉顶煤气上升管、下降管、煤气遮断阀或水封、除尘器、脱水器。高压操作高炉还有高压阀组等。
除尘工艺：除尘工艺主要有湿法除尘和干法除尘两种。
湿法除尘工艺流程：荒煤气重力除尘器冼涤塔（半精除尘）文氏管（精除尘）脱水器高压阀组净煤气。
干法除尘系统工艺流程：荒煤气重力除尘器旋风除尘-布袋除尘压力控制净煤气。
二、高炉操作
高炉冶炼是一个伴随着上升热煤气流和下降的冷炉料相向运动贯穿于始终的复杂工艺过程。而高炉操作的主要目的是保证上升的煤气流和下降的炉料顺利进行，力求获得更好的技术经济指标。高炉日常操作主要包括：开炉、休风、停炉操作；高炉炉况判断与调节；炉前操作。
1、开炉
开炉是高炉一代炉龄的开始。
开炉前的准备检查：开炉前必须对高炉全部设备进行仔细检查和试运转。
烘炉必须根据一一定的烘炉制度对高炉和热风炉逐渐加热，彻底烘干炉衬以免影响一代寿命。
装料应选用最好的炉料作为开炉引料，按照计算的配料表进行合理的开炉装料。
点火可用700-750℃的热风开炉点火。点火前均应关闭大小料钟，打开炉顶放散阀，并切断与煤气系统的联系。煤气成分接近正常、煤气压力达到要求压力时即可接通除尘系统。第一次铁水出完后就算开炉完毕。
2、停炉
停炉分为：大修停炉和中修停炉。
大修停炉主要是因为炉缸炉底侵蚀严重，无法继续生产。若炉缸炉底良好，而其他部位损坏或炉腹以上砖衬侵蚀严重，则需要停炉中修。
停炉方法主要有充填法和空料线喷水停炉法两种。
充填法：是在决定高炉停炉时停止上矿石。当料线下降时用其他物质充填所空出的料线空间。用于填充的物质有石灰石、碎焦等。也有的用高炉炉渣填充。此法比较安全但停炉后要清除充填物，浪费人力物力。
空料线喷水法：是在停炉开始停止装料，待料面下降上部空间扩大时，从炉顶喷水。当料面到达风口平面或其上1~2m时停止送风，继续喷水。待炉缸内红焦全部熄灭后，开始修理。此法可大大缩短修炉时间，但要注意安全（炉墙坍塌、煤气）。
3、休风
高炉生产过程中因临时检修或计划检修， 而需要短期或者长时间停止送风。
高炉休风和复风操作中最重要的是防止煤气爆炸。无论长期休风还是短期休风都要将高炉本体与煤气管道完全切断。同时在休风期应向高炉炉顶及煤气管道内通入蒸汽，以保持炉顶及管道内的正压，可防止空气渗入并可冲淡煤气中[O]和[H]，减少爆炸的可能性。
高炉恢复送风时，也要注意煤气安全。
4、高炉基本操作制度
高炉操作的基本任务：选择好合理的操作制度，控制煤气流分布合理，充分利用热能和化学能。
高炉基本操作制度包括：炉缸热制度、送风制度、造渣制度、装料制度等。
5、炉况判断
间接观察法：通过热风压力表、炉顶煤气压力表、冷风流量计、炉顶煤气温度计、炉顶煤气成分等判断炉况。
6、炉况处理
正常炉况的特征为：
热制度稳定；
造渣制度稳定；
炉缸工作均匀活跃；
煤气分布合理，分压稳定；
下料速度均匀；
冷却水温差符合规定。
7、炉前操作与热风炉操作
炉前操作的主要任务：是通过渣口和铁口及时将生成的渣铁出净：维护好铁口、渣口和砂口及炉前机械设备（开口机、泥炮、堵渣机和炉前吊车），保证高炉生产正常进行。
热风炉操作的任务：稳定的向高炉提供热风，为高炉降低焦比、强化冶炼创造条件。热风炉工作分为燃烧期和送风期。每座高炉至少配置两座热风炉，一般配置三座，大型高炉以四座为宜。
三、高炉炼铁原料
1、炼铁原料
主要由铁料、燃料、熔剂组成。
铁料：烧结矿、球团矿、块矿
燃料：焦炭、煤粉
熔剂：白云石、硅石、萤石等（一般不配加）
2、原料的作用
铁矿石：（一般为赤铁矿、磁铁矿）提供铁元素。冶炼一吨铁大约需要1.5—2吨矿石。
焦炭：提供热量；提供还原剂；作料柱的骨架。冶炼一吨铁大约需要500Kg焦炭。
反应方程式 C（焦炭）+O =CO
C焦炭+CO =2CO
熔剂：（石灰石、白云石、萤石）使炉渣熔化为液体；去除有害元素硫（S）、除去杂质
空气：为焦碳燃烧提供氧、提供热量。
四、炼铁原理
Fe O +3CO=2Fe+3CO ,
Fe O +4CO=3Fe+4CO
（反应条件——高温）
五、高炉炼铁工艺流程
炼铁工艺流程是将含铁原料、燃料及其它轴助原料按一定比例自高炉炉顶装入高炉，井由热风炉在高炉下部沿炉周的风口向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃科），在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳。原料、燃料随着炉内熔炼过程的进行而下降，在炉料下降过程和上升的煤气相遇，先后发生传热、还原、熔化、脱炭作用而生成生铁，铁矿石原料中的杂质与加入炉内的熔剂相结合形成渣，炉底铁水间断地放出装入铁水罐，送往炼钢厂，同时产生高炉煤气，炉渣两种副产品，高炉渣铁主要由矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成，自清口排出后，经水淬处理后全部作为水泥生产原料，产生的煤气从炉顶导出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。
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关于本文：
校审/曹晶晶
编辑/李娜
来源/中国炼铁网