第一章 高炉炼铁基础 1

第一节 高炉炼铁生产概述 1

一、生铁的定义和种类 1

二、高炉炼铁工艺流程 1

三、高炉的主要设备及作用 1

四、高炉生产的特点 4

五、高炉生产的产品及应用 4

六、高炉经济技术指标 5

第二节 炼铁车间概述 6

一、炼铁车间设计 6

二、高炉本体设计 7

三、高炉内型设计 13

四、高炉用耐火材料 16

五、高炉冷却设备 27

六、炼铁车间原、燃料供应系统 43

七、炉顶装料系统 51

八、送风系统 61

九、渣铁处理系统 74

第三节 高炉冶炼基本原理 90

一、炉料在炉内的物理化学变化 91

二、直接还原与间接还原的比较 96

三、高炉炉渣与脱硫 98

四、影响燃烧带大小的因素 105

五、炉料运动 111

六、非正常情况下的炉料运动 114

第二章 高炉用原、燃料 121

第一节 高炉用铁矿石 121

一、高炉对铁矿石的要求 121

二、铁矿石的评价标准 121

第二节 高炉用熔剂 123

第三节 高炉用燃料 123

一、焦炭在高炉中的作用 123

二、高炉对焦炭质量的要求 124

第四节 高炉用原、燃料技术标准 124

第三章 高炉操作及事故处理 125

第一节 正常炉况 125

一、正常炉况的标志 125

二、正常炉况时的操作 125

第二节 炉况失常的处理 137

一、亏料线 137

二、中心过重、中心过吹 138

三、管道行程 139

四、偏料 140

五、炉凉、炉热 140

六、连续塌料 142

七、悬料 142

八、炉墙结厚 143

第三节 炉缸堆积 144

一、炉缸堆积原因 144

二、炉缸堆积处理方法 145

三、利用上、下部调剂,处理炉缸堆积 145

四、减少慢风、停风及漏水 146

五、严重堆积时用锰矿洗炉 146

六、改善渣、铁流动性 147

第四节 炉缸、炉底烧穿事故的处理和预防 148

一、炉底烧穿的处理 148

二、炉缸烧穿的处理 148

三、炉缸、炉底烧穿的预防 148

第四章 高炉特殊操作 150

第一节 高炉开炉、烧炉、装料 150

一、烘炉 150

二、装料 152

三、点火 154

四、开炉送风制度 154

第二节 高炉停炉 155

第三节 高炉封炉 157

第四节 短期休风与送风 158

第五节 长期休风与送风 159

第六节 高炉事故处理 161

一、鼓风机突然停风 161

二、突然停电 161

三、突然停水 162

第五章 炉前操作与事故处理 163

第一节 炉前操作任务和指标 163

一、炉前操作对高炉冶炼的影响 163

二、炉前工作平台 163

三、高炉炉前操作指标 164

第二节 铁口的构造与维护 166

一、出铁口的构造和工作条件 166

二、铁口的维护 168

第三节 出铁操作 172

一、打开出铁口时间 172

二、打开出铁口方法 172

三、出铁操作 173

四、开铁口 174

第四节 出铁事故及处理 175

一、铁口工作失常 175

二、铁口孔道偏移 177

三、铁口泥套潮湿出铁时发生爆炸 178

四、泥套破损后堵不上铁口 178

五、潮铁口出铁事故 178

六、开炉时铁口事故及处理 179

第五节 泥炮操作与事故处理 179

一、堵铁口及拔炮作业程序 179

二、泥炮的事故 181

第六节 撇渣器操作 181

一、撇渣器的构造 181

二、撇渣器的操作及注意事项 182

三、撇渣器的各类事故 182

第七节 渣口操作与事故处理 184

一、渣口装置 184

二、放渣时间的确定 185

三、放渣操作 185

第六章 高炉炼铁操作案例 189

一、无水炮泥与高炉操作要“般配” 189

二、如何避免高炉炉缸烧穿事故发生 191

三、高炉炉况失常的表现及处理 193

四、高炉碱金属的危害及防治 200

五、高炉开炉 207

六、高炉溜槽脱落原因及对策 219

七、高炉炉墙结厚及对策 224

八、高炉锌的危害及预防措施 226

九、炉缸侵蚀处理与有效补炉操作 229

第七章 高炉炼铁安全生产 233

第一节 高炉炼铁生产主要危险及安全措施 233

一、高炉炼铁生产特点 233

二、炼铁生产主要危险因素 233

三、炼铁高炉煤气作业区域分类 233

四、炼铁生产主要事故类别和原因 234

五、供上料系统的主要危险和安全措施 234

六、供上料系统的安全操作要点 235

七、煤粉喷吹系统安全技术措施 235

八、炉顶装料系统的安全技术规定 236

九、无料钟炉顶安全技术规定 237

第二节 高炉安全操作注意事项 237

一、休风(或坐料)应遵守的规定 237

二、停炉的安全操作规定 238

三、停电事故处理应遵守的规定 238

四、停水事故处理注意事项 238

五、富氧鼓风安全技术要求 239

六、热风炉安全技术要求 239

七、渣、铁处理安全技术要求 240

八、摆动溜嘴操作安全技术要求 241

九、渣、铁罐使用安全要求 242

十、水冲渣安全要求 242

十一、高炉作业预防煤气事故措施 243

第三节 高炉设备安全检修 243

一、高炉设备检修的安全注意事项 243

二、炉顶设备检修应遵守的安全规定 244

三、热风炉检修应遵守的安全规定 245

四、除尘器检修应遵守的安全规定 245

五、铁水罐检修的安全注意事项 246

六、炼铁厂主要安全事故及预防措施 246

七、高炉煤气TRT发电装置安全要求 246

参考文献 247 2100433B

本书紧密结合钢铁企业生产现场实际情况,全面总结了高炉炼铁生产相关的原理、设备、工艺、操作以及经验教训;结合相关行业规范和标准,重点介绍了高炉生产相关的技术要求、操作、经验和要点;通过案例形式,总结了各类型高炉生产的实际生产数据和工况,实践性、指导性强。书中许多内容来自于企业的生产实践和经验总结,可以帮助读者在生产中提高操作技能,减少操作失误,使高炉稳定运行,达到优质、高产、低耗和长寿的目的。

本书可供广大炼铁技术人员、一线操作人员,生产管理人员阅读,也可供相关专业的院校师生参考。

高炉炼铁高炉炼铁现状

中国的高炉炼铁行业以近于饱和，尽管有着世界最高的产量，但不论是生产成本还是经济收益都差于世界水平，从而导致在世界市场的竞争力不足，对高炉炼铁的可持续发展铺满障碍。其中先进的高炉炼铁厂与落后的高炉炼铁厂共存，并且中小型高炉过多，存在着不符合规定的高炉炼铁厂，在生产上无法做到低成本、低消耗、低污染，无视市场的饱和状态，最终导致供大于求，成品低廉。由于这种不良的市场环境，使得中国的高炉炼铁在环保能源问题上存在缺陷。而我国也作出了相应的对策：为化解过剩的产能，在 2016 年各种政策方案相继颁布，大力推进供给侧结构性改革，使钢铁价格稍有回升，不过并未能解决产量过剩这一问题，在经济收益上稍有改观，根本问题却依然存在。

高炉炼铁技术指标

由我国的行业标准规定大于 4000m3高炉为大型高炉，而大型高炉生产率是小型高炉的数倍，所以我国的大型高炉为高炉炼铁技术起到了带动作用。在其中大高炉的平均炉容约为 4568.75m3，平均利用系数约为 2.085t/(m3.d). 大高炉的平均焦比与

煤比分别为 349.4kg/t、159.76kg/t，平均富氧率为 3.36%。由于中国的矿石品位较低，因此为保证大型高炉的稳定性，大多采用外国进口的原料，其中烧结矿、球团矿和块矿的比例为约为 71.5%、19.7%、8.7%。我国包括中小型高炉在内的燃料比为 539.72kg/t 焦比和煤比分别为 361.02kg/t、141.72kg/t，风温为 1153.96℃。而国外先进水平的燃料比均低于 500kg/t。

非高炉炼铁是指高炉炼铁之外的炼铁方法。包括直接还原炼铁，熔融还原炼铁，粒铁法，生铁水泥法和电炉炼铁等方法 。

钢铁不论是在楼层建造还是在铁路建设中，都是不可缺少的一种重要资源。对于钢铁的制造而言有着基本有两个流程，其中一项重要的流程生产生铁，高炉炼铁即是中国主要使用的炼铁工艺。近些年，中国的高炉炼铁技术快速发展，不断向自动化、大型化、高效化前进，以低成本、低消耗、低污染为目标。但相较于国外先进的高炉炼铁技术却有着一些阻碍中国高炉炼铁技术发展的不良因素。

从20世纪的最后10年开始，中国钢铁工业进入了一个快速发展的阶段。1995年中国生铁产量超过了1亿t(1.0529亿t)。随后，1996年的钢产量达到了1.0124亿t。2001年中国产钢1.5163亿t，2003年产钢2.2234亿t，2005年产钢3.4936亿t。2006年创造了4.1878亿t粗钢和4.0416亿t生铁的纪录。10年间中国钢铁工业的年生产能力翻了两番。

中国钢铁工业快速发展的主要驱动力是中国经济快速增长导致的国内市场对钢铁产品的大量需求。中国经济的快速增长表现为GDP和IFA(固定资产投资)的高速增长。

与1998年相比，2006的钢产量增长率为365. 46%，高于同期的GDP增长率。但是，同期固定资产的增长率高于钢产量的增长率。这说明固定资产投资在决定中国国内的钢铁产品消费上起重要作用。

钢铁产量的快速增加打破了上游供应链的平衡，引起了铁矿石和焦炭的短缺。钢铁产量的增加主要来自新涌现的小高炉和小钢厂。这导致了不合理的钢铁产业结构、对资源的大量需求和对全球环境的巨大冲击。中国钢铁工业的健康发展取决于如何应对这些问题。