高炉炼铁设备的操作与维护

摘要：高炉是炼铁的专用设备。虽然近代技术研究了直接还原、熔融技术还原等冶炼工艺，但它们都不能取代高炉，高炉生产是目前获得大量生铁的主要手段。高炉生产是可持续的，他的一代寿命从开炉到大修的工作日一般为7—8年，有的已达到十年或十年以上。高炉炼铁具有规模大、效率高、成本低等诸多优势，随着技术的发展，高炉正朝着大型化、高效化和自动化迈进。

关键词：高炉设备 清洗系统 除尘系统

近代来高炉向大型化发方向发展，目前世界上已有数座5000立方米以上容积的高炉在生产。我过也已经有4300立方米的高炉投入生产，日产生铁万吨以上，日消耗矿石等近2万吨，焦炭等燃料5千吨。这样每天有数万吨的原、燃料运进和产品输出，还需要消耗大量的水、风、电气，生产规模及吞吐量如此之大，是其他企业不可比拟的。

一、炉前操作的任务

1、利用开口机、泥炮、堵渣机等专用设备和各种工具，按规定的时间分别打开渣、铁口，放出渣、铁，并经渣铁沟分别流人渣、铁罐内，渣铁出完后封堵渣、铁口，以保证高炉生产的连续进行。

2.完成渣、铁口和各种炉前专用设备的维护工作。

3、制作和修补撇渣器、出铁主沟及渣、铁沟。

4、更换风、渣口等冷却设备及清理渣铁运输线等一系列与出渣出铁相关的工作。

5、高炉冶炼工艺——高炉基本操作 ：

高炉炉况稳定顺行：一般是指炉内的炉料下降与煤气流上升均匀，炉温稳定充沛，生铁合格，高产低耗。

操作制度：根据高炉具体条件（如高炉炉型、设备水平、原料条件、生产计划及品种指标要求）制定的高炉操作准则。

高炉基本操作制度：装料制度、送风制度、炉缸热制度和造渣制度。

二、高炉冶炼主要工艺设备简介：

1、 [高炉设备]高炉 ：

横断面为圆形的炼铁竖炉。用钢板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸5部分。由于高炉炼铁技 术经济指标良好，工艺 简单 ，生产量大，劳动生产效率高，能耗低等优点，故这种方法生产的铁占世界铁总产量的绝大部分。高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂（石灰石），从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下焦炭（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料）中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出。铁矿石中未还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。产生的煤气从炉顶排出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。高炉冶炼的主要产品是生铁，还有副产高炉渣和高炉煤气。

2、[高炉设备]高炉热风炉介绍 ：

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。提高风温可以通过提高煤气热值、优化热风炉及送风管道结构、预热煤气和助燃空气、改善热风炉操作等技术措施来实现。理论研究和生产实践表明，采用优化的热风炉结构、提高热风炉热效率、延长热风炉寿命是提高风温的有效途径。

3、[高炉设备]铁水罐车：

铁水罐车用于运送铁水，实现铁水在脱硫跨与加料跨之间的转移或放置在混铁炉下，用于高炉或混铁炉等出铁。

三、高炉煤气清洗系统

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。

1、高炉煤气除尘系统的组成

我国1000m3以上的高炉采用煤气除尘系统，从炉喉出来的煤气先经过重力除尘器进行除尘，然后经过洗涤塔进行半精除尘在进入文氏管进行精除尘，除尘后的煤气经过脱水器进入净煤气总管。但随着炉顶压力的增高，促进了文氏管的效率提高，近年来大型高炉已用串联双级文氏管系统来代替塔后文氏管系统。

2、脱泥脱水设备

高炉煤气经过洗涤塔、文氏管等除尘装置湿法清洗后，煤气中夹带部分水泥和灰泥。水分会降低煤气发热值，同时由于水滴中带有灰尘，影响煤气的实际除尘效果，必须采用脱泥脱水设备使其从煤气中分离出来。目前，高炉煤气清洗系统中采用的脱泥脱水设备主要有重力式灰泥捕集器、旋风式灰泥捕集器、伞形或伞旋脱水器和填料式脱水器。

3、重力式灰泥捕集器

气流进入重力式灰泥捕集器后，速度降低，并且改变气流方向，而气流中的灰泥和水滴仍直线加速沉降，产生了水气分离，重力式灰泥捕集器结构简单，不易堵塞，但对细尘粒和水滴的脱尘效率不高。

重力式灰泥捕集器有挡板式和直入式两种型式

4、旋风式灰泥捕集器

把煤气从切向引入捕集器，利用气流的回旋运动，灰泥由于离心力的作业碰撞圆筒壁而沉降，达到捕集灰泥的目的。

5、伞形或伞旋脱水器

伞形脱水器是一种利用改变煤气流向，使水滴撞于伞形挡板上，因失去动能而分离的脱水器设备。

6、填料脱水器

填料脱水器一般作为最后一级的脱水设备，同题高度约为二倍筒体直径。筒内填料目前多用角钢代替木材。材料脱水器的脱水效率为85%，煤气流经脱水器的压力降为500—1000Pa。

四、高炉自动化

高炉自动化的最终目标是计算机控制，实现高炉总体的全部自动控制，既包括冶炼过程、供料、热风炉等各系统的综合闭环控制。目前，高炉采用自动化监测，计算机处理信息和数据指导生产的已越来越多。不少国家为争取实现高炉生产恩德全面自动化进行了大量研究工作。如日本一些高炉将人工智能用于控制练铁过程，使炉况更加稳定。

高炉的自动化包括基础自动化（L1级）、过程自动化（L2级）和管理自动化（L3级），自从2003年的调查结果来看，国内的高炉已基本普及了基础自动化，过程自动化在吸收和消化的基础上也有了一定的发展，而生产管理自动化以及生产制造执行系统（EMS）尚处于研究阶段。因此，在未来较长的时间内，普及提高基础自动化、大力发展过程自动化、重视制造执行系统建设等仍将是国内高炉的工作方向。

结束语：

高炉工作者应努力防止各种事故的发生，保证联合企业的生产进行。目前上料系统多采用皮带上料，电子计算机，工业电视等，但必须保证其可持续作业。高炉从开炉投产到停炉中，此期间连续不间断生产，仅在设备检修或发生时候是才停产。那么我们必须保证各个环节都步步到位，要不必然会影响整个高炉冶炼过程，甚至停产，给企业造成巨大损失。

参考文献：

1、张寿荣，高炉设备使用手册. 北京：冶金工业出版社，2009。

2、徐矩良.对延长高炉寿命的几点看法，中国冶金。

3、宋木森，于仲沽，熊亚飞，李怀远.武钢高炉长寿技术，炼铁。