读书笔记
近10年来，中国高炉大型化、高效化、现代化、长寿化、清洁化发展进程加快，炼铁不仅表现在技术经济指标的显著提高，也表现在工艺技术装备水平迅速提升，其中有些已经进入了世界先进行列。
1.1.1高炉炉体结构技术的进步
高炉炉体结构中，两方面的进步是显著的。一是软水或纯水闭路循环冷却得到了大面积的推广，其避免结垢、节水降耗的效果十分明显。同时，我国的铜冷却避及传统的球磨铸铁冷却壁都具有世界先进水平。二是国内的耐火材料技术已经达到或接近世界先进水平，这包括热风炉使用的硅砖和高炉炉缸使用的刚玉莫来石砖、复合棕榈刚玉砖、微孔刚玉砖以及炉身使用的SiC砖、铝碳砖等1.1.2高炉无料钟炉顶设备技术创新
采用无料钟炉顶装料设备是现代化高炉的重要技术特征。首钢自主设计研制的无料钟炉顶设备经历了20多年的创新发展历程，结合大型高炉生产技术的进步，在已有技术的基础上不断优化创新，攻克了大型高炉无料钟炉顶布料装置、齿轮箱冷却、设备工作可靠性及设备使用寿命等关键性技术难题，成为中国自主设计制造全部实现国产化并具有核心竞争力的关键技术装备。
1.1.3高炉煤气全干式布袋除尘技术
高炉煤气干式布袋除尘技术已有30多年的发展历程。2007年1月，中国自主开发的高炉煤气全干式低压脉冲布袋除尘技术在迁钢2号高炉(2650m³) 获得成功，完全取消了备用的煤气湿式除尘系统，研究开发了煤气温度控制、除尘灰浓相气力输送、管道系统防腐等核心技术，使中国在大、中型高炉煤气全干式布袋除尘技术达到国际先进水平。
（1）炉容大型化及其空间尺寸的横向发展：
（2）精料：精料是改善高炉冶炼的基础，近代高炉冶炼必须将精料列为头等重要措施，精料包括提高入炉况品味，改善入炉原料的还原性能，提高熟料率，稳定入炉原料成分和整粒。 （3）提高鼓风温度：提高鼓风温度可以大幅度降低焦比，特别是在鼓风温度比较低时效果更为显著。
(4)高压操作：高压操作可以延长煤气在炉内的停留时间，改善煤气热能及化学能利用，有利于高压操作，为强化冶炼创造条件。
（5）富养大喷吹：从60年代起，世界各国都在发展向炉内喷吹燃料的技术，取代部分焦炭。喷吹得燃
料有重油、天然气和煤粉等，燃料种类的选择与国家和地区的资源条件有关。目前国内外大多以喷吹煤粉（无烟煤和烟煤）为主。
（6）电子计算机的应用：60年代起高炉开始以用计算机，目前已可以控制配料、装料和热风炉操作。
高炉冶炼计算机控制的最终目标是实现总体全部自动化控制，但由于目前冶炼技术水平，还难于实现这一目标。
2 高炉配料计算
2.1配料计算的目的
配料计算的目的，在于根据已知的原料条件和冶炼要求来决定矿石和熔剂的用量，以配制合适的炉渣成分和获得合格的生铁。 2.2配料计算时需要确定的已知条件
2.2.1原始资料的收集整理
生产中原始资料分析常常不完全，或元素分析和化合物分析不相吻合，加之分析方法不同存在分析误
差，以致各种化学组成之和不等于100%。因此，应该先确定元素在原料存在的形态，然后进行核算，使总和为100%。
换算为100%方法，可以均衡地扩大或缩小各成分的百分比，调整为100%，或者按照分析误差允许的范围，人为的调整为100%。调整幅度不大时，以调整Al2O3或MgO为宜。
在各种原料中化合物存在的形态和有关换算，按照下述方法处理。烧结矿分析的S，P，Mn 分别以FeS, P2O5,MnO形态存在。它们的换算为：
S──FeS ω(FeS)=ω(S)×32%
P──P2O5ω(P2O5) =ω(P)×62%
Mn──MnO ω(MnO)=ω(Mn)×55%
式中的S，P，Mn等元素皆为分析值（百分含量），当要计算Fe2O3时，需要从生铁（TFe）中扣除FeO和FeS中的Fe，再进行换算。
ω(Fe2O3)= (112ω(Fe)-ω(FeO)×72-ω(FeS)×88)%
式中的Fe，FeO为分析所得烧结矿的全铁和氧化亚铁的百分含量，FeS为换算所得的硫化铁量。
天然矿石中的S以FeS2形态存在，换算式如下：
ω(FeS2)=ω(S)×64%，式中S为分析所得的百分含量。
2.2.2选配矿石
在使用多种矿石冶炼时，应根据矿石供应量及炉渣成分适当配比选取。此时，需要注意以下几点：
1）矿石含P量不应该超过生铁允许含P量，因考虑P全部进入生铁，故需要依据矿石含量事先预算，若某种矿石冶炼含P超标，此种情况下，只能搭配含P 更低的矿石冶炼。
2）冶炼铸造铁时，应该核算生铁含锰量是否满足要求。
ω[Mn]=ηMn×ω(Mn)矿×m(Fe)铁/ω(Fe)矿
式中：ω[Mn] ──生铁含锰量，%
ω(Mn)矿──混合矿含锰量，%
ηMn ──锰的回收率，一般为0.5～0.6
m(Fe)铁──矿石带入的生铁的铁量，kg/t铁
ω(Fe)矿──混合矿含铁量，%
3）冶炼锰铁时，为保证其含锰量，必须检查矿石含铁量是否大于允许范围。
ω(Fe) 矿=(100-ω[Mn]-ω[C]-ω[Si]-ω[P])/100×(ω[Mn]/ωMn矿×ηMn) 式中：ω[Mn],ω[Si],ω[C],ω[P]表示锰铁中该元素含量，%
ω(Mn)矿──锰矿含锰量，%
ω(Fe)矿──锰矿允许含铁量，%
4）适当控制碱金属
2.2.3确定需要的冶炼条件
(1）根据原料条件，国家标准和行业标准等确定生铁成分。C，P元素一般操作不能控制，而Si,Mn,S等元素可以改变操作条件加以控制。
(2）各种元素在铁，渣和煤气中的分配比例。按照经验和实际生产数据选取。
(3)炉渣碱度选择碱，主要是取决于炉渣脱硫的要求，此外若冶炼低硅生铁钒钛磁铁时，还应该考虑炉
高强钢
渣抑制硅钛还原和利于矾的回收能力，在正常炉钢温度下，要保证流动性和稳定性，因此除了考虑二元碱度外，还需要有适宜的MgO 含量，若炉料含碱金属还应该兼顾炉渣排碱要求。
(4）燃料比确定。确定燃料比应该依据冶炼铁种，原料条件，风温水平和生产经验等全面衡定，在有喷吹条件下，力争多喷燃料。
(5)原燃料成分分析，原料成分见表2.1
表2.1原料成分（%）
原料成分TFe Mn P S Fe2O3FeO MnO MnO2CaO
烧结矿56.6
5
0.09 0.05 0.03 71.13 7.18 0.12 0.00 10.10
天然矿57.5
2
人脸识别门
0.17 0.02 0.13 67.62 14.20 0.00 0.26 1.50
混合矿57.0
0.09 0.04 0.04 70.99 9.15 0.11 0.02 8.21
原料成分MgO SiO2Al2O3P2O5FeS2FeS SO2烧损合计
烧结矿2.6
1
6.20 1.13 0.11 0.00 0.09 0.00 1.16 100
天然矿0.6
5
11.70 2.32 0.05 0.25 0.00 0.00 1.13 100
混合矿 2.2 6.22 1.14 0.10 0.02 0.07 0.00 1.54 100
6
焦炭成分见表2.2
表2.2 焦炭成分（%）
2
2325242286.72
5.1
2 4.37
0.6
8
0.11
0.74 0.05
0.01
0.33 0.33
间硝基苯甲酸0.03
0.06 0.10
有机物 1.35 ∑
全S
游离水 H 2 N 2 S
0.57
4.8
0.40 0.40
0.55
喷吹物成分见表2.3
表2.3喷吹物成分（%） 成
分 C H 2 O 2 H 2O N 2 S
灰分
∑
SiO 2 Al 2O 3
CaO MgO FeO 煤粉 76.24
5.07
4.46
0.79
0.51
0.66
7.48
3.42
0.6 0.32
0.45
（6）配矿比：烧结矿：天然矿=85:15，配成混合矿 （7）生铁成分：炼钢铁，成分见表2.4 表2.4生铁成分 （8）焦比360kg/t，煤比160kg/t，风温1100℃ （9）元素分配率，见表2.5 元素 Fe Mn P S 生铁 0.997 0.50 1.00 炉渣 0.003 0.50 0.00 煤气
0.000
0.00
0.00
0.06
（10）炉渣碱度R=w （CaO ）/w(SiO2)=1.05
成分 Si Mn S P C Fe
合计
%
0.35
0.09
0.03
0.08
4.45
95.00 100.00
其他条件与书上规定一致，根据上述已知条件，下面1000kg生铁作为计算单位进行计算，任务如下：配料计算；物料计算；热平衡计算。
强制系统2.2.4 配料计算的内容
（1）矿石用量及配比计算；
（2）生铁中铁量计算；
（3）渣量及炉渣成分计算；
（4）炉渣性能校核；
（5）生铁成分校核。
2.3计算方法与过程
2.3.1根据铁平衡求铁矿石需要量
焦炭带人Fe量=
㎏
2.25
=
)
88
0.05%
56
+
72
0.74%
56
(×
370
⨯
⨯
煤粉带人Fe量=
0.63
72
56
0.45%
180=
⨯
⨯
kg
进人渣中Fe量=
2.86
997
.0
0.003陶土面砖
950=
⨯
kg [相当于Feo3.68㎏]
挤出机螺杆
63
.
1666
0.57
2.86
0.63
-
2.25
-
950
=
+
=
需要混合矿石量
kg
冶炼每吨生铁炉料的实际用量计算见表2.6
表2.6冶炼每吨生铁炉料的实际用量
名称干料用量kg 机械损失% 水分% 实际用量kg 混合矿1666.63 0.5 —1674.96
焦炭370 0.5 4.8 389.61
煤粉180 ——180
合计2216.63 2244.57
2.3.2终渣成分及渣量计算
（1）终渣S含量
炉料全部含S量=1666.63×0.0004+360×0.0057+180×0.0066=3.96kg
进入生铁的S量=0.3kg
进入煤气的S量=3.96×0.06=0.24kg
进入炉渣的S量=3.96-(0.3+0.24)=3.42kg
（2）终渣的FeO量=3.68kg
（3）终渣的MnO量=
18
.1
55
71
0.5
0.0011
1666.63=
⨯
⨯
⨯
kg
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