1、第二部分 專業理論知識及生產工藝實務煉鐵一、 煉鐵的基本工藝知識（一）高爐煉鐵生產的工藝流程及設備1、掌握高爐煉鐵生產的幾大系統答：在高爐煉鐵生產中，高爐是工藝流程的主體，從其上部裝入的鐵礦石、燃料和熔劑向下運動，下部鼓入空氣燃燒燃料，產生大量的還原性氣體向上運動；爐料經過加熱、還原、熔化、造渣、滲碳、脫硫等一系列物理化學過程，最后生成液態爐渣和生鐵；高爐煉鐵的工藝流程系統除高爐本體外，還有上料系統、裝料系統、送風系統、回收煤氣與除塵系統、渣鐵處理系統、噴吹系統以及為這些系統服務的動力系統；2、掌握高爐冶煉產品答：生鐵：是Fe與C（2.55.0）及其他少量元素（Si、Mn、P、S等）組成的合金

2、；生鐵質硬而脆，有較高的耐壓強度，但拉伸強度低，無延展性和可焊性；鐵合金：鐵合金多用于電爐生產，主要供煉鋼脫氧或作為合金添加劑，少量高碳品種鐵合金可用于高爐冶煉；高爐煤氣：產量：16003500m3/t鐵水；熱值：32005000KJ/m3；爐渣：多種金屬氧化物構成的復雜硅酸鹽系；用途：水泥、鐵路道碴、鋪路、混凝土；3、掌握高爐主要技術經濟指標：答：高爐有效容積利用系數：是指大鐘落下時其底邊平面至出鐵口中心線之間的爐內容積；有效容積利用系數：是指在規定工作時間內，每立方米有效容積平均每晝夜生產的合格鐵水噸數，單位：t/m3d；入爐焦比、綜合焦比及綜合折算焦比：焦比即是消耗指標又是重要的技術經濟

3、指標，是冶煉每噸生鐵所消耗干焦的千克數；入爐焦比也稱凈焦比，指實際消耗的焦炭數量，不包括噴吹的各種輔助燃料；入爐焦比（kg/t）干焦耗用量（kg）/合格生鐵產量（t）折算入爐焦比（kg/t）干焦耗用量（kg）/合格生鐵折算產量（t）綜合焦比生產每噸生鐵所消耗的干焦數量以及各種輔助燃料折算為干焦之總和；綜合焦比（kg/t）干焦耗用量噴吹燃料×折算系數/合格生鐵產量綜合干焦耗用量/合格生鐵產量折算綜合焦比（kg/t）綜合干焦耗用量/合格生鐵折算產量煤比、油比： 煤比（kg/t）煤粉耗用量/合格生鐵產量油比（kg/t）重油耗用量/合格生鐵產量生鐵合格率：化學成份符合國家標準的生鐵占生鐵總產

4、量的百分數；生鐵合格率（合格生鐵產量/生鐵總產量）×100%衡量輔助燃料噴吹作業的指標：噴吹率（噴吹燃料總量/總燃料消耗量）×100%噴吹輔助燃料的置換比=（未噴吹輔助燃料前的實際平均焦比噴吹輔助燃料后的平均入爐焦比其它各種因素對實際焦比影響的代數和）/M冶煉強度與綜合冶煉強度：冶煉強度是冶煉過程強化的程度，以每晝夜（日）燃燒的干焦量衡量：冶煉強度（t/m3·d）干焦耗用量/有效容積×實際工作日綜合冶煉強度除干焦外，還需考慮是否有噴吹其他類型的輔助燃料：綜合冶煉強度（t/m3·d）綜合干焦耗用量/有效容積×實際工作日有效容積利用系數、

5、焦比及冶煉強度之間的關系：無噴吹輔助燃料時： 利用系數冶煉強度/焦比有噴吹輔助燃料時： 利用系數綜合冶煉強度/綜合焦比燃燒強度：是指每平方米爐缸截面積上每晝夜（日）燃燒的干焦噸數：燃燒強度（t/m3·d）一晝夜干焦耗用量/爐缸截面積焦炭負荷：用以估價配料情況和燃料利用水平，是配料調節高爐熱狀態時的重要參數：焦炭負荷每批爐料中鐵礦石與錳礦石總重/每批爐料中焦炭量休風率：指高爐休風時間（不包括計劃中的大、中、小修）占規定工作時間的百分數休風率（休風時間/規定工作時間）×100%生鐵成本：生產每噸合格生鐵所需原料、燃料、材料、動力、人工等一切費用的總和；爐齡：指兩代高爐大修之間高

6、爐實際運行的時間，即不算計劃中進行中、小修而造成的休風及封爐時間；噸鐵工序能耗：是指冶煉每噸生鐵所消耗的，以標準煤（每千克標準煤規定的發熱量為29310KJ）計量的各種能量消耗總和；所消耗能量包括各種形式的燃料，主要是焦炭，還有少量的煤、油及其他形式的燃料，甚至也要計入炮泥及鋪墊鐵溝消耗的焦粉；還應計入各種形式動力消耗，如電力、蒸汽、壓縮空氣、氧氣及鼓風等，但應注意扣除回收的二次能源，如外供的高爐煤氣，爐頂余壓發電的電能及各種形式的余熱回收等；（二）非高爐煉鐵工藝1、 了解直接還原法答：直接還原法是指不用高爐直接從鐵礦石中煉制海綿鐵的工業生產過程，海綿鐵是一種低溫固態下還原的金屬鐵，這種產品未

7、經熔化仍保持礦石外形，但由于還原失氧形成大量氣孔，在顯微鏡下觀察形似海綿而得名，其特點是含C低，不含硅錳等元素，而保存了礦石中的脈石；直接還原法可分為：使用氣體還原劑：煤氣兼作還原劑與熱載體，需要另外補加能源、熱煤氣；使用固體還原劑：還原碳先用作還原劑,產生的CO燃燒可提供還應過程需要的部分熱量，不足熱量部分另外補充；2、 了解熔融還原法答： 液態生鐵除含有大量物理熱外，還含有較高的C（24%）以及Si、Mn等發熱元素，雖然冶煉液態生鐵要消耗更多熱量，但是它便于高效率的轉爐煉鋼，在轉爐煉鋼中，以C、Si、Mn等成份儲存的能量可被利用，此外生產液態生鐵的過程可以把脈石成份排除也是一個優點。液態生

8、鐵的生產過程特點是高溫作業，高溫下只能發生碳的直接還原：3CFe2O32Fe+3CO H456.4KJ/mol析出的CO含有大量熱量：3CO3/2O23CO2 H841.6KJ/mol熔融還原法可分為：一步法：用一個反應器完成鐵礦石的高溫還原及渣鐵熔化，生成的CO排出反應器外再加以回收利用；二步法：先利用CO能量在第一個反應器內把礦石預還應，而在第二個反應器內補充還原和熔化；二、高爐煉鐵原料（一）掌握鐵礦石的分類及其準備處理答：鐵礦石的分類：赤鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦等； 礦石名稱礦物名稱化學成分理論含Fe密度t/m3顏色條痕實際富礦含Fe強度及還原性磁鐵礦Fe3O472.45.2黑灰有光

9、澤黑4570堅硬、致密、難還原赤鐵礦Fe2O370.04.65.3紅或淺灰紅5560軟、易破碎、易還原褐鐵礦水赤鐵礦2Fe2O3H2O66.14.05.0黃褐暗褐絨黑黃褐3755疏松、易還原針赤鐵礦Fe2O3H2O62.94.04.5水針鐵礦3Fe2O34H2O60.93.04.4褐鐵礦2Fe2O33H2O60.03.04.2黃針鐵礦Fe2O32H2O57.23.04.0菱鐵礦FeCO348.23.8灰帶有黃褐灰帶黃色3040易破碎、焙燒后易還原入爐前準備：保證入爐原料成份穩定，原料入廠后對其進行中和、混勻處理；含鐵品位高，可直接入爐的天然富礦，入爐前還要破碎、篩分，使其粒度適當（830mm）

10、；（二）熟悉鐵礦石的質量評價答：含鐵品位：含鐵量高可直接送入高爐冶煉的鐵礦石稱為富礦，含鐵品位低需經富選才能入爐的稱為貧礦；一般含Fe50的稱為富礦； 脈石成分及分布：鐵礦石中的脈石包括SiO2、Al2O3、CaO及MgO等金屬氧化物，在高爐條件下，這些氧化物不能或很難被還原為金屬，最終以熔渣的形式形式與金屬分離；有害元素的含量：礦石中除去不能被還原從而造渣的氧化物外，還含有其它化合物，可以被還原為元素形態，其中有的可與Fe形成合金，有的則不能，有些則是有害的；常見的有害元素：P、S；較少見的：As、Cu、K、Na、Pb、Zn、F；P、S、As、Cu易還原成元素進入生鐵；K、Na、Pb、Zn、

11、F不能進入生鐵，易破壞爐襯；有益元素：有些與鐵伴生的元素（Cr、Ni、V及Nb）可被還原進入生鐵，并能改善鋼鐵材料的性能；礦石的還原性：礦石在爐內被煤氣還原的難易程度稱為“還原性”；還原性：褐鐵礦、菱鐵礦赤鐵礦磁鐵礦礦石的高溫性能：礦石是在爐內逐漸受熱、升溫的過程中被還原的，礦石在受熱及被還原的過程中及還原后都不應該因強度下降而破碎，以免礦粉堵塞煤氣流通孔道而造成冶煉過程的障礙；為了在熔化造渣之前，礦石更多的被煤氣所還原，礦石的軟化熔融溫度不可過低，軟化與熔融的溫度區間不可過寬，這樣一方面可保證爐內有良好的透氣性，另一方面可使礦石在軟熔前達到較高的還原度，以減少高溫直接還原度，降低能源消耗；（

12、三）了解熔劑答：由于造渣需要，高爐入爐料中常需配加一定數量的助熔劑，簡稱熔劑；熔劑在高爐冶煉過程中的作用：降低鐵礦石中脈石和焦炭中灰份的熔點；造成一定數量和具有一定物理化學性能的爐渣，達到去除有害雜質（S）的目的；熔劑的分類：堿性熔劑：石灰石（CaCO3），白云石Ca(MgCO3等；酸性熔劑：石英（SiO2）；中性熔劑：主要有鐵礬土；對熔劑質量要求：有效成份高，（CaOMgO）有效（CaO%+MgO%）SiO2×R（四）熟悉高爐冶煉對燃料質量的要求答：焦炭：作用：在風口前燃燒，提供冶煉所需熱量；固體C及其氧化產物CO，是氧化物的還原劑；在高溫區，礦石軟化熔融后，焦炭是爐內唯一以固態存

13、在的物料，是支撐高達數十米料柱的骨架，同時又是風口前產生的煤氣自下而上暢通流動的高透氣性通道；質量要求：強度：焦炭在入爐前要經過多次倒運，在爐內下降過程中承受越來越高的溫度和越來越大的壓力和摩擦力，如果焦炭沒有足夠的強度，則容易破碎，產生大量的粉末，導致料柱透氣性惡化、熔渣黏稠、渣中帶鐵以及風渣口大量破損等；固定C及灰份含量：良好的冶金焦炭應含固定C高（85）而灰份低（13%）；S含量低；揮發份含量適當；成份和性能穩定；粒度平均： 煤粉：向高爐噴吹無煙煤粉，作為輔助燃料替換一部分昂貴的焦炭，降低生鐵成本；質量要求：固定C高，灰份低；S含量低；可磨性好；粒度細；爆炸性弱；氣體燃料：天然氣、石油、

14、冶金工業二次能源氣；（五）了解焦碳生產的工藝流程答：根據資源條件，按一定配比將粉狀煤混勻，置于隔絕空氣的炭化室內，由兩側燃燒室供熱，隨溫度的升高粉煤開始干燥和預熱（50200 oC ）、熱分解（200300 oC ）、軟化（300500 oC ），產生液態膠質層，并逐漸固化形成半焦（500800 oC ）和成焦（9001000 oC ），最后形成具有一定強度的焦炭，整個干餾過程中逸出的煤氣導入化工產品回收系統，從中可提取百余種化工副產品；（六）了解焦碳代用燃料答：噴吹用燃料：煤粉、重油、天然氣；型焦、木炭、無煙煤；三、燒結生產工藝（一）掌握鐵礦粉燒結的基本理論答：散狀物料聚結現象是顆粒間相互聯

15、結力與相互排斥力作用的最后結果，即：顆粒間固結力聯結力排斥力排斥力經常起作用的排斥力是重力，一般情況下物料的比重穩定，顆粒越大則重力越大，即相互排斥力越大；聯結力引力：分子吸引力、靜電接觸電位、過剩電荷引力、磁力；液相作用力：水橋、表面張力、高黏度液體粘合；固體聯結力：鹽類晶橋、熔化物固結液相燒結、黏結劑硬化聯結、固相燒結、化學還應聯結；由于引力數值較小，對鐵礦粉造塊不產生實際作用；液相力中的水橋聯結力只比分子引力大幾倍，對鐵礦粉造塊也不產生實際作用；表面張力比分子引力大34個數量級，能在比表面積很大的細粉造球中表現出相當的聚結能力，成為燒結生料及球團生球聚結成球的主要作用力；固相聯結力很強，

16、一般可比表面張力大12個數量級，可抵消排斥力而具有很強的固結作用，在鐵礦粉造塊過程中起著重要作用；（二）掌握燒結生產的工藝過程答：現代燒結生產是一種抽風燒結過程，即將鐵礦粉、熔劑、燃料、代用品及返礦按一定比例組成混合料，配以適量的水分，經混合及造球后，鋪于帶式燒結機的臺車上，在一定負壓下點火，整個燒結過程是在10001600mm負壓抽風下，自上而下進行的；（三）掌握燒結礦的質量檢驗方法答：燒結礦的質量是根據使用時的需要而擬定的，檢驗方法是根據高爐冶煉的要求制定的，有時也考慮直接還原和煉鋼的要求；冷態物理機械性能：鐵礦石及其礦粉造塊制品應具有一定的冷態強度，其目的是承受運輸和倒翻過程中的破壞作用

17、，以便冶煉過程中仍仍保存一定的粒度和強度，有時也用冷強度間接的表示熱強度的大小；檢驗方法：落下試驗用以檢驗耐跌落性能；耐壓試驗用以檢驗球團礦的抗壓強度；轉鼓試驗以檢驗造塊制品的耐磨和碰撞性能；熱態及還原條件下的物理機械性能：檢驗目的：熱爆裂；還原熱強度；熱脹性；冶金性能：1 還原性好；軟化性測定：要求鐵礦石熔化溫度高，以保持較多的氣固相間的穩定操作，更要求軟熔溫度區間窄，以保持較窄的軟熔帶，有利于煤氣的運動；熔滴性能測定：熔滴溫度高一些，區間窄一些；（四）掌握燒結廠的主要工藝設備答：破碎機、圓筒混合機、梭式布料器、燒結機、單輥破碎機、耐熱振動篩、環式冷卻機、除塵器、燒結抽風機、鏈板運輸機、封閉

18、式返礦圓盤給礦機；四、球團礦生產（一） 了解球團礦生產的工藝過程答：球團礦生產的原料主要是精礦粉和若干添加劑，如果用固體燃料焙燒則還有煤粉或焦粉；這些原料進廠后都要經過準備處理：1所有原料混勻；2將添加劑磨碎到足夠的細度；3將精礦粉磨碎到200網目大于70，上限不超過0.2mm；4將固體燃料破碎到0.5mm；5精礦粉中水分過多時，要進行干燥處理；經過上述準備處理的原料，在配料皮帶機上進行配料；將配料后的混合料與經過磨碎的返礦一起，裝入圓筒混合機內加水混合；混合好的料再加到造球原盤上造球，造球時還要加適量的水；生球焙燒前要進行篩分，篩出的粉末返回造球盤上重新造球；用固體燃料焙燒時，生球加到焙燒機

19、以前，其表面滾附一層固體燃料，這樣制成的生球用給料機加到焙燒設備上進行焙燒；焙燒好的球團要進行冷卻，冷卻后的球團礦篩分后，形成成品礦（10mm）、墊底料（510mm）、返礦（5mm）；（二）了解球團礦的質量檢驗方法答：同燒結礦質量檢驗方法；五、燃料燃燒及煤氣在高爐內的變化（一）掌握焦碳及其它燃料的燃燒答：高爐冶煉的燃料主要是焦炭，其次是粉狀煤炭，它們都是在風口前與鼓風中的氧燃燒，煤的燃燒至少由兩個次過程組成，即煤的熱分解和碳的氧化，二者可以循序進行，也可可以重疊，甚至同時發生；熱分解應受析出物的逸散、碳內部的傳熱及熱分解反應本身三者控制，具體情況與煤粉粒在氣流中的運動狀態和溫度有關；焦炭在風口

20、前的燃燒有兩種狀態：（1）類似于爐蓖上碳的燃燒，炭塊是相對靜止的，容積小及冶煉強度低的高爐上可觀察到這種情況，其燃燒帶特點是：沿風口中心線O2不斷消失，而CO2隨O2的減少而增多，達到一個峰值后再下降，直至完全消失，CO在氧接近消失時出現，在CO2消失處達最高；（2）在劇烈的旋轉運動中與氧反應而氣化；沿風口中心線在燃燒帶內氣相中各成分變化的特點是，O2下降后在向爐中心方向一定距離處又出現一個峰值；CO2則有兩個峰值，然后逐漸消失；（二）掌握燃燒帶對爐缸工作的影響答：1燃燒帶是爐內焦炭燃燒的主要場所，而焦炭燃燒所騰出來的空間，是促使爐料下降的主要因素，生產中燃燒帶上方總是比其他地方松動且下料快，

21、因此，當燃燒帶占整個爐缸面積的比例大時，爐缸活躍面積大，料柱比較松動，有利于高爐順行；從下料順行角度來說，希望燃燒帶水平投影的面積大些，多伸向爐缸中心，并且盡量縮小風口之間的爐料呆滯區；2燃燒帶是爐缸煤氣的發源地，燃燒帶的大小影響煤氣流的初始分布；燃燒帶伸向中心，則中心氣流發展，爐缸中心溫度升高；相反，燃燒帶小，邊緣氣流發展，中心溫度低，對各種反應的進行不利；爐缸中心熱量不足不活躍，對高爐順行是極為不利的。因此，從煤氣流分布合理和爐缸中心溫度充足的角度來說，也是希望燃燒帶較多的伸向中心。但燃燒帶過分向中心發展會造成中心過吹，邊緣氣流不足，增加爐料與爐墻之間的摩擦阻力，不利于高爐順行，因此，為了

22、保證爐缸工作均勻活躍，必須有一個適當的燃燒帶尺寸；（三）掌握煤氣在爐缸內的初始分布對高爐過程的影響答：爐缸煤氣成分由還原性氣體CO和及不參加反應的惰性氣體N2所組成。煤氣中還原性氣體濃度增加，可提高煤氣的還原能力，增加間接還原，降低直接還原。特別是煤氣中H2濃度增加，不僅提高還原性氣體濃度，而且H2能降低煤氣粘度，提高煤氣的滲透能力，有利于還原反應進行；同時提高煤氣的傳熱能力和降低對下降爐料的阻力，這些對高爐冶煉都是有利的。但煤氣不僅是還原劑，同時也是傳熱介質，為了充分進行熱交換，必須有足夠數量的煤氣。煤氣量過分減少，即使還原性氣體濃度很高，對高爐冶煉也是不利的。（四）掌握煤氣上升過程的傳熱傳

23、質作用答：煤氣上升過程中經過三個不同的熱交換區，即爐料水當量大于煤氣水當量的下部熱交換區、爐料水當量與煤氣水當量相同的中部熱交換空區、爐料水當量小于煤氣水當量的上部熱交換區；下部熱交換區的特點是：由于此區內發生Fe、Mn、Si、P等元素的直接還原、部分碳酸鹽的分解、爐料的熔化和渣鐵的過熱等大量的吸熱反應，煤氣降溫快和爐料升溫慢，爐料與煤氣之間的熱交換非常劇烈，煤氣從燃燒帶溫度18002000 oC下降到中部空區950 oC,而爐料從中部空區的950 oC上升到渣鐵出爐溫度1500 oC,煤氣和爐料之間的溫度差達到300500 oC;中部空區：爐料和煤氣溫度接近，只有20 oC左右的溫差，而且此

24、區爐料和煤氣水當量相等，因此熱交換非常緩慢或者基本上不發生熱交換過程，屬于熱交換呆滯區，空區和下部熱交換區的界限是碳酸鹽開始大量分解和碳的氣化反應（CO2+C2CO）明顯發展的溫度線，即9501100 oC的區域；上部熱交換區的特點是：此區內發生高級氧化物的間接還原是放熱反應，爐料吸熱量少，爐料水當量小于煤氣水當量，因此爐料升溫快而煤氣降溫慢，同時，上升煤氣遇到剛入爐的冷料，煤氣與爐料間有較大的溫差，所以熱交換劇烈，爐料由常溫升高到中部空區的950 oC，而煤氣則從下降到爐頂溫度200300 oC；六、爐料及煤氣運動（一）熟悉爐料運動答：高爐內爐料的運動是連續下降的，爐料下降的動力是重力；在冶

25、煉過程中，焦炭中的固定碳在風口前燃燒和參加直接還原變為氣體在高爐內上升；礦石、溶劑、焦炭灰份則熔化和還原成渣鐵而排出爐外，從而使爐內不斷形成自由空間，為爐料的連續下降創造了必要條件。風口前焦炭的燃燒提供3540%的空間，參加直接還原消耗焦炭提供15%左右的空間，而礦石和熔劑在下降過程中重新排列、壓緊并熔化成液相而體積縮小提供30%左右的空間，此外放出渣鐵也提供一部分空間。（二）熟悉煤氣運動答：（三）熟悉爐料和煤氣運動的相互影響答：煤氣從爐缸上升到爐頂，通過軟熔帶、塊狀帶要克服沿料柱的阻力，即阻力損失。這種阻力損失與料柱高低、煤氣流速、爐料空隙度以及煤氣的性質有關； 1 料柱的阻力越大，表明料柱

26、的透氣性越差，對煤氣順行不利；2 改善料柱透氣性的方法是：降低煤氣速度，這可以通過提高頂壓，控制冶煉強度，增大爐料間空隙度的辦法來解決；增大當量直徑和爐料空隙度，這可以通過爐料整粒的辦法解決；降低料柱高度，這可以通過改進爐型設計來解決；七、鐵礦石的還原（一）掌握鐵氧化物還原的熱力學分析（叉子曲線）答：1還原的順序性：無論用何種還原劑，其含氧量是由高級氧化物向低級氧化物逐級變化的，其變化順序為： 570 oC時，Fe2O3Fe3O4FexOFe570 oC時，Fe2O3Fe3O4Fe2想要從鐵的氧化物中奪取氧，還原劑對氧的親和力必須大于被還原元素對氧的親和力，這是作為還原劑的基本條件；衡量各種元

27、素對氧親和力的大小，常用這些元素氧化物的標準生成自由能G作指標；根據熱力學，負值越大的氧化物越穩定：還原反應的一般式為：MeO+B=Me+BO式中：MeO被還原元素的氧化物B 還原劑；Me 被還原元素；BO 被還原氧化物；反應的標準自由能變化為：GoGoBOGoMeO，反應向右進行的條件是Go0,即：GoBOGoMeO；生成自由能的大小說明氧化物的穩定程度，生成自由能愈小，它的化學穩定性愈好，因此，只有其氧化物生成自由能小于被還原元素氧化物生成自由能的才能起還原劑的作用；3高爐冶煉中各種金屬元素還原難易的順序由易到難依次排列為：Cu、Ni、Co、Fe、Cr、Mn、V、Si、Ti、Al、Mg、C

28、a；從理論上講，上面排列的各種元素中，排在Fe后面的各種元素均可作為鐵氧化物的還原劑，因為它們對氧的親和力比鐵都大，但是，根據高爐生產的特殊條件，高爐生產中充當還原劑的是焦炭中的固定碳和焦炭燃燒產生的CO及鼓風水分和噴吹物分解產生的H2.比較這些物質氧化物在高爐條件下的生成自由能與上述各種鐵氧化物的生成自由能，可以得出，在高爐冶煉條件下：Cu、Ni、Co、Fe可以全部被還原；Cr、Mn、V、Si、Ti部分被還原；Al、Mg、Ca完全不被還原；（二）掌握鐵的直接還原、間接還原答：直接還原：用C還原鐵氧化物的反應叫做直接還原；間接還原：用CO還原鐵氧化物的反應叫做間接還原；（三）掌握鐵礦石還原的動

29、力學分析答：未反應核模型比較全面的解釋了鐵礦石還原的動力學；由于鐵氧化物有從高級到低級逐級還原的特點，當一個鐵礦石顆粒還原到一定程度后，外部形成了多孔的還原產物鐵的殼層，而內部尚有一個未反應的核心，隨著反應的推進，這個未反應核心逐漸縮小，直到完全消失。整個還原反應過程按以下順序進行：氣體還原劑的擴散 還原劑內擴散 還原氣體吸附 界面化學反應 氧化氣體脫附 氧化氣體內擴散 氧化氣體外擴散；氣體在固體還原產物層內擴散時，Fe、FeO等原子和離子的擴散可能同時存在，而界面反應時具有吸附自動催化特性，還原過程的各階段中，最慢的一步將是還原反應的限制性環節；八、高爐爐渣和脫硫（一）掌握高爐內的造渣過程答

30、：成渣從礦石軟熔開始，這時形成的渣為初渣，主要由礦石中脈石及未還原的FeO、MnO等組成，初渣在滴落過程中不斷與煤氣及焦炭接觸，在不斷的反應過程中，逐漸失去（FeO）、（MnO）等，同時還吸收焦炭灰份及煤氣中攜帶的物質；初渣在滴落帶以下的焦炭空隙間向下流動，同時煤氣也要穿過這些空隙向上流動，故爐渣的數量和物理性質對于煤氣流的壓頭損失以及是否造成液泛現象影響很大，渣量小，黏度低而表面張力大對煤氣順行有利；爐渣落入焦炭燃燒帶時，焦炭釋放的灰份匯入爐渣，使爐渣中的酸性組分比例顯著增大，最后爐渣聚集在爐缸中，在鐵液上形成逐漸增厚的渣層,諸多反應調整著渣、鐵成份，直至成為終渣，積累到一定數量周期性排出爐

31、外；（二）掌握爐渣結構和性質答：爐渣結構：一般常規的爐渣四個主要成分為CaO、SiO2、Al2O3和MgO，四者合計超過了爐渣的95%，根據礦石及焦炭灰份成分之不同，或者操作水平等差異，可能還含有其他的化合物如：TiO2、BaO、和CaF2等，以及少量的MnO、FeO、CaS等；爐渣性質：熔化溫度及熔化性溫度粘度爐渣的表面性質爐渣成分和幾種重要組分活度（三）掌握爐渣脫硫答：爐渣脫硫反應的熱力學：FeS（CaO）（CaS）（FeO）脫硫的措施：提高溫度；提高爐渣堿度；渣氧勢低，具體表現為（FeO）低；提高鐵液中S的活度系數；爐渣脫硫反應的動力學：爐外脫硫：高爐以酸渣低溫操作，在煉鋼前增設爐外去硫

32、工藝；保留了與高C、Si、Mn鐵水平衡的渣氧勢低的優勢；在鐵水包內進行脫硫，可利用氣體噴射、機械攪拌等手段，加大渣鐵接觸面積，充分發揮渣吸硫的能力；提高高爐生產率，降低燃料消耗，降低成本；脫硫效果好，有利于煉鋼生產；（四）掌握造渣對高爐生產的影響答：1爐渣是決定金屬成品最終成份及溫度的關鍵因素，渣鐵間熱量、質量交換而實現；2爐渣對某些寶貴元素的回收率，或其在渣鐵間的分配比有決定性影響；3在保證高爐操作順行及產品質量合格的前提下，爐渣還應對爐襯起保護作用；4數量少，黏度低，表面張力大的爐渣有利于高爐順行；九、高爐能量利用及工藝計算（一）了解高爐能量利用指標與分析方法答：高爐能量利用指標：燃料比：

33、冶煉單位生鐵消耗的干焦和噴吹燃料量，Kg/t；焦比：冶煉單位生鐵消耗的干焦量，Kg/t；直接還原或間接還原發展程度；燃料中的碳素在高爐內氧化程度或利用程度；高爐內熱能利用程度，t生產單位生鐵的有效熱耗量/熱量總收入；氫利用率，H2H2O/(H2+H2O；（二）掌握理論最低焦比的計算答：（三）了解高爐操作線答：當高爐噴吹燃料含大量H2時，縱坐標用（O+H2）/Fe來表示，操作線斜率為：（O+H2）/Fe/（O+H2）/（C+H2）（CH2）/Fe1DE段（xb，yb），鼓風中的氧燃燒生成CO；2CD段（xf，yf），合金元素直接還原生成CO；3BC段（xd，yd），鐵氧化物直接還原生成CO；4A

34、B段（xi，yi），間接還原使部分CO轉化為CO2；5E點，代表鼓風提供的氧，產生還原氣體的起點， x0，表示碳還沒開始燃燒；6D點，表示鼓風提供的氧燃燒生成的CO量，yb為鼓風提供的氧，xb為生成的CO量；7C點，鐵氧化物中的氧和其他來源的氧生成CO 的分解點，也就是鐵氧化物還原的起點；xcxbxf8B點，直接還原和間接還原的理論分界點xBxbxfxd19A點，代表礦石和爐頂煤氣的氧化度；xA1xi yAydyi十、煉鐵（一）高爐日常操作1、了解基本操作制度答：高爐有四大基本操作制度：熱制度：爐缸應具有的溫度與熱量水平；造渣制度：根據原料條件，產品的品種質量及冶煉對爐渣性能的要求，選擇合適的

35、爐渣成份及軟熔帶結構和軟熔造渣過程；送風制度：在一定冶煉條件下選擇適宜的鼓風參數；裝料制度：對裝料順序、料批大小和料線高低的合理規定；2、了解爐況判斷與調劑依據答：(1引起路況變化的因素有很多：原燃料物理性能、化學成份經常會產生波動；氣候條件的不斷變化；入爐料的稱量可能發生誤差；操作失誤與設備故障也不可能完全杜絕；(2判斷手段：直接觀察，如看入爐原料外貌，看出鐵、出渣、風口情況；利用儀表；(3調劑依據：由于調節爐況的目的是控制其波動，保持合理的熱制度與高爐順行，因此要首先選擇對爐況影響小和經濟效果好的調劑手段，其順序是：噴吹燃料風溫風量裝料制度焦炭負荷凈焦等；(4注意問題： 要盡早知道爐況波動

36、的性質與幅度，以便對癥下藥；要早動少動，力爭穩定多因素，調劑一個影響小的因素；了解各種調劑手段集中發揮作用所需的時間；當爐況波動大發現晚時，要正確采取多種手段同時進行調節；3、熟悉高爐操作管理和操作的基本原則答：高爐操作的基本原則：在已有原燃料和設備等物質條件的基礎上，靈活運用一切操作手段，調整好爐內煤氣流與爐料的相對運動，使爐料和煤氣流分布合理，在保證高爐順行的同時，加快爐料的加熱、還原、熔化、造渣、脫硫、滲碳等過程，充分利用能量，獲得合格生鐵，達到優質、低耗、高產、長壽、高效益的冶煉效果；高爐有四大基本操作制度：熱 制 度：即爐缸應具有的溫度和熱量水平；造渣制度：即根據原料條件，產品的品種

37、質量即冶煉對爐渣性能的要求，選擇合適的爐渣成分及軟熔帶結構和軟熔造渣過程；送風制度：即在一定冶煉條件下選擇適宜的鼓風參數；裝料制度：即對裝料順序、料批大小和料線高低的合理規定。（二）高爐特殊操作1、 熟悉高爐開爐 答：開爐：是高爐一代爐齡的開始，即新建或經大修后的高爐重新開始連續生產；它是一件十分重要的工作，開爐工作的好壞直接影響到高爐一代的生產和壽命，因此要求開爐時必須做到：安全、不發生任何事故； 最快達到正常生產水平；生產出合格生鐵； 開爐初期注意保護高爐內型與設備；開爐前準備工作：開爐前的生產準備工作（原燃料準備、生產人員的配備和培訓、工具材料及勞保用品準備、規程及制度的準備、組織平衡工

38、作、備品備件、生產管理和技術分析準備）；開爐前的設備檢查，試運轉及驗收工作；烘爐；開爐的配料計算；裝爐；安排好點火、送風及出渣出鐵工作；2、 熟悉高爐停爐答：停爐有大修停爐和大型中修停爐兩種； 對停爐工作有哪些要求：保證人身設備安全；盡量縮短停爐過程，減少經濟損失；盡量減少爐內殘留爐料和渣鐵，為維修工序創造有利條件；停爐前準備工作： 提前停止噴吹燃料，改為全焦冶煉；爐缸有堆積現象時，停爐前幾天應降低爐渣堿度，清洗爐缸；安裝爐頂噴水設施和調節裝置；準備好扒除爐內殘留爐料、磚襯的工具；作好爐缸放殘鐵的準備工作；組織準備：指揮機構、人員安排、制定停爐計劃等；停爐方法：填充停爐法：用焦丁代替正常爐料從

39、爐頂加入，適當噴水控制爐頂溫度，待焦丁下降到風口區時停爐；此方法較安全，但需要大量焦丁，停爐扒料工作量大，造成時間、人力、物力的浪費；降料面停爐法：停爐開始，停止裝料，使料面降低，用爐頂噴水控制爐頂溫度不超過500 oC，當料面降至風口區時停止送風；此方法比較節省，操作技術水平高、安全，已被廣泛應用；（三）、高爐冶煉事故的處理1、 了解高爐爐瘤答：高爐爐瘤：是指爐內已熔化的物料凝結在爐墻上，與爐墻耐火磚結成一體，在正常冶煉條件下不能自動消除，并且越積越厚，最后嚴重影響爐料下降，使高爐無法正常生產；爐瘤分類：按化學成份分為：碳質瘤、灰質瘤、堿金屬瘤和鐵質瘤；按形狀可分為環形瘤和局部瘤；按產生的部

40、位分為上部瘤和下部瘤；處理方法：洗瘤、炸瘤（適用于大面積爐瘤）； 2、 了解爐缸凍結答：爐溫下降到渣鐵不能從渣鐵口自動流出時，為爐缸凍結；是嚴重事故，必須盡量避免；引起原因：連續崩料未能及時制止；長期低料線未補加凈焦；上料稱量有誤差，實際的焦炭負荷過重；大量冷卻水漏進爐內；炸瘤后補加的凈焦數量不足，爐瘤熔化進入爐缸參加直接還原，造成爐缸溫度降低；處理方法：首先減風2030，保證爐內焦炭緩慢燃燒；盡量保證較多的風口正常工作，至少保證渣鐵口兩側的風口進風；用氧氣燒開鐵口和渣口，設法讓爐內渣鐵流出；發現爐缸凍結，應及時大量加凈焦，并減輕焦炭負荷，停止噴吹，提高風溫，減少熔劑，降低爐渣堿度；盡量避免休

41、風；如爐缸嚴重凍結，可將渣口二、三套取下，砌上耐火磚，從渣口出鐵；如渣口也放不出鐵，則用氧氣向上燒渣口，使其與上方相鄰的兩個風口連通，用渣口上方的兩個風口進風，從渣口出渣出鐵；待爐溫轉熱時，首先恢復渣口的正常工作，然后逐漸增加進風口；（四）爐前與熱風爐操作1、 掌握爐前操作答：密切配合爐內操作，按時出凈渣、鐵，保證高爐順行；維護好出鐵口、出渣口、渣鐵分離器及泥炮、堵塞機等爐前設備；在工長的指揮下，更換風口、渣口及其它冷卻設備；保持風口平臺、出鐵場、渣鐵罐停放線、高爐本體各平臺的清潔衛生；2、 掌握熱風爐操作答：在現有設備和燃料供應條件下通過精心調節燃燒器的煤氣量和空氣量，正確掌握換爐時間，最大

42、限度發揮熱風爐的供熱能力，盡量提高風溫，為高爐降低燃料比創造條件，此外，還要與高爐配合，做好休、復風操作；高爐生產知識問答P309（五）高爐冶煉強化及自動控制1、 熟悉高爐冶煉強化的基本內容答：高爐強化冶煉是指使高爐生產達到高產、優質、低耗的一系列技術措施，主要包括精料、高冶煉強度、高壓、高風溫、噴吹燃料和富氧鼓風等；精料：提高原料質量，為高爐高強度低焦比冶煉打下物質基礎；高冶煉強度：采用加大鼓風量，加大風口前焦炭的燃燒強度，以提高產量；高壓：提高高爐爐頂壓力，降低壓差，促進高爐順行；高風溫：提高鼓風溫度，用鼓風物理熱代替燃料的燃燒熱，降低單位生鐵的燃料耗量； 噴吹燃料：用從風口噴入的煤粉或重

43、油、天然氣代替一部分焦炭，達到降低成本和促進高爐順行的目的；2、 熟悉高爐過程自動控制答：知識產權保護一、了解知識產權的基本概念答：知識產權（Intellectual Property或Intellectual Property Rights）是指自然人、法人或其他組織依法對其在文學藝術和工商科技領域中從事創造性智力勞動獲得的成果所享有的一種獨占權利，是專利權、商標權、版權（著作權）等一系列權利的統稱；二、了解知識產權的分類答：（1）傳統知識產權分類：（2）67年知識產權分類：文學藝術和科學著作；演員的表演、唱片和廣播；人類致力于一切技術領域發明；科學發現；工業品外觀設計；商標、服務標記、廠商名稱和標記；制止不正當競爭；（3）95年知識產權分類：版權和相關權；商標權；地理標記權；工業品外觀設計權；專利權；集成電路布圖設計權；未披露的信息的保護；三、