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第 五 章 高炉强化冶炼 精料 高冶炼强度 高压 高风温 喷吹燃料 富氧鼓风 低硅冶炼 第三节 高压操作 在高炉的净煤气管道上设调压阀组，依据阀组阀门关闭的程度来升高和调控炉顶压力，一般认为使高炉处于0.03MPa以上的高压下工作，叫高压操作。 我国高炉高压操作始于50年代中后期，第一座料罐式高压高炉为鞍钢9号高炉，1956年7月投产，第一座料车式高压高炉为鞍钢3号高炉，1957年8月投产，炉顶压力为0.06～0.08MPa。紧接着鞍钢10号高炉、本钢、武钢、包钢等新建高炉全部采用高压操作，炉顶压力0.1～0.15MPa。70年代后新建的大中型高炉，特别是宝钢巨型高炉炉顶压力达到0.2～0.25MPa，跃居世界先进行列。 第三节 高压操作 国外高压操作起步较早，特别是前苏联和西欧各国，50年代初就拥有很多高压高炉，当时炉顶压力一般为0.06～0.08MPa。 目前我国部分中型高炉的顶压已提到0.08MPa左右， 部分300～600m3高炉没有采用高压操作技术，需改造为高压高炉，这是一项强化高炉冶炼，提高产量，降低焦比的重大措施。 随着炉顶压力提高，高炉冶炼进程和炉前工作节奏加快，必须采取一系列适应措施，才能保证高压操作顺利进行。 第三节 高压操作 (1) 压头损失降低 提高炉顶压力，在冶炼强度不变的情况下，总压头损失降低，但沿高度方向各部位降低幅度并不一致，下部风口至炉腰间增加，炉腰以上降低幅度较大。因此，生产过程产生的难行或悬料多发生在炉子下部。故高压操作时如何采取措施减少下部压头损失，对充分发挥高压效果具有重要意义。 (2) 边缘气流发展 提高炉顶压力，煤气速度降低，特别是边缘降低幅度较大。 据日本福山高炉测定，炉顶压力每提高0.01MPa，炉喉煤气速度降低5.6％，从而促进边缘气流发展。所以，高压操作必须相应加风，特别是炉顶压力增加幅度较大时，应适当缩小风口面积。 第三节 高压操作 第三节 高压操作 第三节 高压操作 (3) 煤气停留时间延长 提高炉顶压力，煤气在炉内停留时间延长，有利于还原反应进行，也有利于焦比降低。 (4) 有利稳定顺行 提高炉顶压力，由于压头损失降低，流速减慢，作用于炉料的浮力也相应降低，炉料比较容易下降，因而有利于炉况稳定顺行。 (5) 除尘器瓦斯灰量减少 炉顶压力由常压转为0.08MPa时，炉尘量降了20％～50％，现代高炉炉顶压力提高到0.15～0.25MPa，炉尘量常低于10/kg/t。 第三节 高压操作 对产量的影响 高压操作压头损失降低，有利于加风，因而有利于提高产量。早期研究高压对冶炼强度的影响时，许多人都推荐用H.M.查沃隆科夫(H.M)的计算压头损失来计算 第三节 高压操作 对产量的影响 对产量的影响根据上式计算，炉顶压力每提高0.01MPa，大约可增加风量3％，即可提高冶炼强度3％，亦即在焦比不变的情况下增产3％。而高压操作后，焦比总有所下降，增产效果应略高于3％。但是随着炉顶压力的进一步提高，例如由0l提高到0.30MPa时每提高0.01MPa，冶炼强度只能提高1.7％左右。 各高炉由于冶炼条件和操作指导思想不同，高压实际增产效果差别很大。1958～1959年鞍钢3号和9号高炉侧重提高冶炼强度增产，顶压提高0.0lMPa，增产效果大于3％。高压操作时压差高于常压操作压差，但炉况不顺。一般高炉每提高顶压0.01MPa，增产率为2％～3％，且随顶压提高增产率递减。在现代高炉上，顶压每提高0.01MPa，增产率降为1.1±0.2％。 第三节 高压操作 高压操作可降低焦比，其主要原因有: 1)提高炉顶压力，则煤气体积缩小，在风量大致不变的情况下，煤气在炉内停留时间延长，增加了矿石与煤气的接触时间，有利于矿石还原。 2)由于现在使用的球团矿和烧结矿都具有微孔隙和小孔隙，存在着大量的内表面，高压加快了气体在这些微小孔隙内的扩散速度。 3)气体扩散速度加快使得矿石还原速度加快，并且提高炉顶压力后，加速了CO分解(2CO→CO2+C)反应，分解出碳存于矿石之间，也能加速矿石还原反应。 4)提高炉顶压力后瓦斯灰吹出量降低，吹出的碳量也相应减少。 第三节 高压操作 对生铁成分的影响 提高炉顶压力，有碍硅还原反应进行(SiO2＋2C=[Si]+2CO)，因而高压操作有利于降低生铁＆硅量。有利于获得低硅生铁。 第三节 高压操作 高压操作以后，还观察到铁水中含碳量升高(约0.4％～0.5％)，这可能是高压后析碳反应(2CO=CO2＋C)产生的烟碳量增加而使海绵铁渗碳量增多。在现代高炉上，炼钢生铁的含碳量与炉顶煤气中CO的分压有如下的统计关系: 高压操作需注意以下事项 l)提高炉顶压力，要防止边缘气流发展，注意保持足够的风速或鼓风动能，要相应缩小风口面