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高炉 炉炼铁
高炉炼铁工艺十大系统介绍
高炉炼铁工艺的系统组成：原料系统、上料系统、炉顶系统、炉体系统、粗煤气及煤气清洗系统、风口平台及出铁场系统、渣处理系统、热风炉系统、煤粉制备及喷吹系统、辅助系统(铸铁机室及铁水罐修理库和碾泥机室)。
1、原料系统
(1)原料系统的主要任务。负责高炉冶炼所需的各种矿石及焦炭的贮存、配料、筛分、称量，并把矿石和焦炭送至料车和主皮带。
原料系统主要分矿槽、焦槽两大部分。矿槽的作用是贮存各种矿石，主要包括烧结矿、块矿、球团矿、熔剂等，其矿槽槽数及大小应根据各矿种配比及贮存时间确定，一般烧结矿贮存时间不小于10h，块矿、球团矿、熔剂等贮存时间相对更长一些。贮焦槽的作用是贮存焦炭，其槽数及大小根据焦比和贮存时间确定，一般焦炭贮存时间在8-12h。
2、上料系统
上料系统的作用是把贮存在矿槽和焦槽中的各种原料、燃料运至高炉炉顶装料设备中。高炉的上料方式主要有用斜桥料车和胶带运输机两种：
(1)斜桥料车上料方式。目前，我国几乎所有中、小型高炉和部分大型高炉仍采用斜桥料车上料方式。斜桥料车上料方式又分单料车上料和双料车上料两种，单料车上料只适用于小高炉使用，已逐步趋于淘汰。300m3以上高炉以采用双料车上料为主。
(2)胶带运输机上料工艺。新建大中型高炉多采用胶带运输机上料工艺。
3、炉顶装料设备
炉顶装料设备的作用是根据高炉的炉况把炉料合理地分布在高炉内恰当的位置。炉顶装料设备的类型有钟式炉顶装料设备和无钟炉顶装料设备两大类。大多数750m3以下的小型高炉使用钟式炉顶装料设备，大多数750m3以上的大中型高炉使用无料钟炉顶装料设备。
A 钟式炉顶装料设备
钟式炉顶装料设备主要有大、小料钟和大、小料斗及大、小料钟卷扬机及布料器等。
B 无料钟炉顶装料设备
(1)无料钟炉顶装料设备形式，分并罐无料钟炉顶装料设备和串罐无料钟炉顶装料设备。这两种形式的装料设备各有其优缺点，应根据其具体情况确定选用何种无料钟炉顶装料设备。
(2)无料钟炉顶装料设备主要有上料罐、下料罐、上密封阀、下密封阀、料流调节阀、气密箱、布料溜槽、均压设备等。
总之，无料钟炉顶装料设备具有良好的高压密封性能，灵活的布料手段，能使高炉充分利用煤气能，保持高炉顺行;同时运行可靠，易损部件少，检修方便快捷，因此，无料钟炉顶装料设备在现代高炉得到了越来越普遍的应用。
4、炉体系统
炉体系统是整个高炉炼铁系统的心脏部位，其他所有系统最终都是为炉体系统服务的，高炉炼铁几乎所有的化学反应都在炉体完成，炉体系统的好坏直接决定了整个高炉炼铁系统的成功与否，高炉一代炉役寿命实际上就是炉体系统的一代寿命，所以说炉体系统是整个高炉炼铁最为重要的系统。
炉体系统除了最为重要的炉型外，还包括炉壳、内衬、冷却元件、冷却介质、外部管网以及风口、送风支管等附属设备。
5、粗煤气系统
粗煤气系统由煤气导出管、上升管、下降管、放散阀、除尘器、排灰及清灰加湿装置等组成。
高炉产生的高炉煤气含有大量灰尘，必须把高炉煤气中的灰尘除去后成净化煤气方可使用。
(1)设置粗煤气系统，对粗煤气进行粗除尘，经粗除尘后的高炉煤气成半净煤气;半净煤气通过煤气管进入煤气净化系统中进行精除尘，成为净化煤气。净化煤气通过净化煤气管进入各用户。
(2)除尘器排出的高炉煤气灰由火车、汽车运往烧结工序作烧结原料。
(3)上升管、下降管有3种结构形式：双“辫”式、单“辫”式、单“辫”球式。
(4)粗煤气系统的除尘器目前主要有两种形式：重力除尘器和旋风除尘器。
六、风口平台及出铁场系统
(1)风口平台。风口平台的作用在于提供更换风口、观察炉况和检修的场所。
风口平台一般为钢结构，也可以混凝土结构或钢结构与混凝土结构的组合。风口平台面层一般敷设一层耐火砖，平台与炉壳之间的间隙用钢盖板盖住。
(2)出铁场。出铁场的作用在于处理高炉产生的铁水和炉渣。
1)出铁场的主要设备，炉前吊车、泥炮、开口机、堵渣机，现代大高炉一般还设有摆动流嘴和揭盖机。铁水盛装设备主要有铁水罐及罐车、混铁车及罐车。
2)出铁场的形式，有矩形出铁场和环形出铁场两种形式：
①矩形出铁场，此种出铁场适应几乎所有高炉，我国绝大多数高炉均采用矩形出铁场。矩形出铁场形式多样，布置灵活，出铁场宽敞、作业面大、通风透气效果好。不足之处是吊车不能互为备用，并存在作业盲区。
②环形出铁场，此种出铁场适应3个以上多铁口的大高炉，优点是吊车能360°回转工作，作业面大，两台吊车可互为备用，再加主吊和副吊的相互配合，吊车在整个出铁场不存在作业盲区。缺点是吊车需进口，国产吊车不能满足全部工艺要求。另外，出铁场面积受吊车跨距限制，不能做得很大，不如矩形出铁场宽敞。另外，其内部通风透气效果不如矩形出铁场好。此种出铁场在我国部分大高炉有所采用。
3)出铁场的发展趋势：①出铁场平坦化。整个出铁场坡度很小或没有坡度，出铁场显得宽敞整洁，便于生产维护和管理。②设置出铁场栈桥，汽车等多种车辆可直接上出铁场平台，方便各种物料的运输和炉前设备的检修。③全面的通风除尘。
6、风口平台及出铁场系统
(1)风口平台。风口平台的作用在于提供更换风口、观察炉况和检修的场所。
风口平台一般为钢结构，也可以混凝土结构或钢结构与混凝土结构的组合。风口平台面层一般敷设一层耐火砖，平台与炉壳之间的间隙用钢盖板盖住。
(2)出铁场。出铁场的作用在于处理高炉产生的铁水和炉渣。
7、渣处理系统
渣处理系统的作用在于把高炉产生的液态炉渣制成干渣和水渣。干渣一般用作建筑骨料，有的干渣还有一些特殊用途。水渣可出售给水泥厂作生产水泥的原料。
1、干渣的生产方法。干渣有两种生产方法：渣罐车法和干渣坑法。
2、水渣的生产方法。水渣有两种生产方法：泡渣法和炉前冲渣法。
3、水渣和水的混合物脱水的方法按渣水分离的方式分为“过滤法”和“沉淀法”。
另外，还有许多其他的炉渣处理方法。
8、热风炉系统
1、热风炉在炼铁工序中的作用。把鼓风机送出的冷风，加热成高风温的热风后送入高炉，可节省大量焦炭，因此，热风炉是炼铁工序中的一个重要的节能降耗、降低成本的最有效设施。
2、热风炉使用燃料。以高炉煤气为主，可掺焦炉煤气、转炉煤气和天然气提高煤气的发热值。
3、按热风炉传热方式，热风炉可分为换热式和蓄热式两种形式，现代高炉已完全淘汰了换热式热风炉，仅使用蓄热式热风炉。其主要组成部分，热风炉本体主要由燃烧室、蓄热室和炉顶等部分组成。按照燃烧室、蓄热室设置方式的不同，热风炉有外燃式、内燃式和顶燃式。
9、煤粉制备及喷吹系统
1、系统的功能作用。把煤块磨成细粉并且烘干煤中的水分，把干燥的煤粉输送至高炉风口处，然后，从高炉风口喷入高炉内，代替部分焦炭。高炉喷煤是以煤代焦、节约焦炭资源、降低生铁的生产成本、减少环境污染的一项重要措施。
2、系统组成。由煤粉制备系列和喷吹系列组成。
10、辅助设备辅助系统
1、铸铁机室。为处理高炉点火开炉初期生产的不适宜炼钢的铁水及炼钢工序定期检修时生产的铁水，采用铸铁与用铁水罐作为临时贮存工具的工艺。根据所需铸铁量，在铸铁机室内设置若干条铸铁机，此外，还要设置倾翻卷扬机和吊车等设备。
2、碾泥机室。现代大型高炉炉顶压力高，高炉出铁后需用高质量无水炮泥来堵铁口。此外，高炉休风时堵风口用的堵口泥、修补渣铁沟用的泥料和铁口套泥等，均需由碾泥机室生产出来。碾泥机室内设有贮料、称量、配料设备，并设置若干台碾泥机和一台成型机，各种泥料碾制出后，由成型机成型并打包，送往高炉出铁场。