对料柱阻损的影响：
由卡门公式，高压操作使煤气流在高炉内通过的阻力损失降低。（但炉内料柱阻损的下降并不是上下部均相同的，研究表明，炉子上部的阻损下降得多，下部的下降得少。造成这种现象的原因是料柱上下部透气性不同，高炉下部由于被还原矿石的软熔，孔隙度急剧下降，压力对Δp的作用为孔隙度的下降所减弱。料柱阻损下降好处：a. 高压操作后Δp的下降减少炉料下降的阻力，可使炉况顺行；b.如果Δp维持在原来低压时的水平，则可增加风量，即提高高炉的冶炼强度。） （4）对炉顶布料的影响：
高压操作降低了离开料柱和炉顶的煤气的动压头：
a) 在冶炼强度相同和炉料粒度结构相同的情况下，被吹出炉尘的粒径变小，数量减少（常压改为高压操作后，炉尘吹出量降低20~50％）；
b) h动↓，影响料面的运动。表现为边缘料层加厚，料面漏斗加深，可能恶化边缘区域的炉料透气性，从而使炉内压降增大，削弱了顶压提高的作用。
58. 简述高炉冶炼过程中，喷吹补充燃料的目的是什么？对高炉冶炼的影响有哪些？ 答： （1）目的：以价格较低廉的非焦燃料取代昂贵的焦炭。 （2）影响：
①风口前燃料的燃烧：燃烧热值减少；
②喷吹燃料在风口区热解过程不完全，易形成烟炭； ③炉缸煤气量增加，燃烧带扩大； ④理论燃烧温度下降； ⑤炉缸中心温度上升； ⑥料柱阻损增大；
⑦炉内温度场分布：高温区上移：炉身、炉顶温度略有上升；炉缸温度趋于均匀：边缘下降（t理下降），中心上升（煤气穿透能力增加）；
59. 简述高炉冶炼过程中，影响置换比的因素有哪些？ 答：影响置换比的因素有：
①喷吹燃料的种类：含碳和氢高的燃料，置换比就高； ②喷吹燃料在风口前气化程度：气化越好，置换比越高； ③鼓风参数；
④煤气流利用程度：改进炉料的质量和调剂炉况使炉内η CO和ηH2同时提高而提高置换比。
60. 简述高炉冶炼过程中，限制置换比的因素有哪些？ 答：限制置换比的因素有： ①燃烧速率；
②高炉允许的最低理论燃烧温度；
③流体力学因素也能成为限制喷吹量的环节。
61. 简述什么是富氧鼓风？富氧鼓风的目的和效果如何？
答： （1）富氧鼓风：是往高炉鼓风中加入工业氧，使鼓风含氧量超过大气含氧量。 （2）目的：提高理论燃烧温度。
（3）效果：提高冶炼强度，降低阻力损失，有利于炉料顺行。
62. 简述富氧鼓风操作的特点有哪些？ 答:富氧鼓风操作的特点有：
(1) 富氧能提高理论燃烧温度，降低炉顶温度；（但没有带入热量，反而因富氧后风量减小使
高炉冶炼的热收入减少） (2) 富氧鼓风降低了鼓风的焓。（用它冶炼炼钢生铁和铸造生铁时，焦比不会降低，风温1000～ 1100℃而且还有上升的可能；但是冶炼铁合金时，高温热量集中于炉缸有利于Mn，Si等还原，并且大幅度地降低炉顶温度，降低焦比约1.5～2.4％/％O2） (3) 富氧后可以提高冶炼强度。
(4) 富氧与喷吹燃料相结合，可以扩大喷吹量。
63. 简述富氧鼓风对高炉冶炼的影响有哪些？
答:（1） 对风口前燃料燃烧的影响：燃烧1kg碳所需风量减少，相应地风口前燃烧产生的煤气量也减少，而煤气中CO含量增加，氮含量减少；使t理大幅升高，从而加快了碳得燃烧速度，导致燃烧带缩小。
（2） 对炉内温度场的分布的影响：煤气量↓→炉身温度↓，t理↑，→炉缸温度↑。 （3） 对还原度的影响：富氧对间接还原发展有利的方面是炉缸煤气中CO浓度的提高与惰性的氮含量降低，对间接还原发展不利的方面是炉身温度的降低，两方面因素共同作用的结果，间接还原有可能发展，也可能削减，也有可能维持在原来的水平。 （4） 富氧与喷吹燃料相结合，可以扩大喷吹量。
64. 简述什么是综合鼓风？综合鼓风的效果是什么？
答:（1）综合鼓风：所谓综合鼓风，是指在高炉鼓风中，实行喷吹燃料同富氧和高风温相结合的方法。 （2）综合鼓风的效果：能有效强化高炉冶炼，明显改善喷吹燃料的效果，大幅降低焦比和燃料比。
65. 简述富氧鼓风对高炉冶炼的影响有哪些？ 答: 加湿鼓风的作用：
（1） 稳定风中的湿含量，消除大气湿度波动对炉况不利的影响；
（2） 能减少风口前碳燃烧所需风量，减少产生的煤气量，使燃烧带缩小，这样，可进一步提高冶 炼强度；
（3） 炉缸产生的煤气中CO+H2的浓度增加，N2的含量减少； （4） 降低燃烧区（理论）燃烧温度。
4） 降低燃烧区（理论）燃烧温度。
66. 简述熔融还原法的优点有哪些？
答:a) 还原反应速度快，对原料的限制少，能耗低，污染小；
b) 液态生铁除含有大量物理热外，还含有较高的C、Si、Mn等发热元素，适于高效率的转炉
炼钢方法处理；
c) 与直接还原法相比，生产液态生铁过程中可以把脉石排出。
67. 简述熔融还原法目前存在的问题？ 答:（1） 能耗较高，需大量氧气和电；
（2） 产品质量不好，脱硫不稳定，硅不能有效控制； （3） 设备寿命不高，渣中FeO对耐火材料侵蚀严重。
68. 简述熔融还原法的原理？
答: 在熔融状态下，铁氧化物的全部还原都依靠C/CO来完成，生成的CO燃烧成CO2 ，产生的热量能满足系统热平衡的需要 。
69. 写出欧根公式，说明各因子的物理意义？指出该式对高炉做定性分析时试用的区域，并从炉
料和煤气两方面分析影响△P的因素及改善炉内透气性的主要途径？ 答: （1） 欧根公式：
（2） 各因子的物理意义：
①ΔP/L－散料层的压力降梯度（牛顿/米2/米）； ②μ－气体粘度（Pa·s）； ③ω空－气体的空炉流速（m/s）； ④de－颗粒的当量直径（m）； ⑤ρ－气体密度（kg/m3）； ⑥ε－散料层的空隙率； ⑦ φ－颗粒的形状系数。
第一项代表层流情况，第二项代表紊流情况。 （3） 对高炉做定性分析时适用的区域： ①高炉煤气流速可高达10～20m/s，相应的Re≈1000～3000，高炉处于紊流状态，第一项可舍去 ②
（透气性指数）
（4） 影响△P的因素： ①炉料方面：。
形状系数φ：一般无法调节； 粒度影响：为使ΔP↓→de↑（料块S ↑，摩擦阻力↑）；为了传热和还原→de↓。 二者矛盾！（一般是保证传热和改善间接还原，即使用较小粒度的矿石。改善透气性的重点是增加空隙率）
c.空隙率：入炉炉料粒度均匀，无粉末（影响最大）。（措施：·整粒：按粒度分级入炉；·炉料具有较高的机械强度。） ②煤气方面：。
a.煤气流密度：一般情况下是无法调节的；
b.煤气流速：决定因素。温度升高，气体体积膨胀→ω空↑→ΔP↑；炉顶压力↑，压缩炉内煤气体积→ω空↓→ΔP↓。
（5） 改善炉内透气性的主要途径有： ①一般是保证传热和改善间接还原，即使用较小粒度的矿石。改善透气性的重点是增加空隙率。
②整粒：按粒度分级入炉；炉料具有较高的机械强度。
70. 简述运用杨森公式分析影响散料层内炉料下降的因素。答: 杨森公式：
影响炉料下降的因素有：
①炉型：矮胖型高炉d↑，→qh（炉料的有效质量）↑（但不要忽略炉身预还原的高度）。 ②炉墙结厚或结瘤时，f’↑→不利于炉料下降。 ③负荷加重时（焦炭↓矿石↑），rm↑→ qh↑。 ④ΔP↓时煤气流对料柱的浮力↓→ qh↑。 ⑤炉料有效重量并不随料柱高度的上升而无限上升，而是趋于一个常数（不宜靠过分增加高炉高度来提高下料的顺畅度）。 ⑥0,???hmq?，则会产生悬料现象。
71. 试述“管道行程”的生成机理及其危害。 答:
（1） 生成机理： （2）
①煤气总是沿着透气性好的路线上升的； ②高炉炉料的特性及在炉内的分布是不同的； ③炉内局部气流可能出现超过临界速度的状态形成局部“管道行程”。 （2）危害：
①炉顶温度↑； ②炉料加热不充分； ③间接还原不好； ④铁水质量不稳定； ⑤炉尘吹出量↑； ⑥焦比↑。
72. 试述高炉下部充液散料层内的流体力学特征及“液泛现象”的危害。 答:（1）高炉软熔带以下的状态特征：
①在高炉的软熔带以下部位，唯一的固体为焦炭；
②在软熔带以下，液态渣铁穿过焦炭散料层；与炉身干区相比，料层孔隙度ε↓，煤气流受向下滴落的液态渣铁阻碍；
③在软熔带以下当渣量多、渣粘度大、煤气流速快时，出现煤气把渣铁托住而类似粥开锅时的“液泛现象” 。 （2）“液泛现象”的危害：
①高度弥散在渣铁间的气泡，使煤气流阻力大大升高；
②被煤气流吹起的渣铁，在上部较低温度区域，有重新冷凝的危险；
③渣铁的重新冷凝，一方面将导致料柱孔隙度降低，煤气流动受阻。另一方面，可造成炉墙结厚、结瘤，破坏高炉顺行。
73. 简述运用流体流量比及液泛因子的概念，讨论防止高炉发生“液泛现象”的对策。 答:通过化工喷淋塔的实验，找出流体流量比（K）和液泛因子（f）的对应关系： 液泛→下部悬料。不进入液泛区的条件：3210???Kf。 防止高炉发生“液泛现象”的对策有： ①提高焦炭粒度→Fs↓→f↓（液泛因子）
②改善焦炭强度→避免冶炼过程的细粒化→f↓ ③降低炉渣粘度→η↓→f↓ ④减少渣量L↓→K（流体流量比）↓ ⑤减小气流速度ω↓→f↓（高压操作）
⑥大力发展间接还原（间接还原不好时，渣中FeO与C反应生成CO→渣体积↑→ω↑→f↑） ⑦提高炉渣表面张力（表面张力小，易起泡→渣体积↑→ω↑→f↑）。
74. 试述高炉中发生悬料的机理(分上、下部悬料)？
答: 悬料条件：炉料下降的有效作用力F<0 ，即炉料的有效重量<煤气流的浮力。 悬料的两种形式：
①上部悬料→用杨森公式解释：0,???hmq?，则会产生悬料现象。 ②下部悬料→用液泛现象解释：3210???Kf→液泛→下部悬料。
（m?－散料的堆积密度；?－煤气的压降梯度；f－液泛因子；K－液体流量比）
77. 试述水当量的定义及其在高炉高度方向上的变化特征。
答: 1）水当量定义：单位时间内炉料和炉内气流温度变化1℃时，所吸收或放出的热量。常用冶炼单位生铁的炉料和煤气流作为衡量水当量的基准。 （2）变化特征：
①煤气水当量：沿高炉高度方向变化很小，基本为常数。 a.下部：气体量相对少，但热容较大； b.上部：气体量相对多，但热容较小。 两者的乘积变化不大！
②炉料水当量：在高炉上部变化不大、下部变化较大。
a.上部：间接还原的放热补偿作用→上部炉料水当量变化不大
b.下部：直接还原、熔损反应、熔化等使C料↑↑，进入炉缸仅剩过热耗热，C料↓↓→下部炉料水当量存在峰值！
78. 简述用水当量的概念分析影响高炉炉顶煤气温度、炉缸渣铁温度的因素。 答:
79. 对比高炉法、直接还原法及熔融还原法三种炼铁方法，说明他们的特点。
答案要点：高炉法：以焦炭为主要能源和还原剂....费大，能耗高，污染重。.......转产。（2分）
直接还原法：.......固态海棉铁的工艺方法。直接还原法还原反应速度慢，对原料的限制少， 能耗低，污染小，产品含有C、Si、Mn等低，适于电炉冶炼，直接还原法不能排出脉石。 熔融还原法：在熔融状态下完成还原反应（还原铁矿石）的工艺方法。还原反应速度快，对原料的限制少，能耗低，污染小。液态生铁除含有大量物...外，还含有较高的...等发热元素，适于高效率的转炉炼钢方法处理。与直接还原法相比，生产液体生铁过程中可以把脉石排出。 （2）变化特征：
①煤气水当量：沿高炉高度方向变化很小，基本为常数。 a.下部：气体量相对少，但热容较大； b.上部：气体量相对多，但热容较小。 两者的乘积变化不大！ ②炉料水当量：在高炉上部变化不大、下部变化较大。
a.上部：间接还原的放热补偿作用→上部炉料水当量变化不大
b.下部：直接还原、熔损反应、熔化等使C料↑↑，进入炉缸仅剩过热耗热，C料↓↓→下部炉料水当量存在峰值！
79. 对比高炉法、直接还原法及熔融还原法三种炼铁方法，说明他们的特点。
答案要点：高炉法：以焦炭为主要能源和还原剂....费大，能耗高，污染重。.......转产。（2分）
直接还原法：.......固态海棉铁的工艺方法。直接还原法还原反应速度慢，对原料的限制少， 能耗低，污染小，产品含有C、Si、Mn等低，适于电炉冶炼，直接还原法不能排出脉石（4分）
熔融还原法：在熔融状态下完成还原反应（还原铁矿石）的工艺方法。还原反应速度快，对原料的限制少，能耗低，污染小。液态生铁除含有大量物...外，还含有较高的...等发热元素，适于高效率的转炉炼钢方法处理。与直接还原法相比，生产液体生铁过程中可以把脉石排出。
80. 试说明焦炭在高炉冶炼过程中的作用及高炉冶炼对焦炭的质量要求。
答案要点： （1） 焦炭在高炉冶炼过程中的作用主要有提供热量；骨架作用，同时又是煤气的高透气性通路；还原剂；渗碳剂。（4分）
（2） 高炉冶炼对焦炭的质量要求：...分低要底，硫、磷杂质要少，成分和性能要稳定， .不宜相差过大，以d小/d大=0.7为宜，反应性要小。（6分）
81. 画出高炉内各区域的分布并说明其中进行物理化学反应。 答： （1） 高炉内各区域的分布（4分） （2） 各区域发生的物理化学反应。（6分）
1——固体炉料区：间接还原为主，炉料中水份蒸发及受热分解，兼有少量直接还原。炉料