进材质,增加品种,除无定型碳砖外,应增添石墨化或SIC碳砖,提高尺寸精度,缩小砖缝;3,改进炉缸结构和冷却设计,4,生产应加强检测,发现炉缸水温差超出正常值,及时采取有效措施。
39.简要说明解剖调查高炉内部的分区情况及特征。
答案:①固相区:在高炉上部,固体炉料焦、矿呈层状分布,是炉料受热、水分蒸发分解及煤气与炉料进行间接还原的区域;
②软熔带:是炉料进一步受热,矿石开始软化和熔融的区域,出现固—液—气多相反应,主要进行造渣和开始直接还原,软熔的矿石层对上升,煤气阻力很大,煤气流主要靠固状焦炭层,即“焦窗”通过;
③滴落带:向下滴落的液态渣铁通过疏松的焦炭层与焦炭及煤气进行多种复杂地传热、传质过程;
④风口焦炭循环区:具有一定的能量的鼓风与喷入的煤粉和焦炭在循环过程中进行激烈燃烧,上面的焦炭不断补充进来,形成炉内温度高达2000℃以上的高温焦点;
⑤焦炭呆滞区:受四周循环区域的挤压及其碎焦的影响,该区焦炭呈呆滞的锥体状故又称“死焦锥”。“死焦锥”焦炭其实不死,只是更换时间较长;
⑥渣铁储存储存区:渣铁层界限分明,熔渣浮在铁水表面,滴落的铁水通过渣层会发生一些液相之间耦合反应。
40.如何对铁矿石进行评价?
答案:①含铁品位:以质论价,基本上以含铁量划分;
②脉石成分及分布:酸性脉石愈少愈好,碱性稍高可用,AI2O3不应很高; 有些贫矿的结晶颗粒较为粗大,易选可用,否则应慎重;
③有害元素含量:S、P、As、Cu易还原为元素进入生铁,对后来产品性能有害。碱金属B、Zn、Pb和F等虽不能进入生铁,但破坏炉衬或易于挥发,在炉内循环导致洁瘤或污染环境,降低了使用价值;
④有益元素:Cr、N1、V、Nb等进入生铁,并对钢材有益,T1及稀土元素可分离提取有较高是宝贵的综合利用资源;
⑤矿石的还原性:还原性好可降低燃烧消耗;
⑥矿石的高温性能:主要是受热后强度下降不易过大,不易于破碎及软化熔融,温度不可过低。
选矿及回收的粉矿都必须经过造矿才能应用,选矿过程是提供改进矿石性能的大好机会。
41.粉块造矿的意义和目的?
答案:铁矿粉造块并不是简单地将细粉造块,而是在造块过程中采用一些技术措施生产出性能质量更优越的炉料。目的是: ①将粉状料制成具有高温强度的块料; ②通过造块,改善铁矿石的冶金性能;
③除去某些有害杂质,回收有益元素达到综合利用资源和扩大铁矿石供应资源。
42.高碱度烧结矿与自熔性烧结矿相比其性能优越在那里?
答案:①随着碱度的提高,烧结矿中易还原的铁酸钙量逐步增加,还原性得到改善,当碱度提高到一定数值时,铁酸钙成为主相,特别是以针状析出时,还原性最佳,二元碱度大致在2.0左右,如果烧结矿碱度再提高,还原性较差的铁酸二钙及铁酸三钙数量增加,导致还原性下降。酸碱度最佳的峰值应由试验确定; ②具有较好的冷强度和较低的还原粉化率;
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③具有较高的荷重软化温度;
④具有良好的高温还原性和熔滴特性。
43.简要说明造渣的作用?
答案:①与铁矿石中的脉石组成低熔点化合物,即炉渣,使渣铁良好分离; ②利于铁水脱S; ③可调整铁水成分; ④确保高炉顺行;
⑤保护炉衬,在特定情况下也可起到清理炉衬的作用。
44.进一步提高喷煤比的途径?
答案:以煤代焦是当前高炉炼铁的一项重要任务,世界上先进的高炉煤比已经达到200公斤/吨以上,我们应奋力赶上。 限制煤比提高的因素主要有: ①煤粉的燃烧问题;
②理论燃烧温度的保证问题; ③炉内透气性与顺性的矛盾问题; ④煤气Co的利用问题。
下面就操作上应采取的措施简述如下:
①选煤种,抓配煤,选灰分低燃烧性能好反应性高的煤,使用烟煤与无烟煤混喷,控制挥发分在15~25%之间; ②进一步抓“精料”,要着重于炉料性能的改进,特别是焦炭,尽量将渣比控制在270公斤/吨以下;
③尽量使用高风温;
④富O2喷煤与富O2在优势上可以互补,喷200公斤/吨煤粉,富O2率应在1.5%以上; ⑤适当提高实际风速,鼓风动能,宝钢经验大喷煤粉导致边缘煤气流发展,提风速有利于炉缸活跃,煤粉燃烧;
⑥改进布料模式,喷煤越多,焦炭负荷越重,焦炭量相对减少,焦炭的骨架作用负担越重。焦炭的使用模式越要认真对待,宝钢提出的适当增多边缘焦炭量搭好一定宽度的平台,保持较大中心漏斗深度的模式值得研究。
再有就是一定要搞好煤气利用,使Co利用率达50%以上,不能牺牲煤气利用去搞大喷煤。
45.并罐式无钟炉顶相对串罐式有哪些缺点?
答案:(1)由于两个料罐布置偏离高炉中心,导致炉料偏析,布料不对称,径向矿焦比不对称;
(2)由于下料口是倾斜的,料流斜向与中心喉管相撞,导致炉料在炉喉断面圆周方向分布不均匀;
(3)当溜槽的倾斜方向与料流方向一致时炉料抛的很远,而垂直时则较近,所以炉喉断面实际布料形状是椭圆形而非圆形,矿焦两个料层形状不吻合。
46.在高炉冶炼过程中对高炉渣有哪些要求? 答案:高炉渣应满足以下几方面的要求:
(1)炉渣应具有合适的化学成分,良好的物理性质,在高炉内能熔融成液体并与金属分离,还能够顺利地从炉内流出;
(2)具有充分的脱硫能力,保证炼出合格优质生铁;
(3)有利于炉况顺行,能够使高炉获得良好的冶炼技术经济指标;
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(4)炉渣成分要有利于一些元素的还原,抑制另一些元素的还原,具有调整生铁成分的作用;
(5)有利于保护炉衬,延长高炉寿命。
47.高炉采用软水密闭循环冷却方式冷却有哪些优点?
答案:(1)安全可靠。因为采用了经过处理的软水且强制循环,可以承受热流密度的大波动,无结垢、无腐蚀、寿命长、冷却设备破损率小;
(2)耗水量少、能耗少、无蒸发。耗水量只有循环水量的0.1%~1.0%; (3)给排水系统简化、投资少、占地小。
48.实现高炉长寿有哪些措施?
答案:(1)提高炉衬材质,严格筑炉质量; (2)改进冷却设备和冷却制度;
(3)实现控制热流、控制操作炉型的优化操作制度; (4)推行护炉、补炉技术。 难度:较难
开炉后回收煤气引气的条件是什么?
答案:回收煤气条件是:炉料顺利下降,基本消除悬料与崩料现象,炉顶煤气压力大于3000Pa,煤气经爆发试验合格,含氧小于0.6%,可以回收煤气。
49.加湿鼓风对高炉顺行有什么影响? 答案:加湿鼓风在使用1000℃以上高风温又不喷吹燃料时,可以促进炉况顺行。其原因是: (1)扩大了风口前的燃料带; (2)因H2O分解后H2含量增加,可以提高煤气的还原能力,使初渣中FeO减小,成渣带下移; (3)因H2O分解,可以降低燃烧带焦点的温度,使炉缸半径方向温度分布合理。减少SiO挥发,有利于消除高风温或炉热造成的难行。
50.什么叫炉况判断?通过哪些手段判断炉况? 答案:高炉顺行是达到高产、优质、低耗、、安全、长寿的必要条件。为此不是选择好了操作制度就能一劳永逸的。在实际生产中原燃料的物理性能、化学成分经常会产生波动,气候条件的不断变化,入炉料的称量可能发生误差,操作失误与设备故障也不可完全杜绝,这些都会影响炉内热状态和顺行,炉况判断就是判断这种影响的程度及顺行的趋向,即炉况是向凉还是向热,是否会影响顺行,影响程度如何等等。判断炉况的手段基本是两种,一是直接观察,如看入炉原料外貌,看出铁、出渣、风口情况、水温差的变化;二是利用计器仪表,如指示风压、风量,料尺,各部位温度及透气性指数等的仪表。必须两种手段结合,连续综合观察一段时间的各种反映,进行综合分析,才能正确判断炉况。
51.怎样搞好放残铁操作?
答案:放残铁前要安排好时间,迅速完成放残铁的全部工作; ①开始降料面时,切开残铁口处的炉缸围板;
②当料面降至炉腰时,停止放残铁处立水箱的冷却水,并用氧气烧开立水箱; ③当料面降至炉腹时,做残铁口的砖套;
④当料面降至风口区时,可一边从铁口正常出铁,一边烧残铁口。
在安装好残铁沟时,残铁沟与立水箱、炉皮的接口一定要牢靠,以保证百吨残铁顺利流出,不能发生漏铁、打炮、爆炸事故。具体做法是用伸入炉底砖墙内200㎜以上,使从立水箱、炉皮到残铁沟的砖套成为一个整体,并用耐火泥料垫好、烤干。要像制作正常铁口一样制
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作残铁口,才能安全顺利地放好残铁。
52.长期休风、封炉复风后对炉前操作有哪些要求?
答案:长期休风和封炉,由于休风时间长,炉内积存的渣铁和炉缸焦炭随温度下降凝固在一起,复风后短时间内很难将铁口区加热熔化,因此要求炉前做好以下工作。 (1)复风前做好如下准备工作:
①复风前(约8h)用开口机以零度角钻铁口,要将铁口钻得大一些,钻通后直到见焦炭为止。当开口机钻不动时应用氧气烧,烧到远离砖衬内壁0.5m以上深度时再向上烧,烧到炉内距墙1.5m仍不通时,可用炸药将凝固的渣焦层炸裂,使复风后煤气能从铁口喷出以加热炉缸铁口区。
②根据休风时间长短及开铁口的情况,决定是否用一个渣口作临时出铁口,方法是拆下渣口小套和三套,按出铁要求安装一个与三套同样大小的临时铁口,并准备好临时堵铁口的泥枪。
③做好临时撇渣器,既要预防第1、2炉铁炉凉,铁量小易冻结,又要预防因铁口开得过大,铁流过大的现象。
④准备比正常时多的河沙、焦粉、草袋、烧氧气用的材料工具等;
⑤人员要合理安排,尤其是采用临时备用铁口出铁时,要同时安排铁口与临时铁口两组人力。
(2)出铁操作:
①铁口喷煤气时间尽量长一些,争取到铁口见渣为止。
②随时注意风口变化,如果出现料尺过早自由活动及风口涌渣现象应尽早打开铁口。 ③当凝固的渣焦层很厚用炸药也无效时,应立即组织在临时铁口出铁,同时留一部分人继续烧铁口。
④铁口烧开但铁流凉而过小时,应将铁水挡在主沟内,以免在撇渣器内冷凝。只有当铁流具有一定流速时,才能将铁水放入撇渣器并撒上保温剂保温。
53.怎样进行开炉点火操作?
答案:点火表示一代高炉生产的开始。点火前应先进行下列操作: ①打开炉顶放散阀;
②有高压设备的高炉,一、二次均压阀关闭,均压放散阀打开,无料钟的上下密封阀关闭,眼睛阀打开;
③打开除尘器上放散阀,并将煤气切断阀关闭,高压高炉将回炉煤气阀关闭,高压调节阀组各阀门打开;
④关闭热风炉混风阀,热风炉各阀处于休风状态; ⑤打开冷风总管上的放风阀;
⑥将炉顶、除尘器及煤气管道通入蒸汽; ⑦冷却系统正常通水;
⑧检查各人孔是否关好,风口吹管是否压紧。
上述操作完成后即可进行点火。点火方法有热风点火和人工点火两种,热风点火是使用700℃以上的热风直接向高炉送风,最好使用蓄热较高的靠近高炉的热风炉点火,这样可以得到较高的风温,易将风口前的引火物和焦炭点着。这种点火方法很方便,但是风温不足的高炉不能采用;人工点火是在每个风口前填装一些木柴刨花、棉丝等引火物,在炉外把铁棍烧红,然后用铁棍伸入风口点燃引火物。不管使用哪种点火方法,为了保证点火顺利,可在风口前喷入煤油。
54.怎样处理炉体跑火和开裂?
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答案:高炉生产到中后期,会出现炉壳变形甚至开裂而跑火,如果处理不及时或处理不好会酿成大事故。容易出现跑火的地方是冷却壁进出口与炉壳连接的波纹管处,容易开裂的地方是炉身下部、炉腰、炉缸铁口周围。炉体发红、开裂、跑火说明已有高温煤气窜到该处,造成的原因或是炉衬已被侵蚀掉;或是冷却器烧坏;或是冷却器间的锈接缝已损坏,高压高温煤气得以在它们形成的缝隙中窜到冷却壁与炉壳之间的膨胀缝,高温煤气从背面加热冷却壁,加速冷却壁烧坏,加热炉壳使其变形或在应力集中处开裂。 处理上应遵循以下几点:
(1)出现跑火应立即打水,若不见效应改常压,减风、放风直至停风,制止跑火;
(2)检查冷却壁是否漏水,可用分区关水逐块检查,发现有漏水的冷却壁,则酌情减水或通高压蒸汽,尽量不要切断让其烧毁而影响其前面的砖衬,或无法结成渣皮自我保护; (3)如果耐火砖衬已完全损坏掉,可采用喷涂的办法修补,同时利用此机会修复冷却器; (4)补焊炉壳。补焊炉壳切忌用裂缝上另贴钢板的办法,应割补焊或原缝加工后对焊,应注意,使用新钢板割补焊时,新钢板与原钢板的钢号应一致,焊条要对号,焊接处要加工成K形,新钢板加工时应相应加温。
55.请叙述高炉大修后烘炉的目的和用热风烘炉的方法。
答案:(1)烘炉的主要目的是缓慢地除去高炉内衬中的水分,提高其固结强度,避免开炉时升温过快水汽迅速逸出致使砌体爆裂和炉体剧烈膨胀而损坏设备。 (2)热风烘炉方法:
①在均匀间隔的部分风口设热风导入管,管头下弯至炉底一定距离(1~1.4m),并均匀分布在炉缸截面上。铁口设废气导出管,炉顶放散阀适当开度(约开1/3),选定风量(1/4~3/4)按烘炉曲线调风温。
②350m3以下的高炉可不设热风导入管,在风口上放置铁板,挡风板与炉墙间隙约0.3m。更小的高炉可只设铁口废气导出管。
升温曲线要求:粘土砖在300℃左右膨胀系数较大,在此温度应恒温8~16h。粘土及高铝砖,最高风温不超过600℃。碳砖不超过400℃。烘炉期间炉顶温度不超过400℃。无料钟炉顶不超过300℃。其密封室通氮气,保持不超过45℃。烘炉初始风温为100℃左右。提高风温速度300℃以前一般为20~40℃/h,300℃以后一般为30~50℃/h。
56.高炉炉型的发展趋势如何?
答案:①高炉逐步大型化,高炉的Hu/D即高径比缩小。大型高炉的比值已降到2.0; ②炉身角和炉腹角缩小且趋于接近;
③炉缸扩大,在高度和直径两个方面都有所增加,高炉的Vu/A缸缩小,炉缸的扩大使D/d值下降,由过去的1.1降到1.07~1.09。
57.渣黏度对高炉冶炼有什么影响?
答案:①首先是黏度大小影响成渣带以下的料柱透气性; ②黏度影响炉渣的脱硫能力; ③炉渣黏度影响放渣操作; ④炉渣黏度影响高炉寿命。
58.写出高炉冶炼中碱金属的富集循环现象。
答案:碱金属在炉内被还原,一般约70%进入炉渣,30%挥发后随煤气上升,其中一部分逸出炉外,一部分则氧化成氧化物又随炉料下降到高炉下部,再被还原、挥发、氧化形成循环富集。
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