小高爐

小高爐是指有效爐容小於100立方米的高爐，小高爐不同於“土高爐”，高爐是煉鐵的一種設施，也是目前最具有規模經濟的煉鐵法。

基本介紹

• 中文名：小高爐
• 外文名：xiaogaolu
• 說明：最具有規模經濟的煉鐵法
• 特點1：爐役長
• 特點2：生產機械化。
• 特點3：容積大

特點

小高爐不同於“土高爐”，根本的不同點在於：①築爐方法不同。爐殼用鋼板製成，內砌耐火磚，形狀呈豎直圓筒狀。

②爐役長。一代高爐（從開爐到大修）可連續生產幾年到十幾年。

③生產機械化。從裝料、送風、排渣到出鐵，整個生產過程基本實現了機械操作，大大減輕了工人的勞動強度，縮短了冶煉時間，提高了生鐵產量和質量。

小高爐

④容積大。由於採用了先進的送風加熱設備，為加大高爐容積提供了條件。

⑤燃料要求不同。“土高爐”除少數有條件的採用焦炭或煤外，絕大多數使用木炭；煉鐵高爐則由於容積大，料柱高，必須使用強度好、低灰、低硫的焦炭。

技術發展

1960年，全國冶金系統開展技術革新和技術革命，大部分小高爐經過技術改造，實現了風機並聯，多嘴燃燒，蒸汽清灰，高效率破碎焦炭、礦石、燒結礦，煤氣並聯等先進工藝。

1970年1月，一些地區小鋼鐵廠的小高爐，用鋼爐殼取代了過去的磚爐殼。

高爐原料

20世紀50年代，煉鐵小高爐基本“吃生料” ，原礦品位低，一般含鐵在30～40%。如:1971年9月，略陽鋼鐵廠選礦一系列工程竣工後，韓城鐵廠、黑木林鐵礦、漢中地區鋼鐵廠相繼建成選礦設備，到80年代入爐礦石品位提高到48%。1970年，略陽鋼鐵廠用土法生產燒結礦，為土燒結礦生產提供了一定的經驗。1978年，寶雞市紅光鐵廠在土燒結礦生產的基礎上，試驗成功“無煤燒結”，在國內推廣。1978年1月，略陽鋼鐵廠建成24立方米燒結機1台。該機採用兩台2000×4350圓筒混料機混料，SZK1500×4500熱振篩篩分，40立方米帶冷機冷卻。從此，略陽鋼鐵廠高爐結束了“吃”原礦和土燒結礦的狀況。1985年，冶金廳要求地縣小鐵廠變土燒為機燒，一些廠開始建設了燒結機；高爐熟料比從1970年的5.4%提高到77.6%。此外，各生產企業在煉鐵原料的高（品位高）、小（粒度小）、淨（雜質少）、勻（顆粒勻）、熟（提高熟料比）、穩（成分穩定）方面，還採取了其他一些措施。

風溫技術

1958年，陝西的高爐冶鐵採用管式熱風爐，風溫在400℃左右。1970年，一些小鋼鐵廠採用考貝式熱風爐，風溫在600～800℃間。1975年，西安冶金建築學院為涇陽鐵廠設計了球式熱風爐（銅川鐵廠也建設了這種熱風爐），建成投產後，風溫達1000℃左右。隨後，很快普及了這一技術。1980年10月，略陽鋼鐵廠將2號高爐的3座內燃式熱風爐改為馬琴式外燃熱風爐，風溫亦達1000℃左右。到1982年，全省煉鐵高爐的平均風溫為937℃。1985年，全省59立方米以下的高爐均採用球式熱風爐，59方米以上的高爐採用考貝式熱風爐。略陽鋼鐵廠則採用了外延式熱風爐，風溫在1000℃左右，最高達到1100℃。 煤氣淨化：小高爐在採用球式熱風爐的同時，還採用了煤氣除塵淨化技術。1976年，涇陽鐵廠和銅川鐵廠採用布袋除塵工藝。銅川鐵廠使用4個1985厘米的圓筒箱體，涇陽鐵廠採用4個方箱體，每個箱體內裝有玻璃纖維布袋。布袋除塵較濕法除塵節約用水，減少污染，除塵效率高。1981年，略陽鋼鐵廠在高爐煤氣除塵系統中增加了兩台電除塵器。1985年，西安冶金建築學院和山東省有關單位共同研製成JX-I型蓄能反吹式高爐煤氣布袋除塵器，在寶雞紅光鐵廠、漢中地區鋼鐵廠試用，效果較好。方法是：向箱體反向供給淨煤氣，迫使布袋縮癟，灰塵脫落。

高爐壽命

1972年以前，高爐壽命一般在一年左右。1973年10月，略陽鋼鐵廠首先試用炭搗爐襯。先試驗熱炭搗，因炭固過程工作條件太差，後改為冷炭搗，高爐壽命延長了兩年左右。隨後，幾個地縣鐵廠也開始試用此法。1973年12月，略陽鋼鐵廠改進了爐襯結構，爐底內層採用兩層高鋁磚，其上為炭搗。爐缸自制不燒炭磚（風、鐵口除外），其餘用粘土磚；爐底自爐腹趵光面冷卻壁，爐腰一層支梁水箱。這一改進使高爐壽命延長到5～6年。1981年後，該廠先後用水冷綜合爐底，自焙炭磚內襯砌至爐身1/2處，其餘為粘土磚；爐底至爐缸為光面冷卻壁，其上至爐身1/2為鑲磚冷卻壁，高爐壽命延長到9～10年。

爐前鑄鐵

1972年以前，煉鐵廠都採用爐前沙型鑄鐵，型鐵表面粗糙，塊度大小不勻，事故多，損失大。1972年，略陽鋼鐵廠設計製造成一台單鏈鑄鐵機，從此結束了陝西省爐前沙型鑄鐵的歷史。1975年，該廠又把單鏈帶改為雙鏈帶。1974年，寶雞紅光鐵廠爐前小型鑄鐵機建成投產。

此外，其他機械佬、自動化亦不斷實現。1958年，高爐冶鐵上料基本靠人挑車推，配料靠人工磅秤。1959年，西安八一鐵廠28立方米高爐率先採用皮帶輸送機上料，開始了上料機械化。到1985年，煉鐵高爐的上料系統基本實現了機械化、自動化，部分高爐還採用微機控制和自動稱量。

主要影響

小高爐煙塵瀰漫，對周圍環境影響較大，嚴重干擾居民生活。小高爐在生產過程中，若無環保設備，排放大量有毒的廢氣、廢渣和廢水，直接威脅到人的健康和生命;其次,大部分非法冶煉企業高爐容積小，裝備比較落後，屬於淘汰產業之列。非法小高爐無煙氣淨化措施，氟污染嚴重，難以治理，“三廢”排放嚴重超標。另外，由於這些非法小高爐生產工藝沒有實現與正規冶煉工序的熱裝熱送，熱能利用效率低，浪費能源。

治理方法

氣體回收

河南治理小高爐使用了煤氣化，加設陶瓷熱風爐，然後對排放的餘熱進行有效回收利用。

煙氣餘熱回收途徑通常採用二種方法:一種是預熱工件；二種是預熱空氣進行助燃。煙氣預熱工件需占用較大的體積進行熱交換，往往受到作業場地的限制（間歇使用的爐窯還無法採用此種方法）。預熱空氣助燃是一種較好的方法，一般配置在加熱爐上，也可強化燃燒,加快爐子的升溫速度，提高爐子熱工性能。這樣既滿足工藝的要求，最後也可獲得顯著的綜合節能效果。

此外國內從五十年代開始在小高爐上採用預熱空氣的預熱器，其中主要形式為管式、圓筒輻射式和鑄鐵塊狀等形式換熱器，但交換效率較低。八十年代，國內先後研製了噴流式，噴流輻射式，復台式等換熱器，主要解決中低溫的餘熱回收。在100度以下煙氣餘熱回收中取得了顯著的效果，提高了換熱效率。但在高溫下仍因換熱器的材質所限，使用壽命低，維修工作量大或固造價昂貴而影響推廣使用。

21世紀初國內河南省鞏義市終於研製出了陶瓷換熱器。其生產工藝與窯具的生產工藝基本相同，導熱性與抗氧化性能是材料的主要套用性能。它的原理是把陶瓷換熱器放置在小高爐煙道出口較近，溫度較高的地方，不需要摻冷風及高溫保護，當小高爐溫度1250-1450℃時，煙道出口的溫度應是1000-1300℃，陶瓷換熱器回收餘熱可達到450-750℃，將回收到的的熱空氣送進窯爐與燃氣形成混合氣進行燃燒，這樣直接降低生產成本，增加經濟效益。

陶瓷換熱器在金屬換熱器的使用局限下得到了很好的發展，因為它較好地解決了耐腐蝕，耐高溫等課題，成為了回收高溫餘熱的最佳換熱器。經過多年生產實踐，表明陶瓷換熱器效果很好。它的主要優點是：導熱性能好，高溫強度高，抗氧化、抗熱震性能好。壽命長，維修量小，性能可靠穩定，操作簡便。是目前回收工業窯爐高溫煙氣餘熱的最佳裝置。

陶瓷換熱器可以用於冶金、有色、耐材、化工、建材等行業主要熱工窯爐，正在為世界的節能減排事業作出了巨大的貢獻。

提高質量

如何提高小高爐生鐵質量

根據張家口市的經驗，要從原料管理、爐前操作、設備維修三個方面下功夫，其中加強原料管理尤為重要。提高生鐵質量的中心要求就在於最大限度地降低生鐵中的含硫量。硫，來自焦炭，來自礦石，要消除它，首先應當把住原料關，限制它入爐。這同衛生工作貫徹“以預防為主”的方針一樣，防的工作做好了，治療的任務就大大減少了；從原料上把硫消除到最低限度，冶煉中的脫硫就比較好辦了。在冶煉前脫硫，矛盾是單一的，操作簡單，事半功倍；把大量硫分帶到爐內去處理，就要引起爐內造渣配料上一系列的變化，就比冶煉前脫硫複雜得多。許多地方小高爐的成功經驗表明：原料管理的基本要求是“粗糧細作”，“細糧精作”，讓高爐吃細糧、吃熟料。做到了這一些，生鐵質量的提高就有了最基本的保證。但這必須進行一系列的細緻的工作。

除了採煤、洗煤、煉焦、採礦、選礦、燒結各個環節上都要努力提高產品質量以外，從煉鐵廠來說，主要是抓住焙燒、破碎、洗選、過磅、上料五個環節，除掉泥、土、沫、雜（雜質）“四害”，實行粒度分級、質量分類、混勻儲存、以爐定料、加強爐料化驗。上面說的這些措施是提高生鐵質量、增加生鐵產量的根本措施。經過層層把關，層層採取措施，把原料中的硫分去掉了絕大部分，其餘的硫分要在冶煉過程中去處理。許多地方小高爐的成功經驗說明：在冶煉中提高脫硫效率，也就是提高生鐵產量的中心環節，是實行高冶煉強度、高風溫、大風量的操作方法；其次要加強技術管理，健全操作規程，建立責任制度，樹立良好的生產秩序。要保證小高爐持續優質高產，還必須加強設備維修工作，制訂合理的檢修規程，準備必要的備品、備件，千方百計向事故作鬥爭。做好了這些工作，就能使機器正常運轉，使高爐鐵水長流。