矮高爐是一種爐身比通常高爐低很多的高爐,也稱低爐身高爐,風口增多,利於接受風量。
基本介紹
- 中文名:矮高爐
- 外文名:lowshaft blast furnace
- 也稱:低爐身高爐
- 優點:風口增多,利於接受風量
- 定義:爐身比通常高爐低很多的高爐
- 套用學科:冶金術語
簡介,矮高爐的特點,矮高爐爐形和運算元據,優點與缺點,優點,缺點,適用範圍,
簡介
矮高爐(lowshaft blast furnace)是一種爐身比通常高爐低很多的高爐,也稱低爐身高爐。
矮高爐適用於缺乏冶金焦的地區,它幾乎可以使用包括褐煤在內的備種劣質煤和半焦等燃料。它在使用粉礦和渣量很大的條件下,也能順利冶煉,而且投資省,建設快。
矮高爐可以使用強度較差的焦炭、半焦、焦丁、煙煤、褐煤等燃料,對缺乏煉焦煤而有低級燃料和鐵礦較分散且是貧礦約區域,特別有利。
大高爐附近可建設矮高爐以利用大高爐的碎焦粉礦作原料。
矮高爐雖可使用碎礦,但也應過篩,篩去太采田的顆粒,否則生產指標不會很好。原料準備的重要性和高爐一樣,不可忽視。
矮高爐的爐料塊度必須此大高爐用的小,否則煤氣的熱能和化學能的利用會變壞。如果塊度適當,且用大風操作和提高風溫,矮高爐的焦比完全可能不比大高爐高。
矮高爐配合富氧鼓風冶煉鐵合金,是合理的,特別在缺乏強度高的冶金焦的地區,更有發展前途。 ·
如果有高爐和優良冶金焦冶煉普通生鐵時,以使用高爐冶煉為宜。目前矮高爐的日產量,最大的也在300噸以下。
我國一般55立方米左右的小高爐,料柱已經比較短,對燃料強度的要求也不高,其爐形特徵已吸取了矮高的優點,在進一步使用小粒度並襁過籪分的爐料和加大風量的條件下,進一步擴大爐缸,降低高度,完全可能得到更好的不低於大中型高爐的冶煉指標。
矮高爐的特點
矮高爐的 值比大高爐小得多,高度只有大高爐的左右, 因而爐料的停留時間就很短。為了改善加熱和還原的條件,只有減小礦石的粒度。·
R.巴克提出:礦石粒度減少一半,料柱只需原有的。例如20米高的料柱,用45毫米的礦石,如用22毫米的礦石,5米料柱就行了。換句話說,粒度減小一半,同樣的加熱時間和條件,大約可得到4倍的熱量。
也有些資料認為加熱時間(獲得同樣熱量)和直徑的1.4次方成正比。
因而矮高爐都用較細的爐料(例如我國就常用3~5毫米的爐料),其熱交換的效果完全不比高爐差。
國外常在暖高爐上用富氧冶煉,由於它的作用能將熱量集中於下部,提高沿高爐溫度的溫度梯度,對改善高爐的熱能利用特別有利。同時由於煤氣中 濃度提高,也改善了還原條件。此外,有時富氧和含揮發物高的燃料同時使用,還能得到有價值的副產品——富發熱值的爐頂煤氣。
不易選礦的貧鉄礦,用矮高爐冶煉的效果也比較好,這是因為矮高爐的料柱低,溫度梯度大;成渣層薄,即使渣量大,也能保持爐況順行。
矮高爐爐形和運算元據
矮高爐的斷面不但有圓形的,也有方形和橢圓形的。主要考慮是使爐缸寬度(或直徑)不大於兩米,以使在風壓不高的條件下,能充分利用爐缸面積,防止中心堆積。但目前也有爐缸直徑達4.2米,風口以上高度只6.5米的矮高爐,日產達225噸。
採用橢圓斷面的優點忌風壓鞍低,布料良好,爐頂設備的價格並不高,可以大大擴大有效容積,增加風口數目。缺點在於爐身秸構(鋼殼和磚村)的穩定性差。下表是國外58年新建的一個橢圓矮高爐爐形的數據,其風口以上的高度只4.5米,爐胸為直筒形。
有效面積(平方米) | 爐缸(長×寬) | 爐腰(長×寬) | 爐胸直筒型部分(長×寬) | 產量(噸/日) |
22.4 | 3.2×1.4 | 3.68×1.88 | 3.50×1.70 | 44.6 |
一般矮高爐的容積只10~80立方米,風口以上高度只2~5米,爐缸斷面積達1.5~4.5平方米。使用350~850℃的風溫(一般520~600℃)。爐頂溫度200~500℃。一般都在2.0左右。
矮高爐在一般情況下,焦比雖較高(常在1~2),但由於它能使用劣質燃料和加工程度較差的粉礦冶煉,爐況順行,故成本並不高。實際上在提高冶煉強度,使用小粒礦石和富氧或高風疊的情況下,矮高爐的焦比還會進一步降低,達到和大型高爐同樣的水平,國外很多試驗對比,都證明了這一點。
在矮高爐內用富氧冶煉錳鐵的效果也較好,國外某廠冶煉合Mn44%的錳鐵,使用富氧30.2%的空氣,焦比自2.26降到1.765。
優點與缺點
優點
(1)與爐料性能相適應,料柱阻力減小;
(2)風口增多,利於接受風量;
(3)產鐵量高,改進生鐵質量;
(4)降低了燃料消耗,延長使用壽命。
缺點
(1)料柱短,要求布料均勻,才能保證煤氣合理分布,所以爐缸直徑不宜過大。這樣就限制了爐子容積擴大。而長方形及橢圓形的矮高爐爐頂裝料比較困難,不能保缸固定的料及合理的分布。所以目前單個爐子的生產率不是很高的,最大為100~200噸/日。
(2)在不用富氧鼓風.以及使用貧礦和劣質燃料時,爐缸溫度一般很難提高,生鐵成分的、含量不易控制。
(3)焦比高,儘管使用劣質燃料,這也不能不算是一個很大的缺陷。
適用範圍
矮高爐適用於原料、燃料強度差的高爐煉鐵。由於爐身料柱很低,鐵及其他元素基本都是通過直接還原得到的。所以在電力資源豐富和焦炭資源貧乏地區,用電能供冶煉需要的熱量進行煉鐵時多採用矮高爐。它適宜於富氧鼓風冶煉鑄造生鐵以及錳鐵和矽鐵等鐵合金。