1、工藝技術(shù)參數(shù)研究

高爐冶煉過程是在一個(gè)密閉的豎爐內(nèi)進(jìn)行的。高爐冶煉過程的特點(diǎn)是，在爐料與煤氣逆流運(yùn)動(dòng)的過程中完成了多種錯(cuò)綜復(fù)雜地交織在一起的化學(xué)反應(yīng)和物理變化，且由于高爐是密封的容器，除去投入(裝料)及產(chǎn)出(鐵、渣及煤氣)外，操作人員無法直接觀察到反應(yīng)過程的狀況，只能憑借儀器儀表間接觀察。

為了弄清楚這些反應(yīng)和變化的規(guī)律，高爐料車生產(chǎn)廠家建議首先應(yīng)對冶煉的全過程有個(gè)總體和概括的了解，這體現(xiàn)在能正確地描繪出運(yùn)行中的高爐的縱剖面和不同高度上橫截面的圖像。這將有助于正確地理解和把握各種單一過程和因素間的相互關(guān)系。高爐冶煉過程的主要目的是用鐵礦石經(jīng)濟(jì)而高效率地得到溫度和成分合乎要求的液態(tài)生鐵。為此，一方面要實(shí)現(xiàn)礦石中金屬元素(主要為Fe)和氧元素的化學(xué)分離――即還原過程;另一方面還要實(shí)現(xiàn)已被還原的金屬與脈石的機(jī)械分離――即熔化與造渣過程。最后控制溫度和液態(tài)渣鐵之間的交互作用得到溫度和化學(xué)成分合格的鐵液。全過程是在爐料自上而下、煤氣自下而上的相互緊密接觸過程中完成的。低溫的礦石在下降的過程中被煤氣由外向內(nèi)逐漸奪去氧而還原，同時(shí)又自高溫煤氣得到熱量。礦石升到一定的溫度界限時(shí)先軟化，后熔融滴落，實(shí)現(xiàn)渣鐵分離。已熔化的渣鐵之間及與固態(tài)焦炭接觸過程中，發(fā)生諸多反應(yīng)，最后調(diào)整鐵液的成分和溫度達(dá)到終點(diǎn)。故保證爐料均勻穩(wěn)定的下降，控制煤氣流均勻合理分布是高質(zhì)量完成冶煉過程的關(guān)鍵。

2、上料系統(tǒng)的工藝

高爐供上料系統(tǒng)由貯礦槽、貯焦槽、槽下篩分、稱量運(yùn)輸和向爐頂上料裝置等組成。其作用是將來自原料場，燒結(jié)廠及焦化廠的原燃料和冶金輔料，經(jīng)由貯礦槽、槽下篩分、稱量和運(yùn)輸、爐料裝入料車或皮帶機(jī)，最后裝入高爐爐頂。隨著煉鐵技術(shù)的發(fā)展，中小型高爐的強(qiáng)化、大型高爐和無鐘頂?shù)某霈F(xiàn)，對上料系統(tǒng)設(shè)備的作業(yè)連續(xù)性、自動(dòng)化控制等提出來更高的要求，以此來保證高爐的正常生產(chǎn)。

3、煉鐵工藝

高爐煉鐵的原料：鐵礦石、燃料、熔劑

3.1、鐵礦石

鐵都是以化合物的狀態(tài)存在于自然界中，尤其是以氧化鐵的狀態(tài)存在的量特別多?，F(xiàn)在將幾種比較重要的鐵礦石提出來說明：

(1)磁鐵礦(Magite)是一種氧化鐵的礦石，主要成份為Fe3O4，是Fe2O3和 FeO 的復(fù)合物，呈黑灰色，比重大約5.15左右，含F(xiàn)e72.4%，O 27.6%，具有磁性。在選礦(Beneficiation)時(shí)可利用磁選法，處理非常方便;但是由于其結(jié)構(gòu)細(xì)密，故被還原性較差。經(jīng)過長期風(fēng)化作用后即變成赤鐵礦。

(2)赤鐵礦(Hematite)也是一種氧化鐵的礦石，主要成份為Fe2O3，呈暗紅色，比重大約為5.26，含F(xiàn)e70%，O 30%，是最主要的鐵礦石。由其本身結(jié)構(gòu)狀況的不同又可分成很多類別，如赤色赤鐵礦(Red hematite)、鏡鐵礦(Specularhematite)、云母鐵礦(Micaceous hematite)、粘土質(zhì)赤鐵(Red Ocher)等。

(3)褐鐵礦(Limonite)這是含有氫氧化鐵的礦石。它是針鐵礦(Goethite)HFeO2和鱗鐵礦(Lepidocrocite)FeO(OH)兩種不同結(jié)構(gòu)礦石的統(tǒng)稱，也有人把它主要成份的化學(xué)式寫成mFe2O3.nH2O，呈現(xiàn)土黃或棕色，含有Fe約62%，O 27%，H2O 11%，比重約為3.6～4.0，多半是附存在其它鐵礦石之中。

(4)菱鐵礦(Siderite)是含有碳酸鐵的礦石，主要成份為FeCO3，呈現(xiàn)青灰色，比重在3.8左右。這種礦石多半含有相當(dāng)多數(shù)量的鈣鹽和鎂鹽。由于碳酸根在高溫約800～900℃時(shí)會吸收大量的熱而放出二氧化碳，所以我們多半先把這一類礦石加以焙燒之后再加入鼓風(fēng)爐。另外還有鐵的硅酸鹽礦(Silicate Iron)硫化鐵礦(Sulphide iron)。

3.2燃料

煉鐵的主要燃料是焦炭。煙煤在隔絕空氣的條件下，加熱到950-1050℃，經(jīng)過干燥、熱解、熔融、粘結(jié)、固化、收縮等階段最終制成焦炭，這一過程叫高溫?zé)捊?高溫干餾)。其作用是熔化爐料并使鐵水過熱，支撐料柱保持其良好的透氣性。因此，鑄造焦應(yīng)具備塊度大、反應(yīng)性低、氣孔率小、具有足夠的抗沖擊破碎強(qiáng)度、灰分和硫分低等特點(diǎn)。高爐工作者應(yīng)努力防止各種事故的發(fā)生，保證聯(lián)合企業(yè)的生產(chǎn)進(jìn)行。目前上料系統(tǒng)多采用皮帶上料，電子計(jì)算機(jī)，工業(yè)電視等，但必須保證其可持續(xù)作業(yè)。高爐從開爐投產(chǎn)到停爐中，此期間連續(xù)不間斷生產(chǎn)，僅在設(shè)備檢修或發(fā)生時(shí)候是才停產(chǎn)。