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论述高压操作对高炉冶炼的影响及其效果

题目

论述高压操作对高炉冶炼的影响及其效果

参考答案和解析
正确答案: 高压操作对高炉冶炼的具体影响
 ①使燃烧带缩小，边缘气流发展 
高压操作一方面使炉内压力增加，鼓风体积减小，鼓风动能降低；另一方面，炉缸煤气中O2、CO2分压增大 ，燃烧速度加快，使燃烧带缩小，边缘气流发展。  
② 对还原的影响  因为在热力学方面，高压操作抑制了C+CO2=2CO正反应，使rd下降，有利于间接还原发展。在动力学方面，炉内压力提高，加速气体扩散及界面反应，利于间接还原发展。  因为高压操作抑制了C+SiO2=Si+2CO正反应，使[Si]↓，高压操作对低硅生铁冶炼有利。
③ 对高炉顺行的影响。由于，料层气流阻损△P与气体压力P成反比，故有：△P高压<△P常压，即压头损失降低。高压操作有利于顺行。
④ 大幅度减少炉尘吹出量 高压操作使炉内压力增加，煤气体积减小，煤气流速降低，导致炉尘吹出的粒径变小、数量变少。
高压操作的效果 
（1）提高高炉产量（↑10KPa→产量↑1～3%）
（2）降低高炉焦比（↑10KPa→焦比↓0.2～1.5%）  
（3）改善生铁质量（↑10KPa→[Si]↓0.03% ）
（4）减少炉尘吹出量（常压→高压，炉尘量↓20～70%）。
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第1题：

说明富氧鼓风对高炉冶炼的影响及其原因。喷吹煤粉与富氧鼓风有何关系？


正确答案: 富氧对高炉冶炼的影响及其原因：
①提高产量，每富氧1%，增产3%～5%；
②提高理论燃烧温度t理，每富氧1%，提高45～50℃（炉缸煤气量↓所致）；
③燃烧带有缩小的趋势（N2↓，t理↑→加快碳的燃烧过程）；
④高温区下移，炉身、炉顶温度↓（煤气量↓所致）；
⑤直接还原度略有升高，
1）炉身温度下降，直接还原升高，
2）冶炼强度提高，停留时间简短，直接还原升高，
3）尽管CO增加，直接还原度减少，但影响不大。
富氧鼓风与喷煤相结合对于扩大喷煤量和增加富氧量均有好处：
1）富氧的热量不足由喷煤补偿；
2）喷煤的t理不足由富氧弥补；
3）富氧的煤气量不足由喷煤补偿；
4）喷煤的燃烧率由富氧来提高。

第2题：

高压操作有利于高炉顺行，提高冶炼强度，降低焦比。


正确答案:正确

第3题：

论述导致冶炼前期脱磷效果不好的原因及其控制措施?


正确答案：导致前期脱磷效果不好主要原因有化渣不良、碱度低、温度过高三个方面。造渣方面石灰加入量不合理碱度低，不能和形成稳定磷酸盐化合物;没有采取适时加入矿石、铁皮球化渣剂(特别是低硅铁水);废钢匹配不合理，降温料加入不够，导致前期是升温过快，铁水磷未能完全氧化就进入剧烈氧化脱碳反应阶段。措施：(1)快速化渣。控制合适枪位，加入适当化渣剂。(2)采用留渣操作。特别是低硅铁水必须留渣。(3)合理匹配废钢和前期降温料加入量，控制前期升温过快。(4)采用合理高碱度造渣制度。并要注意前期头批料加入时机。

第4题：

石灰石在高炉中分解对高炉冶炼过程有哪些影响？


正确答案: （1）在高炉生产条件下，CaCO3分解是吸热反应，要消耗高炉中大量的热量。
（2）在高炉内较低温度区域分解出的CO2进入煤气中，使煤气中CO2含量增加，相对降低了CO的浓度，冲淡了还原气氛，使煤气的还原能力降低，影响了炉内铁氧化物的还原速度。
（3）CaCO3在高温区域分解出来的CO2与焦碳发生反应，不但是吸热反应，而且直接消耗碳素。

第5题：

简要说明高炉高压操作冶炼特征。


正确答案: （1）压头损失降低：提高炉顶压力，在冶炼强度不变的情况下，总压头损失降低，但沿高度方向各部位降低幅度并不一致；
（2）边缘气流发展：提高炉顶压力，煤气速度降低，特别是边缘降低幅度较大；
（3）煤气停留时间延长：提高炉顶压力，煤气在炉内停留时间延长，有利于还原反应进行，也有利于焦比降低。
（4）有利稳定顺行：提高炉顶压力，由于压头损失降低，流速减慢，作用于炉料的浮力也相应降低，炉料比较容易下降，因而有利于炉况稳定顺行。
（5）除尘器瓦斯灰量减少。

第6题：

高炉喷煤的效果何在？喷吹煤粉对高炉冶炼的影响如何？原因何在？


正确答案: 主要目的：代替部分资源贫乏、价格昂贵的冶金焦炭。
（1）对风口燃烧带的影响。
A.风口前燃烧的热值降低。
原因：
1）煤粉在燃烧前的脱气和结焦要消耗热量；
2）具有部分的未燃煤粉。
B.燃烧带扩大。
原因：
1）炉缸的煤气量增加；
2）部分煤粉在直吹管和风口内燃烧，形成高温（高于鼓风温度），从而促进中心气流发张，鼓风动能增加。
C.风口前理论燃烧温度下降。
原因：
1）煤粉是冷态的；
2）煤粉分解需要消耗热量。
（2）对高炉温度场的影响。
A.炉内温度场变化。
原因：
1）高温区上移，炉身各炉顶略有上升；
2）炉缸边缘温度下降，理论燃烧温度降低所致；
3）炉缸中心温度升高，因为煤气量、煤气含氢、鼓风动能增加，煤气穿透力增强所致。
B.存在热滞后现象。
原因：
1）喷入煤粉分解需要吸热，致使炉缸温度暂时下降；
2）被还原性强的气体作用后的炉料，下降到炉缸，由于这部分炉料直接还原耗热少，炉缸温度回升；
3）“热滞后”时间约为3-4小时。
（3）对还原的影响。喷吹后，间接还原发展，直接还原度下降。
原因：
1）还原组分（CO+H2）浓度增加，煤气量增加；
2）碳的熔损反应减少：a.炉下部温度降低，b.焦比降低，焦与气反应表面积下降；3）焦比下降，单位生铁的炉料容积减小，矿石在炉内停留时间变长。
（4）对煤气分布的影响。喷出后，煤气量增加。原因；1）焦比减少，透气性变差；2）煤气量增加，流速增大。
（5）对顺行的影响。
A.不利的一面：煤气阻力损失ΔP↑。
原因：
1）煤气量↑→煤气流速增大；
2）焦炭量↓→料柱透气性↓。
B.有利的一面：焦炭负荷加重→W有效↑⇒焦比↓→焦炭量↓所致。
（6）对铁水质量的影响。喷吹后，焦比降低，只要喷吹物含S量低于焦炭，铁水硫含量↓，质量普遍提高。

第7题：

高炉内的析碳反应对高炉冶炼影响较大。


正确答案:错误

第8题：

论述高拉碳冶炼的经济效益及其冶炼工艺操作要点?


正确答案：高拉碳冶炼经济效益：(1)缩短冶炼周期，减少氧气消耗(2)降低终点氧含量，降低钢铁料消耗(3)提高终点残锰量，减少合金消耗(4)降低脱氧剂消耗(5)减少増碳焦粉消耗(6)降低了加入大量増碳焦粉对钢水的污染。冶炼工艺操作要点：(1)采用高碱度、大渣量造渣。由于高拉碳导致终点氧化铁含量降低，对脱磷产生了极大抑制条件，所以必须提高碱度和渣量有利条件。(2)采用低流量供氧吹炼。一方面有利化渣，主要是可以缓解由于高拉碳吹炼时间短，延长化渣脱磷反应时间(3)采用低氧化镁造渣。由于高拉碳降低了终点渣中氧化铁含量，对炉衬侵蚀减低，可以降低轻烧加入量，(MgO)按7-8%控制即可。(4)避免低硅铁水，适当采用留渣操作。前期必须加入适量铁矿石化渣、补充渣量。(5)采用二级废钢，促进前期渣尽快形成。并保证过程和终点合适温度。(6)化渣操作枪位控制，早吊枪化渣，勤动枪，必须保证全程不能有返干迹象，确保过程渣有充分氧化铁和搅拌作用，把脱磷控制在前期过程消化。

第9题：

简述炉前操作对高炉冶炼过程的影响。


正确答案: 炉前操作的中心任务就是及时出净渣铁，如不能及时出净渣铁，当炉缸中积存渣铁水过多时，不仅影响产量，还会恶化炉缸料柱的透气性，破坏高炉顺行。渣铁出不净，当铁水面升到渣口位置，还有烧坏渣口套发生渣口爆炸的危险，同时使铁口难于维护，造成铁口工作失常，高炉频繁减风，堵风口等影响冶炼的正常进行。

第10题：

说明Zn、SiO的挥发对高炉冶炼的影响？


正确答案: 一部分Zn蒸气渗入炉料中，冷凝下来后中被氧化成ZnO，体积增大，胀裂炉料，部分ZnO附在炉墙的内壁，严重时会形成炉瘤，阴碍炉料的顺利下降。
SiO在高炉上部重新被氧化，凝成白色的SiO2微粒，一部分随煤气逸出炉外，增加了煤气的清洗难度，另一部分沉积在炉料的孔隙中，堵塞煤气上升的通道，使料柱的透气性变坏，导致炉料难行。

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