鋼鐵冶金學(煉鐵部分)

1、第一章 概論1、試述3種鋼鐵生產工藝的特點。答：鋼鐵冶金的任務：把鐵礦石煉成合格的鋼。工藝流程：還原熔化過程（煉鐵）：鐵礦石去脈石、雜質和氧鐵；氧化精煉過程（煉鋼）：鐵精煉（脫C、Si、P等）鋼。 高爐煉鐵工藝流程：對原料要求高，面臨能源和環(huán)保等挑戰(zhàn)，但產量高，目前來說仍占有優(yōu)勢，在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中發(fā)揮這重大作用。直接還原和熔融還原煉鐵工藝流程：適應性大，但生產規(guī)模小、產量低，而且很多技術問題還有待解決和完善。2、簡述高爐冶煉過程的特點及三大主要過程。答：特點：在逆流（爐料下降及煤氣上升）過程中，完成復雜的物理化學反應；在投入（裝料）及產出（鐵、渣、煤氣）之外，無法直接觀察爐內反應過程，只能憑借

2、儀器儀表簡介觀察；維持高爐順行（保證煤氣流合理分布及爐料均勻下降）是冶煉過程的關鍵。三大過程：還原過程：實現(xiàn)礦石中金屬元素（主要是鐵）和氧元素的化學分離；造渣過程：實現(xiàn)已還原的金屬與脈石的熔融態(tài)機械分離；傳熱及渣鐵反應過程：實現(xiàn)成分與溫度均合格的液態(tài)鐵水。3、畫出高爐本體圖，并在其圖上標明四大系統(tǒng)。答：煤氣系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、渣鐵系統(tǒng)、送風系統(tǒng)。4、歸納高爐煉鐵對鐵礦石的質量要求。答：高的含鐵品位。礦石品位基本上決定了礦石的價格，即冶煉的經濟性。礦石中脈石的成分和分布合適。脈石中SiO2和Al2O3要少，CaO多，MgO含量合適。有害元素的含量要少。S、P、As、Cu對鋼鐵產品性能有害，K、Na、

3、Zn、Pb、F對爐襯和高爐順行有害。有益元素要適當。Mn、Cr、Ni、V、Ti等和稀土元素對提高鋼產品性能有利。上述元素多時，高爐冶煉會出現(xiàn)一定的問題，要考慮冶煉的特殊性。礦石的還原性要好。礦石在爐內被煤氣還原的難易程度稱為還原性。褐鐵礦大于赤鐵礦大于磁鐵礦，人造富礦大于天然鐵礦，疏松結構、微氣孔多的礦石還原性好。冶金性能優(yōu)良。冷態(tài)、熱態(tài)強度好，軟化熔融溫度高、區(qū)間窄。粒度分布合適。太大，對還原不利；太小，對順行不利。5、試述焦炭在高爐煉鐵中的三大作用及其質量要求。答：焦炭在高爐內的作用：（1）熱源：在風口前燃燒，提供冶煉所需的熱量；（2）還原劑：固體碳及其氧化產物CO是氧化物的還原劑；（3）

4、骨架作用：焦炭作為軟融帶以下唯一的以固態(tài)存在的物料，是支撐高達數(shù)十米料柱的骨架，同時又是煤氣得以自下而上暢通流動的透氣通路；（4）鐵水滲碳。質量的要求：粒度適中、足夠的強度、灰分少、硫含量少、揮發(fā)成分含量合適、反應性弱（C+CO2=2CO）、固定C高等。6、試述高爐噴吹用煤粉的質量要求。答：1、灰分含量低、固定碳量高；2、含硫量少；3、可磨性好；4、粒度細；5、爆炸性弱，以確保在制備及輸送過程中的人身及設備安全；6、燃燒性和反應性好。7、熟練掌握高爐冶煉主要技術經濟指標的表達方式。答：1、有效容積利用系數(shù)：每M3高爐有效容積每晝夜生產的合格鐵量(T/M3.d)。 2、焦比：冶煉每噸生鐵所消耗焦

5、炭的千克數(shù)(kg/T)。3、煤比：冶煉每噸生鐵所消耗的煤粉的千克數(shù)(kg/T)。4、燃料比(焦比+煤比+油比)：冶煉每噸生鐵所消耗的固體和液體燃料的總和(kg/T)。 5、綜合焦比(焦比+煤比×煤焦置換比)6、煤焦置換比：噴吹1kg煤粉所能替代的焦炭的kg數(shù)。一般為0.81.0(不包括褐煤)。7、焦炭冶煉強度：每M3高爐有效容積每晝夜燃燒的焦炭噸數(shù)(t/ M3.d)。通常為0.81.0t/M3.d。8、綜合冶煉強度：每M3高爐有效容積每晝夜燃燒的綜合焦炭的噸數(shù)(t/M3.d)。一般為0.91.15t/M3.d。9、利用系數(shù)、焦比及冶煉強度三者關系：純焦冶煉時，利用系數(shù)焦炭冶煉強度/焦

6、比；噴吹燃料時：利用系數(shù)綜合冶煉強度/綜合焦比。10、燃燒強度：每M3爐缸截面積每晝夜燃燒的焦炭的噸數(shù)(t/ M3.d)11、工序能耗Ci(燃料消耗+動力消耗-回收二次能源)/產品產量(噸標準煤/T)，1kg標準煤的發(fā)熱量為29310 kJ(7000千卡)。注：1、把鐵礦石煉成合格的鋼：還原熔化過程（煉鐵）：鐵礦石去脈石、雜質和氧鐵；氧化精煉過程（煉鋼）：鐵精煉（脫C、Si、P等）鋼。2、高爐原料：鐵礦石（凡是在當前的技術條件下，可經濟地提取出金屬鐵的巖石，稱為鐵礦石。地殼中Fe元素居第四位，占4.2 ；在鉄礦石中不存在純金屬的鐵，而是以氧化物、硫化物的形式存在；除含F(xiàn)e氧化物外，含有其他化合

7、物，統(tǒng)稱為脈石，常見的SiO2、Al2O3、CaO、MgO。）：天然富礦、人造富礦（燒結礦、球團礦）；熔劑：堿性熔劑（石灰、石灰石、白云石）、酸性熔劑（硅石）、特殊熔劑（螢石）；其他含鐵代用品(要求含鐵梁高、雜質少、有一定的塊度)：高爐和轉爐爐塵、殘鐵、軋鋼鐵皮、硫酸渣。3、鐵礦石的分類：赤鐵礦(Fe2O3)，理論含F(xiàn)e70，紅條痕，較軟，易還原；鐵礦(Fe3O4)，理論含F(xiàn)e72.4，黑條痕，較硬，難還原；褐鐵礦(xFe2O3.yH2O)，黃褐條痕，疏松多孔，易還原；菱鐵礦(FeCO3)，理論含F(xiàn)e48.2，灰黃條痕，焙燒后易還原。 由于地表的氧化作用，自然界中純磁鐵礦少見。磁鐵礦變成：半假

8、象赤鐵礦（Fe/FeO在3.5-7）或假象赤鐵礦（Fe/FeO>7）。所謂假象：化學成分：Fe3O4，結晶構造不變，保持磁鐵礦特征。4、高爐燃料：氣體燃料（焦爐煤氣、高爐煤氣）用于熱風爐；固體燃料（焦炭、煤粉）用于高爐本體。第二章 鐵礦粉造塊1、試述高爐冶煉對含鐵原料的要求，如何達到這些要求？答：貧礦經選礦后的精礦粉經造塊（燒結或球團過程），可改善礦石的冶金性能，脫去某些雜質（S、P、K、Na等），并綜合利用大量粉塵和煙塵。2、簡述固相反應的特點及對燒結反應的影響。答：在一定溫度下，某些離子克服晶格結合力，進行位置交換，并擴散到與之相鄰的其它晶格內的過程，稱為固相反應。特點：反應溫度遠低

9、于固相反應物的熔點或它們的低共熔點；溫度高有利于固相反應的進行；固相反應受化學組成的影響，雖不能形成有效的固相連接，但為液相的生成提供了前提條件(低熔點的固相反應產物)。3、簡述燒結礦的固結機理，何種液相利于燒結礦質量的提高？答：固結機理：燒結物料中主要礦物是高熔點的，當被加熱到一定溫度時，各組分間有了固相反應，生成新的能與原組分形成具有低共熔點的化合物，使得它們在較低的溫度下生成液相，開始熔融。熔融的液態(tài)物質冷卻時成為那些尚未溶入液相的顆粒的堅固的連接橋，從而實現(xiàn)固結。粘結相由鐵酸鈣組成?？墒篃Y礦的強度和還原性同時得到提高。這是因為：鐵酸鈣(CF)自身的強度和還原性都很好;鐵酸鈣是固相反應

10、的最初產物，熔點低，生成速度快，超過正硅酸鈣的生成速度，能使燒結礦中的游離CaO和正硅酸鈣減少，提高燒結礦的強度;由于鐵酸鈣能在較低溫度下通過固相反應生成，減少Fe2O3和Fe3O4的分解和還原，從而抑制鐵橄欖石的形成；改善燒結礦的還原性。4、 改善燒結料層透氣性的對策如何？5、試述燒結生產中“自動蓄熱現(xiàn)象”揚長避短的技術對策。答：揚長：厚料層燒結技術正是基于自動蓄熱技術的，為降低固體燃料提供了可能，也為低溫燒結技術創(chuàng)造了有利條件。同時對改善燒結礦質量亦有好處。避短：自動蓄熱現(xiàn)象導致燒結料層上下熱量不均勻，上部熱量不足，下部過剩。所以應該控制燃料在料層高度上的分布，以降低燃料消耗，節(jié)約能量。6

11、、試述低溫燒結理論的要點。答：高堿度下生成的鈣的鐵酸鹽鐵酸鈣，不僅還原性好，而且強度也高。鐵酸鈣主要是由Fe2O3和CaO組成。燒結溫度超過1300后，F(xiàn)e2O3易發(fā)生熱分解，形成Fe3O4和FeO，而Fe3O4是不能與CaO結合的。相反，F(xiàn)eO的出現(xiàn)會導致2FeOSiO2，CaOFeOSiO2的生成，從而惡化還原性。不同形態(tài)的鐵酸鈣組成的燒結礦，其質量是不同的；而燒結溫度對鐵酸鈣的形態(tài)影響顯著。為了生成鐵酸鈣礦物，需要實現(xiàn)低溫燒結工藝。7、歸納影響燒結礦強度的因素。8、簡述影響燒結礦還原性的因素以及提高還原性的主攻方向。9、簡述鐵精礦粉的成球機理，并討論其影響因素。答：鐵精粉粒度小，表面能大

12、，存在著以降低表面張力來降低表面能的傾向，易發(fā)生吸附現(xiàn)象。含鐵粉料多為氧化礦物，易吸附水。其中部分水在微細空隙中產生凹液面，具有將細粒了擠向水滴而凝聚的作用。即毛細水對成球過程的主導作用。加水潤濕的同時，機械滾動作用使靠水潤濕產生的母球被擠壓，毛細結構變化，擠出毛細水，過濕表面又吸附分礦使母球長大。形成母球。母球是造球的核心，靠加水潤濕產生母球長大(機械力潤濕作用)。滾動中壓緊毛細結構變化擠出毛細水過濕表面又粘附粉礦母球長大生球壓實(機械力作用)。使礦粉顆粒以最緊密方式排列，最大限度發(fā)揮水的分子引力、毛細管力以及物料的摩擦阻力，使生球強度大大提高。10、簡述氧化球團礦的焙燒固結機理。答：1）F

13、e2O3的微晶鍵連接：磁鐵礦生球在氧化氣氛中焙燒時，當加熱到200300就開始氧化形成Fe2O3微晶。由于新生的Fe2O3微晶中原子遷移能力較強，在各個顆粒的接觸面上長大成“連接橋”（又稱Fe2O3微晶鍵），使顆?；ハ噙B接起來。在900以下焙燒時，這種連接形式使球團礦具有一定的強度。但由于溫度低，F(xiàn)e2O3微晶長大有限，因此僅靠這種形式連接起來的球團礦強度是不夠。2）Fe2O3的再結晶：當磁鐵礦生球在氧化性氣氛下繼續(xù)加熱到10001300時，磁鐵礦可全部轉變成赤鐵礦，而由磁鐵礦氧化形成的Fe2O3微晶開始再結晶，使一個個相互隔開的微晶長大成連成一片的赤鐵礦晶體，使球團礦具有很高的氧化度和強度。

14、3)在缺乏氧氣的地方溫度達到一定水平時，磁鐵礦顆粒也能夠通過擴散產生Fe3O4晶鍵連接，然后再更高溫度下，發(fā)生Fe3O4的再結晶和晶粒長大，使磁鐵礦顆粒結合成一個整體。4）液相粘結：兩顆礦粒被液相粘結起來，如果生產酸性球團礦，在氧化氣氛中，可能產生的液相為低熔點的脈石礦物或添加劑藻土等。在中性或弱還原性氣氛中焙燒，則磁鐵礦與脈石中的二氧化硅反應，產生2FeO.SiO2液相。注：1、燒結礦加入CaO，還原性；球團礦加入MgO，軟熔性能。2、散粒物料聚結現(xiàn)象是顆粒間相互聯(lián)結力與相互排斥力作用的結果，結合力 聯(lián)結力排斥力(重力)。3、燒結過程礦層分布：燒結礦層上冷下熱，約4050 mm為脆性層(T低

15、、急冷)，冷燒結礦層和熱燒結礦層；燃燒層即燒結層，厚度約為1550mm，溫度為11001400，主要反應為燃燒反應；預熱層厚度為2040 mm，特點是熱交換劇烈，溫度快速下降，主要反應為水分蒸發(fā)、結晶水及石灰石分解、礦石氧化還原及固相反應；冷料層即過濕層，上層帶入的水分由于溫度低而凝結，過多的重力水使混合料小球被破壞影響料層透氣性；墊底料層為保護燒結機爐篦子不因燃燒帶下移而燒壞。4、a)磁鐵礦、赤鐵礦、鐵酸一鈣、鐵橄欖石有較高強度，其次為鈣鐵橄欖石及鐵酸二鈣，最差的是玻璃相。b)赤鐵礦、磁鐵礦和鐵酸一鈣容易還原，鐵酸二鈣還原性較差，玻璃體、鈣鐵橄欖石、鈣鐵輝石，特別是鐵橄欖石難以還原。c)燒結

16、礦中以強度好的組分為主要粘結相，燒結礦的強度就好。以還原性好的組分為主要粘結相，且氣孔率高、晶粒嵌布松弛、裂紋多的燒結礦易還原。5、欲提高產量，需改善料層透氣性；可提高抽風負壓；透氣性和負壓不變時，增加料層高度會導致產量下降；透氣性指數(shù)P與燒結料粒徑d成正比，與料層孔隙率成正比。6、“自蓄熱作用”，即隨燒結礦層的下移，料層溫度最高值逐漸升高。自蓄熱來源于被上層熱燒結礦預熱了的空氣以及自上層帶入的熱廢氣加熱冷料的作用。“自蓄熱作用”是厚料層燒結技術的理論基礎。厚料層燒結可降低能源以及提高成品率。燒結自動蓄熱作用，為降低固體燃料提供了可能，也為低溫燒結技術創(chuàng)造了有利條件。7、HPS（小球燒結法）：

17、將燒結混合料用圓盤造球機預先制成一定粒度的小球(粒度上限為68mm)，然后使小球外裹部分燃料，最后鋪在燒結臺車上進行燒結的造塊新工藝。8、球團礦機械強度好，粒度均勻。按固結方式分類氧化焙燒球團、冷固球團；按堿度分類酸性球團、熔劑性球團。9、生球干燥目的：避免焙燒過程的急速加熱而使球團爆裂；促進添加劑的粘結橋形成，以獲得生球的熱強度。10、硫在鋼凝固過程中以FeFeS共晶形式凝固在晶界上，在加熱過程中先熔化，造成“熱脆”現(xiàn)象。磷化物聚集在晶界周圍減弱晶粒間結合力，使鋼冷卻時發(fā)生很大的脆性，從而導致鋼的“冷脆”現(xiàn)象。當銅含量超過0.3%時，鋼的焊接性能降低，并產生“熱脆”現(xiàn)象。鉛的密度大于鐵水，極

18、易滲入磚縫，破壞爐底砌磚。另外，鉛在高爐內有富集現(xiàn)象，造成高爐結瘤。鋅在高爐內有揮發(fā)現(xiàn)象，在爐內低溫處可冷凝沉淀，使磚縫膨脹，嚴重時會引起高爐結瘤。砷能使鋼增加脆性，并使鋼的焊接性能變壞。氟過高會使爐內成渣過早，不利于礦石還原，且其渣會侵蝕高爐風口及爐襯。氟有循環(huán)富集現(xiàn)象，與堿金屬結合是造成高爐結瘤的原因之一。堿金屬在爐內有“自動富集”傾向，會破壞爐襯，造成爐墻結厚和結瘤；破壞焦炭的高溫強度，擴大直接還原，導致焦比上升；降低人造富礦的熱強度，破壞高爐順行。11、廣義的爐料結構優(yōu)化概念：各種含鐵原料的搭配模式、各種含鐵原料質量的優(yōu)化、基于成本合理的爐料構成。內容：資源條件、原料特性、高爐需求。第

19、三章 高爐冶煉過程的物理化學1、結合鐵礦石在高爐不同區(qū)域內形狀變化（固態(tài)、軟熔、成渣）闡述鐵氧化物還原的全過程，及不同形態(tài)下還原的主要特征。答：高爐還原過程是鐵礦石下落、軟熔、滴落、成渣伴隨著與CO、H2和固體焦炭的還原反應的過程：固態(tài)鐵礦石階段，溫度比較低，爐料上升來的CO、H2間接還原固態(tài)鐵礦石生成固態(tài)海綿鐵，固態(tài)海綿鐵·催化2CO=CO2+C的析碳反應，即滲碳。這使固態(tài)海綿鐵的熔點降低，伴隨著向下運動和溫度升高而軟熔、滴落，促進間接還原、和初渣的形成；軟熔并滴落的同時，初渣形成。初渣在滴落的同時，尚未還原的FeO、MnO等與煤氣和焦炭接觸反應，為間接還原和直接還原并存的階段；成

20、渣過程繼續(xù)進行，熔融態(tài)的渣鐵下降到爐子下部與焦炭發(fā)生直接還原。2、何謂“間接”、“直接”還原? 在平衡狀態(tài)、還原劑消耗量及反應的熱效應等方面各有何特點？答：間接還原：還原劑為氣態(tài)的CO或H2，還原產物為CO2或H2O，不直接消耗固體碳，但還原劑需要過剩系數(shù)(n1)，還原反應既有吸熱也有放熱反應，其中還原劑消耗量可由高溫區(qū)還原產生的CO提供。直接還原：還原劑為碳素，還原產物為CO，直接消耗固體碳，伴隨著強烈的吸熱，但還原劑不需要過剩系數(shù)(n = 1)。需額外消耗碳來補充能量，還原劑由外提供固體碳素。3、試比較兩種氣態(tài)還原劑CO、H2在高爐還原過程中的特點。答：（1）用CO還原，除Fe3O4 Fe

21、O外，均為放熱反應；用H2還原，全部曲線向下斜，均為吸熱反應；（2）低于810，CO的還原能力> H2的還原能力，反之則反；（3）CO作為還原劑， FeO Fe位置最高，最難還原；H2作為還原劑，F(xiàn)e3O4Fe位置最高，最難還原（4）H2分子量小，粘度低，易擴散，故其還原的動力學條件較好。理論上，570以下也可還原出金屬Fe，實際上動力學條件差，很難還原出金屬Fe。Fe2O3極易還原，Kp很大，平衡還原劑濃度很低，曲線幾乎與橫軸重合。實際還原劑需要量是由FeOFe這一步決定的!高爐內除Fe2O3Fe3O4外，還原反應均為可逆反應，還原劑CO、H2需要過量。即氣相還原有一個過剩系數(shù)。4、當

22、前世界上大多數(shù)高爐在節(jié)約碳素消耗方面所共同存在的問題是什么？如何解決？答：適宜直接還原度和最低碳素消耗歷史上曾出現(xiàn)過兩種絕對化觀點，認為高爐的理想行程應該是：其一(法國的學者)，認為100%的間接還原好，因為直接還原劇烈耗熱；其二(荷蘭的學者)，認為100%的直接還原好，因為間接還原劑用量多。分析可知，高溫區(qū)直接還原的產物CO上升到高爐上部(中、低溫區(qū))仍可參與間接還原，這樣既節(jié)約了還原劑又少消耗了熱量。理想行程應該是：直接還原產生的CO和用于提供熱量消耗產生的CO剛好滿足間接還原和高爐對總的熱量的需要。降低高爐燃料比的方向研究如何降低rd和Q。5、從“未反應核模型”以及逆流式散料床的還原過程

23、特點出發(fā)，如何改善氣固相還原過程的條件、提高反應速率，以提高間接還原度？答：1. 改善礦石性質（1）提高礦石的孔隙度（氣孔率）特別是微氣孔率，可以改善氣體內擴散條件，提高內擴散速度。（2）縮小礦石粒度（包含均勻性），可增加還原氣體同礦石的接觸面積，減小還原產物層厚度，縮短還原氣體到達未反應核界面和氣體產物自內向外逸出的途徑。但礦石粒度不能過小，否則將惡化高爐內氣體力學條件，影響煤氣分布和高爐順行，反過來阻礙還原。同時將增加爐塵吹出量。（3）改善礦石礦物組成，減少組織致密、結構復雜而易熔的鐵橄欖石（Fe2SiO4）類型難還原礦物，可加速礦石的還原。2. 控制氣流條件（1）保證足夠高的煤氣溫度是進

24、行界面還原反應的必備條件。提高溫度對改善擴散和加速還原反應，特別是在反應處于動力學范圍時，效果十分顯著。（2）控制煤氣流速。在臨界流速范圍內，提高煤氣流速，有利邊界層外擴散的進行，可促進還原。（3）控制煤氣的壓力。在動力學范圍，提高壓力可加速還原。（4）提高煤氣中還原性氣體CO和H2的濃度，可以增大邊界層與化學反應界面的濃度差，從而加速還原氣體向反應界面的擴散，提高還原速度。6、何謂耦合反應？其基本原理是什么？在什么條件下必須考慮其影響？答：耦合反應：體系中若存在兩個或兩個以上的反應a、b，其中反應a單獨存在時不能自動進行，若反應a至少有一個產物是反應b的反應物，反應b的存在使得反應a可以自動

25、進行。這種現(xiàn)象叫做反應的耦合。這些反應統(tǒng)稱為耦合反應?；驹恚籂t渣由離子組成，鐵液由原子組成，渣鐵間的質量交換必然涉及電子的傳遞，其本質是電化學反應的進行?？紤]影響：當系統(tǒng)中有多種組元存在時，必須考慮耦合反應的影響，此時各組元之間的相互反應首先要滿足耦合反應平衡常數(shù)的要求，而遠離簡單反應的平衡常數(shù)。7、風口前焦炭循環(huán)區(qū)的物理結構如何？風口前碳的燃燒在高爐過程中所起的作用是什么？答：燃燒帶：風口前碳被氧化而氣化的區(qū)域，又叫風口回旋(循環(huán))區(qū)。它是高爐內唯一的氧化區(qū)域，故又稱氧化帶。大小用風口回旋區(qū)長度表示。實際用CO2%下降到1%處為回旋區(qū)的界線。風口噴吹補充燃料（煤粉、重油和天然氣等）先熱解

26、后燃燒。75%的焦炭達到風口處燃燒，其他參與還原汽化、滲碳?；匦齾^(qū)主要產物是CO、少量的H2及風中大量的N2。風口燃燒帶的作用：1）提供熱源2）提供還原劑3）提供爐料下降的空間。8、造渣在高爐冶煉過程中起何作用？答：造渣的目的：（1）渣鐵分離；（2）調節(jié)爐渣成分，完成某些物理化學反應，保證生鐵質量要求。爐渣的作用：(1)實現(xiàn)鐵水與脈石分離；(2)完成渣鐵間的脫硫SS2；(3)調整鐵水成分：煉制鋼鐵造堿性渣鑄造鐵、造酸性渣；(4)促進高爐順行：下部透氣性良好；(5)保護高爐爐襯：爐腹部分磚襯開爐后12月即全部被侵蝕，僅靠爐渣來保護，形成“渣皮”自我保護；(6)護爐：含TiO2爐料，使（TiO2）

27、=23%。Ti=0.050.20%；(7)洗爐：錳礦、螢石、高FeO均熱爐渣等。9何謂“熔化”及“熔化性溫度”？二者的異同及對冶煉過程的意義，是否熔化溫度越低越好？為什么？答：爐渣的熔化溫度：是指爐渣在受熱升溫過程中固相完全消失的最低溫度，即相圖上液相線溫度。爐渣的熔化性溫度：是理論上講爐渣完全熔化的最低溫度，指爐渣可以自由流動的最低溫度。在高爐冶煉中，熔化性溫度，更具有實際意義。爐渣溫度必須高于液相線溫度，才可能有流動性。但高于液相線溫度的爐渣并非都具有足夠的流動性。要有足夠的過熱度才能使爐渣流動。熔化性溫度的確定：堿性渣：（“短渣”）： t轉是熔化性溫度。酸性渣：（“長渣”）：t曲線上斜率

28、為1（傾角135 º）的切線點的溫度，即為t熔化性。短渣：溫度降低到一定值后，粘度急劇上升的爐渣，堿性渣多為短渣。長渣：溫度降低粘度上升緩慢的爐渣，酸性渣多為長渣。高爐冶煉要求爐渣具有適當?shù)娜刍瘻囟龋篢熔過高： 爐料過分難熔、粘滯“難行”；渣鐵分離困難，鐵水質量難保合格；T熔太低： 軟熔帶位置過高，熔滴溫度過低，煤氣阻損增大順行困難。10、爐渣“粘度”的物理意義是什么？以液態(tài)爐渣的微觀結構理論，解釋在粘度上的種種行為。答：粘度：流體單位速度梯度、單位面積上的內摩擦力。(牛頓流體)單位（·） (N·s/m2，kg·m-1·s-1)，1 Pa

29、83;s = 10泊(Poise)。一般以·為好。爐渣粘度過大：爐料下降、煤氣上升困難，易產生“液泛”，渣鐵分離效果不好，反應速度降低。液態(tài)爐渣的微觀結構理論： =Aexp(E/RT)。影響爐渣粘度的因素：溫度T、爐渣堿度R 、渣中其它成分。酸性渣：（Si-O陰離子形成四面體網狀結構）、酸性渣中加入CaO、MgO破壞網狀結構 下降。堿性渣：堿性渣，高溫下粘度小。隨R 。(原因是R CaO、MgO 固體懸浮質點)此外：Al2O3、TiO3導致升高，K2O、Na2O 導致 。K2O、Na2O降低的作用比較小，且危害大。Al2O3 導致 原因：在堿性渣中Al2O3呈現(xiàn)酸性，其陰離子三長鍵結

30、構(但影響小于Si-O四長鍵)TiO2 導致 原因：還原的Ti與C、N生成碳氮化物，熔點高，易析出固相質點，TiC的T熔(3140)，TiN的T熔(2930)CaF2 (螢石) 導致 原因：F是電極電位正值最大的元素，得到電子的傾向最強，2個F-可以取代一個網狀結構的-O-位置，造成斷口生成的自由O2-又可以去破壞另一個-O-鍵。11、何謂液態(tài)爐渣的“表面性質”？表面性能不良會給冶煉過程造成哪些危害？答：表面張力表，與界面張力界液相/氣相之間表面張力：渣/氣=0.20.6N/m液相/液相之間界面張力：渣/鐵=0.91.2 N/m表面張力表：生成單位面積的液相與氣相的新交界面所消耗的能量。界面張

31、力界：在液態(tài)渣鐵之間形成單位面積界面所消耗的能量。危害：表：表面張力小，爐內易產生液泛現(xiàn)象和泡沫渣(煉鐵)、爐外易起泡造成渣溝或渣罐外溢 危害。在爐外易形成泡沫渣、乳化渣(如煉鋼)。 界：界面張力小 渣中帶鐵，渣鐵分離困難。12.與煉鋼過程比較，高爐冶煉的條件對爐渣去硫反應的利弊如何？答：脫硫離子反應式：S+(O2-)(S2-)+O Go=124455-50.20T（1）溫度T：脫硫為吸熱反應 T LS （2）爐渣堿度：Ra(O2-) LS 提供(O2-)能力： CaO > MnO > MgO，如煉Mn鐵高爐，渣中(MnO)多，故脫硫好。SiO2和Al2O3酸性氧化物消耗(O2-)

32、，脫硫不利。（3）氣氛氧勢%O ：%O LSa. 還原性氣氛，渣中(FeO)%O ；b. C、Si、Mn高，直接還原、耦合反應。高爐脫硫熱力學優(yōu)于轉爐：依據(jù)熱力學計算高爐LS = 50100，轉爐LS = 110。13.、循環(huán)富集對高爐爐冶煉的危害。答：(1) 破壞爐料強度： 焦炭吸收K、Na后，會形成塞入式化合物KC6、KC8、KC12、KC24等，一方面使焦炭變得疏松；另一方面使焦炭反應性增大，導致碳熔損反應量增大。其結果是造成焦炭高溫強度急劇下降； K、Na及其低沸點化合物沉積于爐料表面和孔隙，特別是鉆入Fe2O3晶格內，將使球團礦異常膨脹，高堿度燒結礦粉化。(2) 使軟熔帶位置升高，厚

33、度增加，初渣形成早，對造渣不利： FeXO、SiO2、K2O可形成熔點為700左右的玻璃渣相； 低熔點渣相糊住海綿鐵表面，使?jié)B碳、滴落困難，使軟熔帶的下沿溫度提高。(3) K、Na促進碳素沉積反應2CO=CO2+C的進行(催化作用)，并使得高爐上部的還原速度加快(K、Na催化還原FeO)；(4) 使爐襯破裂，爐墻結厚甚至結瘤： K、Na蒸汽滲入磚縫，氧化沉積，伴隨碳素沉積引起膨脹； 與磚襯形成低熔點物質FeXO、SiO2 K2O，引起渣化； 當爐況不順、發(fā)生懸料時，煤氣橫向擴散，結果低熔點物質FeXO、SiO2、K2O粘附焦末、礦末后，生成瘤根，久之造成結厚甚至結瘤。(5) 使整個料柱的透氣性

34、降低，高爐順行急劇惡化： 使爐料強度變壞，上部透氣性降低； 使初渣形成早，軟熔帶位置高且厚，煤氣阻損大大增加； 含K、Na爐渣的表面張力小，易泡沫化產生“液泛”，使中、下部透氣性降低； 焦炭高溫強度下降后，高爐下部透氣性變差。降低K、Na循環(huán)危害的措施1) 限制爐料帶入的堿量： 堿負荷< 35 kg/thm；2) 增大爐渣排出的堿量： 低堿度、酸性渣操作； 增加渣中(%MgO)，使K2O、Na2O活度降低，爐渣固堿能量增強； 增大渣量。注：1、由于某種原因，當結晶水(20%50%)析出過晚，在800的高溫區(qū)析出時，則會發(fā)生水煤氣反應H2O+C=H2+CO 7285 kJ/kgH2O (5

35、860 kJ/m3H2O)。危害：強烈吸熱，消耗大量高溫區(qū)寶貴熱量；消耗固體碳素C，破壞焦炭強度；產生的還原性煤氣H2、CO在上升過程中利用率不高。(高爐中下部冷卻器漏水時，也會發(fā)生類似問題。)2、爐料中碳酸鹽來源：生熔劑(石灰石、白云石)、天然塊礦。大約50%左右的CaCO3在1000以上的高溫區(qū)發(fā)生分解，CaCO3高溫分解產生的CO2在爐內與C會發(fā)生碳素熔損反應：CO2+C=2CO 165.7 kJ/mol。危害：分解反應本身要消耗高爐內的熱量；分解反應放出的CO2沖淡了還原氣體的濃度；與碳反應強烈吸熱，消耗大量高溫區(qū)寶貴熱量；消耗固體碳素C，減少還原和熱量作用的碳素；破壞焦炭強度(使得焦

36、炭料柱骨架作用減弱)。 對策: 高爐應盡量使用全熟料(高堿度燒結礦或自熔性燒結礦配加酸性氧化球團礦)入爐，以少加或不加石灰石；以生石灰(CaO)代替石灰石；適當減少石灰石的粒度。3、高爐上部發(fā)生著一定程度的析碳反應：2CO=CO2 + C +165.7 kJ/mol T400600。危害：此反應消耗高爐上部的氣體還原劑CO；滲入磚襯縫隙的CO在析出固體碳時，產生膨脹，破壞爐襯；在爐料孔隙內發(fā)生的析碳，可能使爐料破碎、產生粉末，阻礙煤氣流；析碳反應生成的細微碳粉阻塞爐料間空隙，使爐料透氣性降低。此反應在高爐內的熱力學條件尚可，但動力學條件不足。反應量較少對高爐冶煉進程影響不大!4、少量低沸點物質

37、在高爐中可發(fā)生氣化(蒸發(fā)或升華)。危害: “循環(huán)富集”， 下部氣化、上部冷凝；滲入磚襯縫隙，破壞爐襯；阻塞爐料孔隙，降低爐料強度，增加煤氣流阻力。導致高爐難行、懸料、爐墻結厚及結瘤等。對策：限制入爐量；增大隨爐頂煤氣逸出的量T或V增大 ；增加隨爐渣排出的量R減小或渣量增加。5、Fe2O3六方晶系，含氧量30.06%；Fe3O4立方晶系，含氧量27.64%；FexO(浮氏體)立方晶系，x=0.870.95，(含氧量23.17%24.77%) 為方便起見，常簡寫為FeO。Fe2O3在較低溫度下極易還原: Fe2O3 Fe3O4 ，體積膨脹。低溫下，F(xiàn)exO不能穩(wěn)定存在，溫度570時，分解: Fe3

38、O4+Fe。還原順序：570，F(xiàn)e2O3Fe3O4Fe；570，F(xiàn)e2O3Fe3O4FexOFe；570，F(xiàn)exOFe3O4+Fe。6、100%被還原的元素有：Cu、P、Ni (與Fe形成合金)；Pb (比重大，沉積于爐底)；Zn (揮發(fā)，循環(huán))。部分被還原的元素有：Mn50%85%，Si5%20%，V75%85%，Ti2%15%。不能被還原的元素有：MgO、CaO、Al2O3。MnO與FeO相比，更難還原，在高爐內無法間接還原，而為直接還原。為使MnO充分還原：提高爐溫提高爐渣堿度適當提高渣中Al2O3含量 提高生鐵含Si量。7、在低溫區(qū)域，還原出的Fe呈固態(tài)多孔，叫海綿鐵；由于2CO=CO

39、2C反應在低溫下易進行，析出碳黑；新生的Fe對上述析碳反應有催化左右；海綿鐵與碳發(fā)生滲C反應：3Fe+C =Fe3C；反應平衡時，海綿鐵中含C量最高可達1.5%；由于海綿鐵滲C后，熔點不斷降低，逐漸熔化成液態(tài)鐵水；海綿鐵在熔化過程中繼續(xù)滲C，液態(tài)鐵水含C可達4%左右。鐵水滲C反應受溫度及其它元素影響。8、爐渣的性能要求：流動性好：在冶煉溫度下，熔化性溫度適宜，粘度小化學反應能力強：渣焦固/液反應，渣鐵耦合反應，脫硫反應表面性質優(yōu)良：表面、界面張力小，渣鐵、渣氣易分離順暢穩(wěn)定性好：能適應冶煉條件在一定范圍內的變化。爐渣形成過程：初渣 中間渣 終渣。初渣：最初形成于軟熔帶上沿，至軟熔帶下沿開始滴落

40、。特點：FeO高，一般1030 %，熔融狀態(tài)，流動性差。中間渣：初渣到終渣，從軟熔帶下沿滴落開始直至爐缸。特點：成分與特性都是不斷變化的。終渣：爐缸積存的渣，從渣口或鐵口放出的爐渣。特點：成分穩(wěn)定，F(xiàn)eO最低，一般0.5 %。日常化驗的爐渣成分即指終渣。初渣中總是含有較高的FeO，礦石越難還原，初渣中FeO就越高。這是初渣與終渣在化學成分上的最大差別。高爐內生成初渣的區(qū)域過去稱為成渣帶，現(xiàn)在叫做軟熔帶。硫負荷：高爐冶煉每噸生鐵由爐料帶入的的硫的千克數(shù)。堿負荷：入爐料中堿金屬氧化物(K2O+Na2O)的總量，kg/t鐵。9、影響燃燒帶大小的因素 鼓風動能E ：E 燃燒帶擴大； 燃燒反應速度：燃燒

41、帶，T；O2 (富氧)；煤粉細磨和預熱、重油霧化 。 熱風組成為：O2 + N2 + H2O；爐缸煤氣組成： CO +H2+N2。10、t理 燃燒焦點的溫度，俗稱風口火焰溫度。熱收入： 碳素燃燒生成CO時產生的熱量Q1 ；焦炭進入風口區(qū)帶入的物理熱量Q2 ；鼓風帶入的物理熱量Q3 。熱支出：鼓風與噴吹燃料中水分的分解熱Q4 ；噴吹燃料的分解熱Q5 ；煤氣帶走熱： t理V缸C煤氣。煤氣上升過程中量及成分的變化爐缸煤氣量>> 鼓風量，兩者的差異程度受風中含氧和濕度的影響爐頂煤氣量>> 爐缸煤氣量，兩者的差異程度受碳素熔損反應、水煤氣反應、碳酸鹽分解反應的影響。降低燃料比的途

42、徑：（1）降低直接還原度，發(fā)展間接還原；（2）降低作為熱量消耗的碳量，減小熱損失。降低高爐燃料比的具體對策：（1）高風溫，降低作為熱量消耗的碳量；（2）高壓操作，風壓不變條件下，高壓操作后有利高爐順行，煤氣利用率升高；抑制碳的熔損反應，有利于發(fā)展間接還原；Si的還原減少，耗熱減少；爐塵吹出量減少，碳損降低；煤氣停留時間長有利于間接還原（3）綜合鼓風，脫濕鼓風有利于減少水分的分解耗熱，降低燃料比；富氧鼓風與噴煤相結合，提高風口前煤粉燃燒率；適當增加煤氣中H2含量，有利于發(fā)展間接還原（4）精料：提高含鐵品位，降低渣量，熱量消耗減少；改善原料冶金性能，提高還原度，發(fā)展間接還原；加強原料整粒，提高強度

43、，改善料柱透氣性；改善焦炭質量（尤其是高溫性能：反應性、反應后強度），強化焦炭骨架作用，降低焦炭灰分；合理爐料結構；控制軟熔帶厚度，減小煤氣阻力損失；降低S負荷，減小脫S耗熱。改善煤粉燃燒性（助燃劑等），降低灰分。第四章 高爐冶煉過程的傳輸現(xiàn)象1.寫出歐根公式，說明式各因子的物理意義，指出該式對高爐作定性分析時適用的區(qū)域，并從爐料和煤氣兩方面分析影響P的因素及改善爐內透氣性的主要途徑。答：歐根公式：式中：P/L 散料層的壓力降梯度(N/m2/m)； 氣體粘度(Pa·s)；空氣體的空爐流速(m/s)；de 顆粒的當量直徑(m)； 氣體密度(kg/m3)； 散料層的空隙率()； 顆粒的形

44、狀系數(shù)()。第一項代表層流情況，第二項代表紊流情況。高爐煤氣流速可高達1020m/s，相應的Re10003000，高爐處于紊流狀態(tài)，故公式第一項可舍去，簡化為：P/L=。影響因素：爐料方面A.形狀系數(shù)：一般無法調節(jié)。B.粒度的影響：從P角度出發(fā)，de,但是從還原和傳熱的角度de，因此矛盾。一般是保證傳熱和改善間接還原，即使用較小粒度的礦石。改善透氣性的重點是增加孔隙率。C.影響最大：要求入爐爐料粒度均勻，無粉末。增大的具體方法：整粒按粒度分級入爐使爐料具有較高機械性能。煤氣方面：A. 煤氣密度g 一般情況下是無法調節(jié)的。D. 煤氣流速是決定性的影響因素：a. 提高風口前氣體溫度T氣體膨脹空P;

45、b.爐頂壓力壓縮爐內煤氣體積空P。歐根公式可以定性分析高爐產量的極限。歐根公式只適用于爐身上部沒有爐渣和鐵水的“干區(qū)”。透氣性指數(shù)：2.運用楊森公式分析影響散料層內爐料下降的因素。答：楊森公式:式中： 逆流運動中的摩擦系數(shù)；n 逆流運動中的側壓力系數(shù)；D 爐體直徑；H 爐體高度；P/H 煤氣的壓降梯度。分析影響爐料下降的因素： 爐型：矮胖型高爐D第一項增加，第二項減小 w有效 (但不要忽略爐身預還原的高度)。 爐墻結厚或結瘤時，不利于爐料下降。 負荷加重時(焦炭 礦石)，r料 w有效。 P 時， 煤氣流對料柱的浮力 w有效。 爐料有效重量并不隨料柱高度的上升而無限上升，而是趨于一個常數(shù)。不宜靠

46、過分增加高爐高度來提高下料的順暢度! 雖有，但若則會產生局部懸料。因為高爐不是均一散料層，在高爐平均壓降梯度時，也會出現(xiàn)局部的壓力梯度r料的情況！3.試述“管道行程”的生成機理及其危害。答：生成機理：煤氣在爐內沿徑向分布，與其所遇到的阻力成反比。換言之：煤氣總是沿著透氣性好的路線上升的。高爐爐料的特性及在爐內的分布是不同的，即各種爐料的粒度、密度各不相同，且分布也不均勻，在爐內局部出現(xiàn)氣流超過臨界速度的狀態(tài)是可能的，形成氣流的局部通道，壓差下降，即為局部“管道行程”。“管道行程(Channeling)”的危害：爐頂溫度、爐料加熱不充分、間接還原不好、鐵水質量不穩(wěn)定、爐塵吹出量、焦比。4.試述高

47、爐下部充液散料層內的流體力學特征及“液泛現(xiàn)象”的危害。答：特征：在高爐的軟熔帶以下部位，唯一的固體為焦炭；在軟熔帶以下，液態(tài)渣鐵穿過焦炭散料層；與爐身干區(qū)相比，料層孔隙度，煤氣流受向下滴落的液態(tài)渣鐵阻礙；當渣量多、渣粘度大、煤氣流速快時，出現(xiàn)煤氣把渣鐵托住而類似粥開鍋時的“液泛現(xiàn)象”。危害：高度彌散在渣鐵間的氣泡，使煤氣流阻力大大升高；被煤氣流吹起的渣鐵，在上部較低溫度區(qū)域，有重新冷凝的危險；渣鐵的重新冷凝，一方面將導致料柱孔隙度降低，煤氣流動受阻。另一方面，可造成爐墻結厚、結瘤，破壞高爐順行。5.運用流體流量比及液泛因子的概念，討論防止高爐發(fā)生“液泛現(xiàn)象”的對策。答：流體流量比：，液泛因子：

48、。流體流量比的物理意義：液態(tài)渣鐵與上升煤氣流量之比。液泛因子的物理意義：煤氣向上的浮力與液態(tài)物質向下運動的重力之比。式中：L 液體的質量流量(kg/m2h)； 煤氣空爐速度(m/s)；G 氣體的質量流量(kg/m2h)； Fs 焦炭比表面積(m2/m3)；g 氣體的密度(kg/m2)； g 重力加速度(m/s2)；l 液體的密度(kg/m2)； 焦炭層孔隙度()； 液態(tài)物質粘度(Pa·s)。防止高爐發(fā)生“液泛現(xiàn)象”的對策:提高焦炭粒度Fsf(液泛因子)；改善焦炭強度避免冶煉過程的細?；痜，降低爐渣粘度 f；減少渣量LK(流體流量比)；減小氣流速度f(高壓操作)；大力發(fā)展間接還原(間接

49、還原不好時，渣中FeO與C反應生成CO渣體積f)； 提高爐渣表面張力(表面張力小，易起泡渣體積 f)。6.試述高爐中發(fā)生懸料的機理(分上、下部懸料)。答：由于高爐透氣性變差，引起高爐壓差過大，有效作用力F<0，支托起爐料，使得爐料難以下行，稱為懸料。一般分為上部懸料和下部懸料，前者可以用楊森公式解釋，后者可以用液泛現(xiàn)象解釋。塊狀帶的懸料：塊狀帶是由礦石和焦炭的層狀分布結構組成的。當料層中某一局部由于升華物冷凝、碳素沉積反應或由于堿金屬蒸汽的強烈作用而強度下降產生了大量粉末，造成局部料層空隙度變小。阻力因子急劇增大，局部煤氣壓降梯度隨之增大，爐料停止下降，懸料。下部懸料，高爐軟熔帶以下出現(xiàn)

50、了液相，產生懸料：熱制度的波動引起軟熔帶位置的變化;液泛現(xiàn)象(對液泛現(xiàn)象的進一步研究證明，液態(tài)物，特別是爐渣的表面張力也有很大影響)。7.試述高爐軟熔帶的成因、影響軟熔帶形成狀況的因素以及監(jiān)測軟熔帶形狀和位置的方法。答：鐵礦石被加熱到一定溫度時開始軟化、熔融，在高爐的橫斷面上形成一個環(huán)圈狀礦石軟熔層。這一粘滯狀態(tài)的礦石軟熔層與固體焦炭層相交，形成了高爐軟熔帶。影響軟熔帶形成狀況的因素:礦石軟熔性能(位置、厚度);高爐內煤氣流的分布(形狀)。調節(jié)軟熔帶的途徑：礦石軟熔層的空隙度大大降低(0.380.1)，透氣性極差；煤氣流通過軟熔帶的通道約減少1/2，導致軟熔帶的煤氣流阻力最大；軟熔帶：高低影響

51、還原，厚薄影響順行，形狀影響消耗。監(jiān)測：1.爐頂橫截面煤氣CO2分布(形狀)；2.爐頂橫截面十字溫度(形狀）；3.爐身靜壓力(位置和厚薄)。8.試述高爐高度方向上的溫度分布特征(要畫出示意圖)。答: （1）上部熱量交換區(qū)：熱交換比較強烈，發(fā)生Fe2O3被間接還原成Fe3O4及部分FeO；（2）空區(qū)(又稱熱儲備區(qū))：爐料與煤氣的溫差很小(550)，即發(fā)生微弱的熱交換，發(fā)生FeO的間接還原及部分直接還原；（3）下部熱交換區(qū)：熱交換強烈，所有強烈吸熱的反應皆在此區(qū)發(fā)生。空區(qū)大約占爐身高度的50%60%，如此長的區(qū)域，從熱交換來看，似乎不起什么作用，但對間接還原來說是非常重要的。因為這個區(qū)域(8001

52、000)對間接還原特別有利(因為無碳素熔損反應的干擾影響)。9.試述水當量的定義及其在高爐高度方向上的變化特征。答：水當量是指單位時間內爐料或爐氣溫度變化1所吸收或放出的熱量。常以冶煉單位生鐵的爐料及煤氣作為衡量水當量的標準。煤氣的水當量基本為一常數(shù)，而爐料水當量在高溫區(qū)有一突變并呈現(xiàn)一峰值。在低溫區(qū)Ws<Wg，在高溫區(qū)Ws>Wg，在中間的某個區(qū)域Ws=Wg。氣：沿高爐高度方向變化很小，原因：下部 氣體量相對少，但熱容較大；上部 氣體量相對多，但熱容較??；兩者的乘積變化不大！。料：在高爐上部變化不大、下部變化較大，原因：上部 間接還原的放熱補償作用；下部 直接還原、熔損反應、熔化等

53、使C料；進入爐缸僅剩渣鐵過熱耗熱，C料。在下部料存在峰值！10.用水當量的概念分析影響高爐爐頂煤氣溫度、爐缸渣鐵溫度的因素。答： 上部熱交換區(qū)：氣料即煤氣降低1所放出的熱量 爐料上升1所吸收的熱量。任意截面上，根據(jù)熱平衡方程有：G料×C料(t料空t料頂) = G氣×C氣(t氣空t氣頂)，易得到故(t料空t料頂) (t氣空t氣頂)，即爐料加熱快，煤氣冷卻慢。，由此可分析影響爐頂煤氣溫度的因素：即凡是使由此可分析影響爐頂煤氣溫度的因素：即凡是使(即使氣)均可使爐頂煤氣溫度。措施有：提高風溫，減少焦比煤氣量氣；富氧煤氣量 氣。空區(qū)：氣料，爐料吸熱與煤氣放熱基本上保持平衡，因此爐料

54、和煤氣的溫度變化都不大。 下部熱交換區(qū)：，爐料升高1所吸收的熱量 煤氣降低1所放出的熱量。同理可得到即煤氣冷卻快，爐料加熱慢?？梢娪绊憼t缸渣鐵溫度的主要因素是t氣缸和。提高爐缸渣鐵溫度的措施：為使w氣 焦比不變時，提高風溫、富氧；為使料減小直接還原比例、減小渣量。注：1、高爐是一個以煤氣上升、爐料下降的逆流式移動床為特征的反應器，存在著多相物質間的傳質、傳熱和動量傳輸，傳輸過程非常復雜。高爐中的軟熔帶是傳遞阻力最大的地方，因此要求軟熔帶應盡可能薄、位置應盡可能低。2、附壁效應：靠爐墻處，由于實際的孔隙度實際較大，且通道較為光滑，故此處氣體易通過，即所謂“附壁效應”。3、比表面積S=形狀系數(shù)4、

55、爐料下降的條件:（1）自身重力 阻力。阻力：爐料爐墻間摩擦力(P墻)、不同速度爐料間的摩擦力(P料)、上升煤氣流對爐料的浮力(P浮)。爐料下降的有效作用力F0，F(xiàn)=(w料重P墻P料P浮)0=(w有效重量P浮)0。（2）除有下降的能力外，還需要有空間。提供空間：風口燃燒焦炭、周期性出渣鐵（主要）、爐料的重新排列組合、爐料的軟化熔融。當有空間條件下，且w有效 P浮時，爐料可順利下降！5、煤氣分布關系到：爐內溫度分布、軟熔帶形狀、爐況順行、煤氣利用。影響煤氣分布的因素：燃燒帶：鼓風動能大發(fā)展中心煤氣流，鼓風動能小發(fā)展邊緣煤氣流，通過送風制度調整。爐料：分布焦炭多、大塊料多處煤氣流發(fā)展，礦石多、小塊料

56、多處煤氣流抑制，通過裝料制度調整。高爐煤氣分布的三個階段：原始分布爐缸燃燒帶、再分布爐身下部軟熔帶、第三次分布爐身上部塊狀帶。煤氣沿高爐截面分布狀況的檢測方法：1、爐喉徑向煤氣CO2測定；2、爐喉徑向煤氣t測定。6、高爐條件下的傳熱方式和給熱系數(shù)，傳導傳熱、對流傳熱、輻射傳熱。高爐上部：傳導、對流熱交換；高爐中下部：對流、輻射熱交換；爐缸：輻射、傳導熱交換。第六章 高爐冶煉工藝及強化1、提高風溫后高爐冶煉進程將發(fā)生什么變化？并說明原因。答：（1）風口前燃燒碳量C風口減少。原因：風溫提高，焦比下降，C風口； 熱風帶入顯熱代替了部分焦炭的燃燒熱，C風口。（2）高爐內溫度場發(fā)生變化：爐缸溫度t缸，爐身溫度t身，爐頂溫度t頂