[科普中国]-矮高炉

简介

矮高炉(lowshaft blast furnace)是一种炉身比通常高炉低很多的高炉，也称低炉身高炉。

矮高炉适用于缺乏冶金焦的地区，它几乎可以使用包括褐煤在内的备种劣质煤和半焦等燃料。它在使用粉矿和渣量很大的条件下，也能顺利冶炼，而且投资省，建设快。

矮高炉可以使用强度较差的焦炭、半焦、焦丁、烟煤、褐煤等燃料，对缺乏炼焦煤而有低级燃料和铁矿较分散且是贫矿约区域，特别有利。

大高炉附近可建设矮高炉以利用大高炉的碎焦粉矿作原料。

矮高炉虽可使用碎矿，但也应过筛，筛去太采田的颗粒，否则生产指标不会很好。原料准备的重要性和高炉一样，不可忽视。

矮高炉的炉料块度必须此大高炉用的小，否则煤气的热能和化学能的利用会变坏。如果块度适当，且用大风操作和提高风温，矮高炉的焦比完全可能不比大高炉高。

矮高炉配合富氧鼓风冶炼铁合金，是合理的，特别在缺乏强度高的冶金焦的地区，更有发展前途。 ·

如果有高炉和优良冶金焦冶炼普通生铁时，以使用高炉冶炼为宜。目前矮高炉的日产量，最大的也在300吨以下。

我国一般55立方米左右的小高炉，料柱已经比较短，对燃料强度的要求也不高，其炉形特征已吸取了矮高的优点，在进一步使用小粒度并襁过簖分的炉料和加大风量的条件下，进一步扩大炉缸，降低高度，完全可能得到更好的不低于大中型高炉的冶炼指标。1

矮高炉的特点矮高炉的 值比大高炉小得多，高度只有大高炉的左右， 因而炉料的停留时间就很短。为了改善加热和还原的条件，只有减小矿石的粒度。·

R.巴克提出：矿石粒度减少一半，料柱只需原有的。例如20米高的料柱，用45毫米的矿石，如用22毫米的矿石，5米料柱就行了。换句话说，粒度减小一半，同样的加热时间和条件，大约可得到4倍的热量。

也有些资料认为加热时间(获得同样热量)和直径的1.4次方成正比。

因而矮高炉都用较细的炉料(例如我国就常用3~5毫米的炉料)，其热交换的效果完全不比高炉差。

国外常在暖高炉上用富氧冶炼，由于它的作用能将热量集中于下部，提高沿高炉温度的温度梯度，对改善高炉的热能利用特别有利。同时由于煤气中 浓度提高，也改善了还原条件。此外，有时富氧和含挥发物高的燃料同时使用，还能得到有价值的副产品——富发热值的炉顶煤气。

不易选矿的贫鉄矿，用矮高炉冶炼的效果也比较好，这是因为矮高炉的料柱低，温度梯度大；成渣层薄，即使渣量大，也能保持炉况顺行。1

矮高炉炉形和操作数据矮高炉的断面不但有圆形的，也有方形和椭圆形的。主要考虑是使炉缸宽度(或直径)不大于两米，以使在风压不高的条件下，能充分利用炉缸面积，防止中心堆积。但目前也有炉缸直径达4.2米，风口以上高度只6.5米的矮高炉，日产达225吨。

采用椭圆断面的优点忌风压鞍低，布料良好，炉顶设备的价格并不高，可以大大扩大有效容积，增加风口数目。缺点在于炉身秸构(钢壳和砖村)的稳定性差。下表是国外58年新建的一个椭圆矮高炉炉形的数据，其风口以上的高度只4.5米，炉胸为直筒形。

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一般矮高炉的容积只10～80立方米，风口以上高度只2～5米，炉缸断面积达1.5～4.5平方米。使用350～850℃的风温(一般520～600℃)。炉顶温度200~500℃。一般都在2.0左右。

矮高炉在一般情况下，焦比虽较高(常在1～2)，但由于它能使用劣质燃料和加工程度较差的粉矿冶炼，炉况顺行，故成本并不高。实际上在提高冶炼强度，使用小粒矿石和富氧或高风叠的情况下，矮高炉的焦比还会进一步降低，达到和大型高炉同样的水平，国外很多试验对比，都证明了这一点。

在矮高炉内用富氧冶炼锰铁的效果也较好，国外某厂冶炼合Mn44%的锰铁，使用富氧30.2%的空气，焦比自2.26降到1.765。1

优点与缺点优点(1)与炉料性能相适应，料柱阻力减小；

(2)风口增多，利于接受风量；

(3)产铁量高，改进生铁质量；

(4)降低了燃料消耗，延长使用寿命。

缺点(1)料柱短，要求布料均匀，才能保证煤气合理分布，所以炉缸直径不宜过大。这样就限制了炉子容积扩大。而长方形及椭圆形的矮高炉炉顶装料比较困难，不能保缸固定的料及合理的分布。所以目前单个炉子的生产率不是很高的，最大为100～200吨/日。

(2)在不用富氧鼓风．以及使用贫矿和劣质燃料时，炉缸温度一般很难提高，生铁成分的、含量不易控制。

(3)焦比高，尽管使用劣质燃料，这也不能不算是一个很大的缺陷。2

适用范围矮高炉适用于原料、燃料强度差的高炉炼铁。由于炉身料柱很低，铁及其他元素基本都是通过直接还原得到的。所以在电力资源丰富和焦炭资源贫乏地区，用电能供冶炼需要的热量进行炼铁时多采用矮高炉。它适宜于富氧鼓风冶炼铸造生铁以及锰铁和硅铁等铁合金。