高爐煉鐵

　　現代煉鐵的主要方法，鋼鐵生產中的重要環節。這種方法是由古代豎爐煉鐵發展、改進而成的。儘管世界各國研究發展瞭很多新的煉鐵法，但由於高爐煉鐵技術經濟指標良好，工藝簡單，生產量大，勞動生產率高，能耗低，這種方法生產的鐵仍占世界鐵總產量的95％以上。

　　高爐生產時從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑(石灰石)，從位於爐子下部沿爐周的風口吹入經預熱的空氣。在高溫下焦炭（有的高爐也噴吹煤粉、重油、天然氣等輔助燃料）中的碳同鼓入空氣中的氧氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣，在爐內上升過程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。煉出的鐵水從鐵口放出。鐵礦石中不還原的雜質和石灰石等熔劑結合生成爐渣，從渣口排出。產生的煤氣從爐頂導出，經除塵後，作為熱風爐、加熱爐、焦爐、鍋爐等的燃料。高爐冶煉流程見圖。

　　簡史和近況　早期高爐使用木炭或煤作燃料，18世紀改用焦炭，19世紀中葉改冷風為熱風(見冶金史)。20世紀初高爐使用煤氣內燃機式和蒸汽渦輪式鼓風機後，高爐煉鐵得到迅速發展。20世紀初美國的大型高爐日產生鐵量達450噸，焦比1000公斤／噸生鐵左右。70年代初，日本建成4197米³高爐，日產生鐵超過1萬噸，燃料比低於500公斤／噸生鐵。中國在清朝末年開始發展現代鋼鐵工業。1890年開始籌建漢陽鐵廠，1號高爐（248米³，日產鐵100噸）於1894年5月投產。1908年組成包括大冶鐵礦和萍鄉煤礦的漢冶萍公司。1980年，中國高爐總容積約8萬米³，其中1000米³以上的26座。1980年全國產鐵3802萬噸，居世界第四位。

主要產鐵國傢產量和技術經濟指標

　　70年代末全世界2000米³以上高爐已超過120座，其中日本占1/3，中國有四座。全世界4000米³以上高爐已超過20座，其中日本15座，中國有1座在建設中。

　　50年代以來，中國鋼鐵工業發展較快，高爐煉鐵技術也有很大發展，主要表現在：①綜合采用精料、上下部調劑、高壓爐頂、高風溫、富氧鼓風、噴吹輔助燃料（煤粉和重油等）等強化冶煉和節約能耗新技術，特別在噴吹煤粉上有獨到之處。1980年中國重點企業高爐平均利用系數為1.56噸/(米³·日)，焦比為539公斤/噸生鐵；②綜合利用含釩鈦的鐵礦石取得瞭突破性進展，含稀土的鐵礦石的利用也取得瞭較大的進展。

　　高爐冶煉主要技術經濟指標　分述如下：

　　高爐利用系數　每立方米高爐有效容積一晝夜生產生鐵的噸數，是衡量高爐生產效率的指標。比如1000米³高爐，日產2000噸生鐵，則利用系數為2噸/(米³·日)。

　　焦比　每煉一噸生鐵所消耗的焦炭量，用公斤/噸生鐵表示。高爐焦比在80年代初一般為450～550公斤/噸生鐵，先進的為380～400公斤/噸生鐵。焦炭價格昂貴，降低焦比可降低生鐵成本。

　　燃料比　高爐采用噴吹煤粉、重油或天然氣後，折合每煉一噸生鐵所消耗的燃料總量。每噸生鐵的噴煤量和噴油量分別稱為煤比和油比。此時燃料比等於焦比加煤比加油比。根據噴吹的煤和油置換比的不同，分別折合成焦炭（公斤），再和焦比相加稱為綜合焦比。燃料比和綜合焦比是判別冶煉一噸生鐵總燃料消耗量的一個重要指標。

　　冶煉強度　每晝夜高爐燃燒的焦炭量與高爐容積的比值，是表示高爐強化程度的指標，單位為噸/（米³·日）。

　　休風率　休風時間占全年日歷時間的百分數。降低休風率是高爐增產的重要途徑。一般高爐休風率低於2％。

　　生鐵合格率　化學成分符合規定要求的生鐵量占全部生鐵產量的百分數，是評價高爐優質生產的主要指標。

　　生鐵成本　是從經濟方面衡量高爐作業的指標。

　　

參考書目

　東北工學院煉鐵教研室：《高爐煉鐵》，中冊，冶金工業出版社，北京，1978。

　《中國煉鐵三十年》編輯小組：《中國煉鐵三十年》，冶金工業出版社，北京，1981。