【本章学习要点】本章学习炉料在高炉内的物理化学变化,高炉内铁氧化物的还原反应，高炉内非铁元素的还原，生铁的生成与渗碳过程，高炉炉渣的成分与作用，硫的分布情况，炉渣脱硫反应及其条件，高炉内燃烧反应的作用，影响燃烧带大小的因素，炉料和煤气运动情况。第一节炉料在炉内的物理化学变化炉料从炉顶装入高炉后，自上而下运动。被上升的煤气流加热，发生了吸附水的蒸发、结晶水的分解、碳酸盐的分解、焦炭中挥发分的挥发等反应。图 3-1 炉内的状况一、高炉炉内的状况通过国内外高炉解剖研究得到如图 3—1 所示的典型炉内状况。按炉料物理状态，高炉内大致可分为五个区域或称五个带：1）炉料仍保持装料前块状状态的块状带；2）矿石从开始软化到完全软化的软熔带；3）已熔化的铁水和炉渣沿焦炭之间的缝隙下降的滴落带；4）由于鼓风动能的作用，焦炭作回旋运动的风口带；5）风口以下，贮存渣铁完成必要渣铁反应的渣铁带。高炉解剖肯定了软熔带的存在。软熔带的形状和位置对高炉内的热交换，还原过程和透气性有着极大的影响。二、水分的蒸发与结晶水的分解在高炉炉料中，水以吸附水与结晶水两种形式存在。1. 吸附水吸附水也称物理水，以游离状态存在于炉料中。常压操作时，吸附水一般在 105°C 以下即蒸发，高炉炉顶温度常在 250C 左右，炉内煤气流速很快，因此吸附水在高炉上部就会蒸发完。蒸发时消耗的热量是高炉煤气的余热。所以不会增加焦炭的消耗。相反，由于吸附水蒸发吸热，使煤气的温度降低，体积缩小，煤气流速降低，一方面减少了炉尘的吹出量，另一方面对装料设备和炉顶金属结构的维护还带来好处。2. 结晶水结晶水也称化合水，以化合物形态存在于炉料中。高炉炉料中的结晶水一般存在于褐铁矿(nFeO・mH0)和高岭土(A10・2SiO・2H0)中，结晶水在高炉内大量分解的温度2322322在 400〜600°C，分解反应如下：*3HtO 眄°十3^0-60OU 宀亠Ab(\-2Sit\-2H2O*-AIJQJ*2510^+2H；U这些反应都是吸热反应，消耗高炉内的热量。三、挥发物的挥发挥发物的挥发，包括燃料挥发物的挥发和高炉内其他物质的挥发。燃料中的挥发分存在于焦炭及煤粉中，焦炭中挥发分质量分数为 0.7%〜L3%。焦炭在高炉内到达风口前已被加热到 1400〜1600C,挥发分全部挥发。由于挥发分数量少，对煤气成分和冶炼过程影响不大。但在高炉喷吹燃料的条件下，由于煤粉中挥发分含量高，则引起炉缸煤气成分的变化，对还原反应有一定的影响。除燃料中挥发物外，高炉内还有许...
