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CN86106417A - 高炉连续炼钢与制钢生产的连续化 - Google Patents

高炉连续炼钢与制钢生产的连续化 Download PDF

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CN86106417A
CN86106417A CN 86106417 CN86106417A CN86106417A CN 86106417 A CN86106417 A CN 86106417A CN 86106417 CN86106417 CN 86106417 CN 86106417 A CN86106417 A CN 86106417A CN 86106417 A CN86106417 A CN 86106417A
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CN
China
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oxygen
steel
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blast furnace
furnace
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刘国成
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Abstract

现高炉固焦渗碳炼成生铁，不能直接成钢；
本发明的主要技术特征和用途：
革焦炭、用加压气化煤气，使铁变钢；
革空气、用纯氧、提产三倍以上；
革间断工艺、由单连变全连工艺；
加压气化煤气大于纯氧的还原冶炼气氛和高温特点，致能炼电炉所炼钢种。

Description

高炉连续炼钢
高炉连续炼钢是指铁矿石经高炉冶炼直接成钢液。
本发明所属钢铁冶炼生产技术领域，其目的是：在于用有效方法的条件下，快速地达到中国在钢冶金重工业生产力方面的先进性和高速性发展之跃进。以产业技术革命的成果，赶超世界先进水平。
本发明在原料使用方法改进方面，已由原来的在高炉中使用鼓风空气作氧化剂和全部使用固体焦炭作燃料和还原剂之方法，改进为在高炉中使用纯氧作氧化剂和加加压气化煤气作燃料和还原剂以及加纯焦（经低汶甲醇处理之净煤所炼）以作为钢种调节之新方法。故能造成高炉由炼铁变炼钢的产品结构之改进和由低产炼铁变高产三倍以上炼钢产量之效果。如此，不论任何炼铁企业使用本发明，都可获得经改进炼铁方法后的炼钢产品新结构，并提高钢产量三倍以上之效果。如此，将极快地加速其中国四化之实现。
对于高炉冶炼方法与产品结构之改进：
一、高炉冶炼原理：
1.氧化还原原理：
高炉用气体燃料还原时，燃料还原剂和氧化剂燃烧的三种作用：
1）.燃料还原剂和氧化剂对等作用时，主要只起燃烧的能源作用。
其次，由于燃料和氧气在混合时不十分均匀，所以，便产生下列两种情况的作用：
第一、燃料燃烧不完全，造成剩余CO的上升，并与铁矿石起还原作用：
第二、CO2在高汶下因呈可逆性反应，故造成：
可逆作用使所剩O2上升成为煤气。但上述两种情况在整个冶炼中，只属少量。
2）.燃料还原剂大于氧化剂的作用，对铁矿石及其他有关成分起还原作用：
3）.氧化剂大于燃料还原剂，对于铁矿石和其他有关成分起过氧化作用：
高炉冶炼的实质，需要第一和第二两种作用。
第一种作用造成燃烧冶炼的能源。
第二种作用造成间接还原的直接成钢作用。
因此，高炉冶炼的燃料还原剂供给量，不但应满足冶炼的燃烧作用，以供能源，而且应满足对铁矿石的还原作用，以获产品。因此，燃料还原剂的供给量是燃烧时冶炼能源供给量加上还原剂与铁矿石还原作用供给量之总和。
第三种作用只有在目前使用固体焦炭时有加快冶炼之益，但也是有限的，而对已改进的纯粹间接还原冶炼，则不允许氧量大于气体燃料之配比，以免造成废品的产生和氧气的浪费。
2.酸碱中和原理：
矿石中除铁外，还有酸性或碱性脉石。它们单独存在熔点较高，中和后熔点较低。中和是降低造渣熔点、去除P、S有害杂质以纯洁产品并与之分离的一个冶炼方法。
中和反应有：
二.现时高炉冶炼的问题：
高炉固体（焦炭）燃料还原剂的作用：
1.风口空气中氧和风口处的焦炭直接氧化：
C+O2＝CO2+97650千卡
2CO+O2＝2CO+58860千卡
2.氧和焦炭生成的还原气体，在风口以上对铁矿石的还原：
3.高炉风口处未燃尽焦块下落炉缸对熔液增碳和风口以上已熔焦炭对铁水熔液的熔融，是使所炼产品不能直接成钢而生成铁的主因，是高炉现时冶炼的弊病。
三.高炉炼钢：
1.高炉炼铁：
现时高炉是用固体焦炭进行冶炼的，固体焦炭造成两种燃烧和两种还原：
1）、两种燃烧：
2）、两种还原：
（1）.CO在风口以上对铁矿石的间接还原：
（2）.未燃尽焦块在风口以下落入炉缸和风口以上焦水熔融于铁水。故造成了熔液渗碳的直接还原。因生铁含C高达1.7-4.3%，故生铁质地硬脆，因含P、S高，故机械强度低，因生铁韧性低，不易焊接等，造成生铁不能广泛的应用。
2.高炉炼钢：
钢的含C量一般在1.7%以下。
高炉炼钢就是去除目前高炉焦炭空气所炼生铁使用的方法，根据所炼钢种加纯焦，并创造下列条件而炼钢：
1）.使用较强的气体燃料还原剂：
如加压气化煤气。即用纯氧、水蒸气和煤。利用加压气化炉制造加压气化煤气。并用加压气化煤气和纯氧进行高炉的新冶炼。这种新冶炼，是间接还原冶炼。这种新冶炼，是气体燃料还原剂既供燃烧能源，又供铁矿还原用量的新冶炼。
这种新冶炼用褐煤制造的以体积计的加压气化煤气成分和含量是：
CH422.1% H252.3% CnHm 0.9%
CO22.0% O20.2% N21.8%
低热值 4470千卡/m3
这种煤气是较强还原剂，能达到纯粹的间接还原冶炼，能在此煤气适当地大于氧气配比的条件下，由生铁产品直达钢产品结构之改进。
2）.使用上述的燃料还原剂和纯氧燃烧。一则供给高炉冶炼之能源;一则可达较快的炼钢冶炼之速度。产生提高三倍以上钢产量之效果。
3）.炼钢中加入灰石而造渣去Si、去P、S。
4）、在炼制一定含碳规格钢种时，可用适当纯焦炭作调合剂。
5）.最简单地说：
（1）.高炉炼铁原理：
a.就是用固体燃料还原剂对铁矿石或烧球矿石内各种铁的氧化物，如FeO、Fe2O3、Fe3O4等所进行的铁的还原过程。
b.就是铁矿石或烧球矿石中高熔点杂质和有害杂质通过酸碱中和及去P、S作用而与炉液产品分离的造渣过程。
C.未燃碳和熔融碳被炉液吸收而变成生铁的固焦直接还原之结果。
（2）.高炉炼钢原理：
高炉炼钢原理就是针对高炉炼铁的蔽病，去除渗碳的固体燃料（新冶炼所加纯焦，只为调整所炼钢成分）而用气体燃料对铁矿石的间接还原过程和造渣过程。
6）.高炉炼钢优点：
高炉炼钢法，因为是还原性冶炼气氛，故有和电炉相同的冶炼性质。又因不通过空气而通过封闭导槽直接流入水平连注机，所以熔液在炉内炉外只有极少氧气进入，故无须使用铁合金脱氧。加铁合金仅为配制钢种而用。因为铁合金的冶炼亦采用本法，故铁合金亦为质地纯净而无杂质。故经破碎可直接加入。
又因高炉炼钢可达高汶，故可炼制高硅钢、高锰钢和高铬钢。因可去焦炭、故可炼含C在万分之四、即0.04%以下的工业纯铁。因此，在原料配制得当，选定适当钢种规格的条件下，高炉可炼电炉所炼之钢种。
7）.高炉炼钢的生产规模：
现实的炼焦煤和富铁矿资源日渐不足，而现在的煤气气化技术已日渐解决着利用劣质煤造气，并用煤气代替焦炭而行其冶炼之进展。本发明就说明着这种新的技术发展进程。因此，高炉不应愈建愈大。高炉现实的冶炼，浪费着这些人力、物力和资源。高炉出铁后再炼钢，就是这种浪费的事实。这是不科学不经济的，今后的钢冶金生产，应在优质燃料能源和富铁矿的缺乏下，造成高炉冶炼直接成钢，制钢产品直接成材的全部连续工艺生产线。应普遍建小高炉，特殊用材才建大高炉，应吃精料，以构成新时期的高炉炼钢、高炉炼铁合金、高炉炼高级合金钢的新发展。这种新冶炼发展，就是气体燃料还原剂既供燃烧能源又供铁矿还原用量的新冶炼。这种新冶炼，对于特殊用材的大高炉炼钢，是指需铸大部件的生产任务之需求。
故高炉炼钢的生产规模，一方面不宜过大，一方面应大小兼顾。
铁矿还原原理的实践是导致在高炉中炼钢的基础：
1.钢与生铁所以不同，主要在于两者的含碳量差别：
钢一般含碳在1.7%以下，生铁含碳却在1.7-4.3%左右。
2.转炉和平炉炼钢都不同程度地利用其生铁液或生铁块中所含碳量进行燃烧作能源。可见这部分能源之巨大。
因此，在当今科学技术条件下，继续在高炉中使用固态焦炭作燃料和还原剂炼铁，一方面浪费国家巨大能源，一方面从还原冶炼工艺上也太不合理。利用固体焦炭在于产生着产品直接还原渗碳不能一次成钢的蔽病。因此，所炼生铁在需要二次冶炼成钢产品之前，需要种种的运输设备、仓库和重新冶炼之蔽病。因此，浪费人力、物力和能源巨大。因此，必须：第一，从使用原料方法上除去固体焦炭，采取能够适合钢冶金的加压气化煤气，在煤气大于氧量并适于冶炼能源和还原量的配比下，以达一次冶炼成钢。
而为了冶炼的快速度，应除去对空气的使用，采取纯氧作氧化剂。
现代的转炉炼钢，虽然比平炉冶炼快，但第一，它的工艺生产不是连续性质的。第二，因转炉顶吹是在钢水表面上进行，转炉气中含有高达60%左右的CO，所以，转炉气要不无用，必须增加收集设备。否则，将造成浪费。若高炉用气体燃料对铁矿还原，因气体燃料大于氧量，因此，便可消除此弊病。
因此，目前高炉冶炼所产生的铁产品再经专门炼钢炉冶炼的作法是很不经济的。所以，应该以新的方法在高炉冶炼成钢的条件下，将高炉内钢液通过永启出钢口，经连续导钢流铁合金槽导入连续注锭机进行连注和连轧。从而达到可节省人力、物力和能源的新的工艺生产之方法。
3.各种用煤或煤气对铁矿石所进行的焙烧、生成的海绵铁的作法都是高炉中可以直接熔炼成钢的实践生产基础。而这种作法正是和高炉气体燃料炼钢是一脉相称的相似作法。所不同的，在于一个是炉外，一个是炉内罢了。
4.固体焦炭、发生炉煤气、高炉煤气、天然气等，都是燃料，同时又是强弱不同的还原剂。
空气、富氧、纯氧都是燃烧的助燃剂，同时又是强弱不同的氧化剂。
炼铁的产品，在于固体焦炭于风口处及风口以下的直接还原增碳和风口以上的焦水熔融增碳而造成。因此，去掉固体焦炭所进行的冶炼，就会去掉所炼（生铁）产品增碳及增杂质P.S之蔽病。
在炉缸不再增碳的条件下，新的炼钢冶炼，一方面无须通过燃烧生铁中的碳而炼钢，一方面在使用新的强的气体燃料条件下，使其一部作燃料之能源，使其另一部作与铁矿石作用的还原剂。为了加快冶炼速度，本发明采用了最强的纯氧作氧化剂。因此，在炼钢冶炼时，燃料用量应大于氧气的用量，以达足够的燃烧能源和对铁矿还原的适用量。而所大数量，则通过具体的冶炼，具体的冶炼计算和不断改进有关设备的不足而进步。
对于高炉冶炼理论计算的新创立：
新冶炼理论的创立，主要是计算加压气化煤气：氧气、加压气化煤气：铁矿量、加压气化煤气：钢量、加压气化煤气：废气量四大数量的理论计算关系，以及对于冶炼生产的实际指导作用。
一.关于气体燃料与氧燃烧的配比计算：
褐煤加压气化煤气净化后体积%组成：
CH422.1% H252.3% CnHm 0.9%
CO22.0% N21.8%
低热值 4470千卡/M3
加压气化煤气燃料各可燃成分的化学反应式：
1M3加压气化煤气完全燃烧的理论氧量：
＝（2×22.1+ 1/2 ×52.3+3×0.9-0.2）
×10-2M3
＝（44.2+26.15+2.7-0.2）×10-2M3
＝0.73M3
故100M3加压气化煤气完全燃烧的理论氧量则为：73M31M3加压气化煤气完全燃烧时，产生的废气量：
Vo＝（3×22.1+52.3+4×0.9+1.8）×10-2M3
＝（66.3+52.3+3.6+1.8）×10-2M3
＝124× 1/100 M3＝1.24M3
故100M3加压气化煤气完全燃烧时，产生的废气量：
1.24×100＝124M3
二.关于烧结球矿还原所需加压气化煤气及所产废气量之计算：
每100公斤烧球矿成分及含量：
TFe    64.44%    FeO    9.06%
SiO26.21% CaO 0.89%
MgO 0.55% Al2O30.21%
P    0.014%    S    0.037%
为了方便，除FeO外，把所剩之全Fe，化为Fe2O3，其量为82.54%，应计算灰石纯CaO值：
灰石成分：SiO23.44% CaO 48.87% MgO 1.99%
灰石中碱性氧化物有效值：
48.87+1.99-3.44＝47%
造渣碱度要求： (CaO)/(SiO2) ＝1.2
故100公斤烧结球矿应加灰石：
6.21×1.2（100-47）＝15.65公斤
故现时的烧球矿各成分入炉百分比：
Fe2O371.15% FeO 8.12% SiO25.35%
CaO 14.26% MgO 0.47% Al2O30.18%
P    0.012%    S    0.031%
加纯焦应视钢种成分而定。
本发明与原来冶炼气氛是相同的，所不同的就是本冶炼是间接还原气氛，基本无有直接还原。如果说还要加点纯焦，以调整钢成分，则本身不是为了冶炼能源和所产煤气对铁矿石的还原。所加比重也很少。现时某厂的焦比是577公斤焦炭/吨·生铁，所炼生铁含碳量一般在3.5-4%。故若炼0.6%的中碳钢，则：
577    3.5
x    0.6
x＝ (577×0.6)/3.5 ＝ 346.2/3.5 ＝99公斤
即加99公斤纯焦。
而若炼0.2%的低碳钢，则：
577    3.5
x    0.2
x＝ (577×0.2)/3.5 ＝ 115.4/3.5 ＝33公斤
即加33公斤纯焦。
1.先确立：100M3加压气化煤气中各成分：
CH422.1% H252.3% C2H40.9%
O20.2% CO22.0% N21.8%
将烧球矿中各成分的氧化合，使烧球矿还原成铁、硅、锰等元素所需的氧，即等于烧球矿各成分所放出的氧。
2.然后求：100公斤烧球矿中：
Fe2O371.15% SiO25.35%
FeO    8.12%    CaO    14.26%
MgO 0.47% Al2O30.18%
各成分中共放出多少（重量）公斤和（体积）M3之氧量。
故烧球矿1公斤各成分所放出的氧：
a.Fe2O348/160 ×71.15%＝0.213公斤
b.SiO232/60 ×5.35%＝0.028公斤
c.FeO 16/72 ×8.12%＝0.018公斤
d.CaO 16/56 ×14.26%＝0.041公斤
e.MgO 16/40 ×0.47%＝0.001公斤
f.Al2O348/102 ×0.18%＝0.001公斤
TO2＝0.213+0.028+0.018+0.041+0.001+0.001＝0.302公斤
1公斤烧球矿共放出O2＝0.302公斤
合 0.302/16 ＝0.018公斤分子
合 0.018×22.4＝0.403M3
因100M3加压气化煤气的理论氧量为73M3故100M3加压气化煤气可还原烧球矿73÷40.3＝181公斤，可炼钢：
112/160 ×181＝126公斤
3、所给两条件是：
1）100M3加压气化煤气需73M3氧气、产生124M3废气
2）100M3加压气化煤气需73M3氧气、还原181公斤烧球矿、炼126公斤钢，产生124M3废气。
高炉冶炼的装料方法：
应采用MPK↓+MKP↓即可，也可和其他装法混用，纯焦只为调钢种用，每批焦炭和矿石可同装。
正常入炉次序是锰矿、铁矿、焦炭、熔剂或焦、矿、熔剂。由于烧球矿熔剂用量小，所以，焦炭和熔剂的数量都很小，故每批焦炭、矿石和熔剂可同装入炉。
料仓前四仓轮流装矿石，后一焦一熔剂仓，由于流量小，可各用一仓。
一至二百立米高炉所需发生炉应产加压气化煤气量和所需制氧机应产氧气量的生产能力之计算：
确定原则：
1）.一百立米至二百立米高炉在燃烧焦炭炼铁时，其利用系数按2.0计算。
2）.由于纯氧所占体积是空气中氧所占体积的四分之一，故与空气同样体积的氧气，可加快高炉冶炼强度达三倍以上。
故100M3高炉2×4＝800吨钢/日产。
200M3高炉2×2×4＝1600吨钢/日产。
3）.故100M3高炉所需发生炉应产加压气化煤气量为：
因100公斤烧球矿还原后放氧30.2公斤或40.3M3，故100M3加压气化煤气可还原烧球矿73÷40.3＝181公斤、可炼钢： 112/160 ×181＝126公斤
故100M3加压气化煤气炼126公斤钢
x    800000公斤钢
x＝ (800000×100)/126 ＝634127M3加压气化煤气
634127÷24＝26427M3/时。
故100M3高炉，单就烧球矿还原讲需建造每时产加压气化煤气为26427M3/h的煤气发生炉一座。
从理论上讲，一定加压气化煤气燃烧所需氧量之生热，应能完成一定加压气化煤气从烧球矿中氧化相等氧量之还原。它们的对立统一关系如下：
后三式除了Fe的还原改变了热值付号外，其它都和前三式相同。因此，本理论的确定是完全正确的。
1.由上理可知，100M3高炉还原烧球矿所用加压气化煤气为26427M3/时，燃烧氧气作冶炼能源亦为26427M3/时，因此，共需加压气化煤气：
26427+26427＝52854M3/时
52854×24＝1268496M3煤气/日
故100M3高炉需建造每时产加压气化煤气为52854M3/h的加压气化煤气炉。
加压气化煤气在高炉中共有两种作用，一种是加压气化煤气和氧燃烧以供冶炼之能源，一种是加压气化煤气和烧球矿中的氧化合以供烧球矿的还原。这两种作用是同时地进行着，但在具体炉型技术条件下，烧球矿还原量靠增加压气化煤气量调整，炉汶高低靠增氧量调整。
理论是对实践的总结，上述两个26427M3相加，是理论对实践的推导。煤气和氧气的燃烧放热，同时伴随煤气和同样多矿石中氧的化合。从而还原出相当的铁而吸热。这在理论说明方面是十分清楚的。因此，此种理论计算和推导是完全正确的。
在此理论指导下，对于燃烧冶炼产生过热或因被炉体设备散热产生过冷之问题，通过对于加压气化煤气和氧量的增减调节，即可达到正常冶炼目的。因此，本理论可以指导本发明实际生产之实施。
因此，根据上述，所需加压气化煤气26427M3/h燃烧之冶炼，则需氧量：
100M3加压气化煤气 73M3氧气
冶炼燃烧26427    x
x＝ (26427×73)/100 ＝19832M3氧气
故100M3高炉，每时需氧气为19832M3，即需建10000M3/h的制氧机两台。
2.200M3高炉，每时需加压气化煤气为：
52854×2＝105708M3，即需建75000M3/h和35000M3/h的发生炉各一座。
每时需氧气为19832×2＝39664M3、即需建10000M3/h的制氧机四台。
一至二百立米高炉使用的发生炉消耗的水蒸汽、氧气和煤量的计算：
氧气消耗率：0.4M3/公斤煤
蒸汽消耗率：0.42公斤/公斤煤。
1.因100M3高炉共需加压气化煤气52854M3/h故需煤：
(x)/12 ×22.4＝52854M3， (x)/12 ＝ 52854/22.4
x＝ (52854×12)/22.4 ＝28314公斤煤/时
加压气化炉：因100M3高炉需52854M3煤气/h，故需52854÷3＝17618≈18000M3/h加压气化炉四座，备用一座。
故发生炉需氧气：28314×0.4＝10526M3/h
故发生炉需蒸汽：28314×0.42＝11892公斤/h
100M3高炉冶炼需氧19832M3/时，发生炉需氧10526M3/时，故本高炉系统共需氧：
19832+10526＝30358M3/h
故100M3高炉需建10000M3/h的制氧机四台，备用一台。
故100M3高炉用煤：
28314公斤×24＝679536公斤/日＝680吨/日
用蒸汽：680×0.42＝286吨/日
冶炼烧球矿：100M3加压气化煤气 181公斤
634127M3/日 x
x＝ (634127×181)/100 ＝1148吨/日
2.因200M3高炉共需加压气化煤气105708M3/h故需煤：
x＝ (105708×12)/22.4 ＝56629公斤煤/h
故发生炉需氧气：56629×0.4＝22662M3/h
故发生炉需蒸汽：56629×0.42＝23784公斤/h
200M3高炉冶炼需氧：38083M3/h。发生炉需氧：22662M3/h，故本高炉系统共需氧：
38083+22662＝60745M3/h
故200M3高炉需建10000M3/h的制氧机七台，备用一台。
故200M3高炉用煤：
56629公斤/h×24＝1359096公斤/日
＝1360吨/日。
用蒸汽：1360×0.42＝571吨/日
冶炼烧球矿：
100M3加压气化煤气 181公斤
1268254    x
x＝ (1268254×181)/100 ＝2296吨/日
经济效益估算：
为了这种炉子的高效生产，为了创造这种高效生产的全面经验，开始实施时，必须从百立米小型高炉或更小的高炉作起。高炉要小，但技术设备则要全面的先进。否则，不能创造出质美价廉的物质来。
100M3高炉的生产经济效益：
吨/日    吨价    产值
钢材    800    1000元    800×1000＝800000元
烧球矿    1148    75元    1148×75＝86100元
煤    680    26元    680×26＝17680元
蒸汽    286    电估价    5000元
氧气728592M3/日，低压制氧能耗：
1400-2100KJ/M3O2
本发明用电能耗：
把每M3O2能耗定至2100KJ，此值相当于：
2100÷3600＝0.583度电，现每度电价值6分多，此按7分。
故1M3O2价值＝（2100÷3600）×7＝4.1分
故728592×0.04＝292132元
工资700人、平均按5元/人、日，共3500元
如此、全部费用：
86100+17680+292132+3500＝404412元。
故利润率为： (80-40)/40 ×100%＝100%
故新创100M3高炉若和原高炉炼铁比较，原高炉按200吨铁/日，若吨铁值500元，则：
200×500＝100000元。
钢值利润：800000-400000＝400000元。
故每日铁产值只相当高炉钢值利润的四分之一，它的本身利润与钢值利润相比就更低了。因此，此经济效益是十分可观的。
因此，中国工业进步要迅速走在世界发展之前列，关键在于迅速实施本成果。如此的一百立米之高炉，可年产800×365＝292000吨，即年产量近30万吨钢材。故有10个100M3小高炉即可抵得上宝钢前期所建之规模，而若建10个200M3小高炉，则可抵得宝钢全期所建之规模。而这些小高炉的优点还在于能够满足全社会对多种多样钢材产品的需求性，以适应我国经济全面发展之需要。
故100M3小高炉每年将创造如下利润价值：40万×365＝14600万元，若投资三亿元，两年可收回。
因此，10个100M3高炉，每年将创造十五亿元，而10个200M3高炉或1个2000M3大高炉，每年将创造三十亿元。
以上仅是和宝钢比较，如果中国在实施新设备系列方面打好基础，在使用推广方面实行全面发展，则中国赶超世界先进工业国的时间就可大大缩短，中国的经济能力，就可迅速强大。
如此炼钢之发展，由于体积小而产量大，所以，能适应各种生产规模之需求。若有特大需要时，只稍建一个2000M3的中高炉，便可抵得宝钢两个4000M3的大高炉产量。因此，这种科学生产对我国的全面跃进是一个极其有利的工业生产力新发展。
加压气化煤气大于原高炉煤气还原能力之计算：
我的研究是以氧化还原对立统一的原理，或说氧化还原的放热和吸热相等的原理解决热平衡问题的。因此，就有一个因氧气对空气加大三倍以上氧化能力后的加压气化煤气对原高炉煤气加大相应还原能力的问题。这个实际的热平衡问题，必须进行实用计算验证而说明。
a.因原高炉煤气中N2占50%多，因此，原高炉煤气中只有 1/2 成分是有用的。假设加压气化煤气有用成分和原高炉煤气中有用成分是同等的还原能力，故在加压气化煤气和原高炉煤气等量体积下，因加压气化煤气中不含50%的N2，故加压气化煤气比原高炉煤气还原能力大50%多。
b.因氧化和还原是相辅相成的对立统一，故燃料与氧化合所放热值和燃料对铁矿中金属的还原所吸热值成正比。又因氧气比空气同体积含氧量及氧化能力大三倍以上，所以，在加压气化煤气冶炼的条件下，加压气化煤气在质量及还原能力上，也应相应地比原高炉煤气还原能力大三倍以上，只因同体积的加压氧化煤气比原高炉煤气还原能力大50%所以，将构成：
0.5M3加压气化煤气等于1M3原高炉煤气的还原能力。
故2M3加压气化煤气等于4M3原高炉煤气的还原能力。
所以，2M3加压气化煤气比原高炉煤气大三倍以上的还原能力，因为2M3加压气化煤气比原煤气体积大一倍，故比原煤气体积大一倍的加压气化煤气，即可与空气同体积的氧气，在氧化能力和还原能力上相适应。
此计算可作为本发明的冶炼热平衡说明。
本发明使用的煤气及氧气对现实高炉实用计算之说明：
本发明所用氧气对现实100M3空气（焦炭）高炉所用空气进行实施对比所进行的冶炼计算：
现以某厂100M3高炉290M3空气/分·M3有效容积，为基准进行实施计算：
100M3加压气化煤气燃烧需氧：
氧的体积大约是本发明加压气化煤气体积的73%，所以：
26427M3加压气化煤气/时×73%÷60
＝1929÷60＝322M3氧气/分;
故322M3氧气/分×60×24＝463680M3氧气/日
本发明322M3氧气/分或463680M3氧气/日体积和现实的100M3高炉需风290M3空气/分或290×60×24＝417600M3空气/日体积相近。
故本发明在用与空气同体积的氧时，冶炼强度可增加三倍以上。
100M3高炉，制加压气化煤气需氧：
Figure 86106417_IMG2
故100M3高炉燃烧需氧和制加压气化煤气需氧：
Figure 86106417_IMG3
以此值计，100M3高炉须：
715680÷24＝29870M3氧气/时
需10000M3氧气/时的制氧机三台。
故在氧气为463680M3氧气/日时，加压气化煤气应为：
463680M3氧气/日 xM3加压气化煤气/日
73    100
x＝ (463680×100)/73 ＝635100M3加压气化煤气/日
故还原能力大三倍以上的加压气化煤气量：
635100×2＝1250200M3/日的加压气化煤气。
1250200÷24＝52092M3/时。
此乃加压气化煤气比原高炉同体积煤气还原能力大50%以上，且加压气化煤气量又比原高炉煤气量大一倍，还原能力大三倍以上时的加压气化煤气用量。
1250200M3加压气化煤气/日和前面说明中高炉燃烧与还原的1268254M3加压气化煤气/日基本相符。
故本发明使用的煤气和氧气量经与现实目前高炉相比，在氧气量等于空气量的使用下，其煤气与本发明还原所算煤气量基本相等。且还原煤气量比原高炉煤气量大一倍即可。
故此，由于本计算与实际高炉冶炼的结合比较的相符，此乃本发明在冶炼方面已解决其实验方面的实际数据。因此，本发明是可以不再实验而直接实施成功的。更因本发明送入炉内的煤气和氧气，可随意调节其比例，故在此冶炼操作进程下，不经实验直接投产是可行的。
故第一，以100M3高炉实用风量为基础，对100M3高炉按实用风量送氧量，按比高炉实用煤气量大一倍送加压气化煤气，从而还原能力大三倍的煤气量与本设计计算煤气量基本相等。故用本计算的煤气量进行的冶炼计算是可实用的。故无须再行试用实验，即可实际应用。
第二，在于发明本身所使用的气体条件，在其生产过程中十分易于调剂，此是生产过程中不易出现问题或出现问题后，极易调至正常生产的根本保证。此是杜绝问题产生的最利最易进行正常生产之本质。此生产本质是目前任何使用固体焦炭燃料进行生产所无可相比的。
本冶炼条件对原高炉冶炼问题之解决：
1.为什么焦炭高炉于空气中增氧只能达2%，即空气中氧只能由21%增至23%，如超过比值则过热？
此原因在于：焦炭无氧不能变成气体，而经氧化合的气体不是煤气便是废气。
不完全燃烧对高炉冶炼讲，生成可燃热能和可还原煤气。完全燃烧则生成不可燃煤气或称废气。高炉用焦炭冶炼，在不增氧的条件下，就本条件而言，因空气氧化强度小，生成煤气呈CO状态多，故可对矿石进行顺利还原且是吸热反应。此有利于空气对C氧化的继续进行。在增氧的条件下，达到一定含氧时，因空气氧化强度大，生成的煤气中CO2浓度增大、此成分不但不对矿石进行还原和吸热;而且在与碳完全燃烧之时，释放更多的热量。高汶CO2其分解只占生成量的百分之几，特别在CO2不断生成、浓度相对特大，更不易分解。故抑制了炉内冶炼过程的进行。
2.为什么加压气化煤气与全氧可以进行冶炼？
加压气化煤气和全氧所以能使冶炼进行，关健不在于送入炉内氧气的多少，而在于加压气化煤气量和氧量的配比，以及在实际冶炼过程中的有效调节。对此本发明的所有说明都解决着这个问题。
3.利用烧球矿可以解决炉内料柱冶炼的透气性问题。
4.冶炼中铁矿石在半还原半熔化时粘合一体产生悬料怎么办？
对此，根据有关文献，高炉用风冶炼，悬料原因主要在于炉内炭素的沉积，SiO挥发物的凝结以及成渣层下移使已熔化物质的再度凝结等。
由于冶炼中，煤气速度与煤气量的减少，汶度的降低，从而促进了炭素的沉积。炭素沉积是悬料的结果而不是原因。
SiO在风口前高汶区域大量挥发，而在汶度约为1650℃时，即凝成粘稠物质，将炉料粘结一体，或粘结在炉墙上，渐而悬料。
因此，SiO的生成，是O2的不足和汶度的不高造成的。而本发明对氧气的稍加调节，便可消除此况的。
5.炉料透气性由下列因素决定：
1）.炉汶高低所决定的燃烧带大小;
2）.下料快慢所决定的炉料疏松度;
3）.球形炉料所决定的料柱空隙度;
4）.配料成分所决定的炉渣流动性;
5）.炉顶布料所决定的煤气均称性。
故本发明冶炼条件的高汶、快速等所决定的料柱透气性效果如下：
加大氧量可提高炉汶，扩大燃烧带，扩大炉料还原数量，快速冶炼可加大炉料疏松度，球形矿料可加大料柱空隙度，好的熔渣流动性和煤气分布的均称性，都杜绝着SiO生成的条件，从而使炉料的透气性获得彻底的改善。
高炉应改设备要点：
对炉底及其上部的要求：
炉底承受高汶金属液的冲刷和静压力：其热应力为1400-1500℃静压力为2-5kg/cm2，所以，所用材料和砌筑质量要好。可用炭砖砌筑或用钒钛磁铁矿熔结。
氧口是氧化剧烈处，使用优质高铝砖砌其周围。炉缸其他处可用炭砖。
炉腹用炭砖，炉腰至炉身下部用高铝砖，炉身上部可用普通高铝砖，炉喉须金属板保护。
炉身上部衬砖应使用绝热材料。
高炉选用高压操作，钢壳应加厚3-4mm。
高炉支柱支持炉腹炉腰以上部分全部重量。
支柱数目应和氧口数目相同，为了不妨碍氧口工作，氧口部位的支柱应作成留一孔形，以便安装时从中通过。支柱应离炉缸稍远，以便炉缸直径能扩大。
因＞600℃碳素不会沉积，故炉身≯1000℃处，（炉身中、上部）应使用绝热材料，以提高炉衬寿命。
200-500M3焦炭高炉，吨铁耗水42M3，本发明32M3实例应加大为80M3水/吨铁。
本发明炉缸、冷却水压为8kg/cm2、炉腰炉腹为6kg/cm2，水压大于煤气及氧气压力，在于防止煤气压入水管发生事故。在于防止氧气助燃汶度高，烧坏设备。
煤气上升管用8-12mm钢板焊接而成，本发明炉顶应用三料钟的较合适。料斗应扩大容量三倍。
本高炉采用皮带上料机上料。
超音速氧口直径：按大小高炉不同，可分为大高炉氧气出口口径150-170mm，收缩口径130-150mm，高压管径140-160mm，中高炉氧口出口口径130-150mm、收缩口径110-130mm，高压管径120-140mm，小高炉氧口出口口径110-130mm，收缩口径80-110mm，高压管径100-120mm，铜板厚10mm。
超音速煤气口直径：大高炉煤气管出口口径200-220mm，收缩口径170-200mm，高压管径180-210mm，中高炉煤气出口口径170-200mm，收缩口径150-170mm，高压管径160-180mm，小高炉煤气出口口径150-170mm，收缩口径130-150mm，高压管径140-160mm，铜板厚10mm。
氧气和煤气压力3kg/cm2，水压10kg/cm2，水管口径25mm。
钢口：
本发明的钢口，内衬耐火材料，外围水冷套，水冷套是扁平式的。钢口耐火材料是用炭砖砌筑，钢口水压为10kg/cm2，可自制。
渣口：
渣口直径比钢口直径小50%，渣口水冷套和钢口水冷套构造相同，采用优质高铝砖砌筑。水压10kg/cm2，可自制。渣口可应用封闭式的连续水冷式导渣槽将渣导出，连续水冷式导渣槽和连续导钢流铁合金槽构造相同。但其上无加铁合金口。
炉缸其它立水箱，水压8kg/cm2。
对32M3高炉设备变更的详细说明：
本发明对于500M3以下称小高炉，500-1000M3称中高炉。1000-2000M3称大高炉，再大就难于建造了。
本发明的特点，不在主体高炉的大小，而在无论任何配套类型，都是辅属设备从各个方面都大大超过主体设备的复杂程度和投资款项。因此，针对我国实施本发明现时对大高炉进行改造有一定困难，而今所建小高炉又甚多，故选择小高炉为实施对象会是比较易行的，从经济上讲，也是能够办到的。
由于本发明辅属设备大大超过主体设备的技术复杂程度和经济投资费用，且由于主体设备于改造时，其废弃设备大于有用设备，所以本发明的另一特点，在于新建比改建快而省。
故为了本发明的经济实施，也为了当前的实用需要，现以32M3高炉为标准，拟建新的各辅属项目配套的生产规模。以达到它的实际生产之实现。
本发明须建两座32M3高炉，以备事故发生后不停产。
本冶炼使用的三料钟炉顶。见附图1。
1-转动料斗
2-旋转布料器齿轮
3-皮带上料机滚筒
4-煤气围管
5-氧气围管
6-煤气管
7-氧气管
8-钢口
9-渣口
炉墙厚度：
炉腹以上为170mm，钢口处炉缸厚度为510mm。
氧气管：见附图2、3、4、5、6、7、8。
可创制一种介于青铜质水冷风管和氧枪水冷喷嘴的新水冷氧气管，此氧气管的孔径是单一的，此氧气管比原风管孔径小，比氧枪孔径大，是原氧风管孔径的70%，是氧枪高压气流构造之形式。
氧气管超音速出口直径为110mm，收缩口径80mm，高压管径100mm，氧口外径240mm，氧管长度1020mm，铜板厚10mm，氧气压力3kg/cm2，水压10kg/cm2。
煤气管：见附图2、3、4、5、6、7、8。
煤气管超音速出口直径150mm，收缩口径130mm，高压管径140mm，煤气管外径280mm，煤气管长1180mm，煤气压力3kg/cm2，水压10kg/cm2。
氧口高度：900mm
氧气管、煤气管在同一平面上，氧气管、煤气管各五个，为五错布置，见附图9。氧气管、煤气管所需数量为：
小高炉氧气管、煤气管各为五、七、九个，中高炉各为九、十一、十三个，大高炉各为十三、十五、十七个。如管数不够送气使用，可用加大氧气管、煤气管直径的方法解决。
钢口：见附图10、11、12、13、14。
因钢口承受高温钢水，工作条件十分恶劣。耐火材料接触钢水寿命长短，决定炉子使用期长短，对冶炼的经济效益关系重大。所以，钢口采用内衬耐火材料，四周被水包围的水冷钢口、水冷套是四周扁平一体式的。采用开口式或连续式工作。
接触钢水的耐火材料，内宽（左右）厚度各200mm，内高（上下）厚度各200mm，钢口水冷套内宽600mm，外宽800mm，内高600mm，外高800mm，长400mm，水压10kg/cm2，水管直径25mm。
渣口和钢口构造相同，尺寸小50%，水压相同。
对新增设备部分之说明：
1、加压气化炉：
按0.42公斤水蒸汽/公斤煤，0.4M3氧气/公斤煤为比例地进行配料生产，根据所需煤气量而选型。
因100M3高炉每小时需52854M3加压气化煤气，故32M3高炉可购每小时17618M3÷3＝5873M3的加压气化炉四座，备用一座。
要求制造中间除灰的二代加压气化炉。炉内压力21kg/cm2。
根据以上计算所需煤气数值和设备必须项目，进行选型和购置。
2、制氧机：
因100M3高炉每小时需30358M3氧气，故32M3高炉30358÷3＝10119M3氧气。
故10119M3÷3＝3373M3/h，可选取3200M3/h的制氧机。
故需购置四台（备用一台）。
要求氧气纯度99.5%，出塔压力2.9KPa。
加工空气压力618KPa
3.园盘造球机：
因100M3高炉800吨钢/日产
故800÷3＝266吨钢/日产
因181公斤烧球矿可炼126公斤钢
x    266
x＝ (181×266)/126 ＝ 58146/126 ＝469吨/日
按500吨烧球矿/日产计，因1吨烧球矿/M2·时
则： 500/24 ＝21M2/时
选5.5M直径的造球机须5台，（备用1台）
4.烧球竖炉
需两座8M2的烧球矿竖炉，可1000吨烧球矿/日产，可一台生产，一台备用，可自造。
5.建一座13M3炼铁合金高炉：
由于铁合金占钢产量的2-3%，故无铁合金不行。利用5873M3/h煤气的加压气化炉和3200M3/h氧气的制氧机，即利用备用设备所产煤气和氧气，可炼锰铁，硅铁和铬铁。由于本发明的高温条件和煤气净化条件，故可炼得质量纯洁的铁合金。如此，向钢中加铁合金时、钢液可不再另外除杂质。
由于本高炉短期生产即足铁合金用量，故不影响32M3高炉的正常生产。
6.须建洗煤工段一处：
可使用低温（0～-15℃）甲醇新工艺洗煤以脱除P·S和其他杂质。以备纯煤炼纯焦。
7.须建小焦炉一座：
焦炉应以32M3高炉年产钢：32×2×4×365＝93440吨钢/年，按含碳1.7%计：
93440×1.7%＝1300吨焦/年产。即应建一座年产1300吨纯焦的炼焦炉。
但不可能有如此小的炼焦炉，且此种炉子不可能常年生产，故所建焦炉，可适当加大吨位。可建一座三孔小型炼焦炉，每孔装煤可达3吨，在每次炼焦前先备好一定数量的纯煤。至少700吨左右，以便顶多两次炼完，备一年调钢之使用。
8.须造连续导钢流铁合金槽：见附图15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26。
连续导钢流铁合金槽，是一个两端开口的通钢流方形导管，为了制造问题，应由多个单体而组成。其槽内衬耐火材料，外包水冷箱，可由其中一个单体制成上有一个加铁合金之开口，以加铁合金之用，与结晶器衔接的三个单体口径应与结晶器口径相同，但所用材料不同。与结晶器衔接的单体，用耐热钢代替耐火材料，与钢口衔接的十个单体口径应与钢口口径相同。钢口口径为长宽各200mm的方口，耐火材料厚度200mm，一至十五单体水冷套厚度均为100mm。由于结晶器口径小于钢口口径，所以此通道的各单体在渐近于结晶器口径时，应逐渐地减小，以便吻合，要求挨次减小20mm。所以，自第十一个单体起，口径长宽改为180mm，耐火材料厚度180mm，以此推，第十二单体口径长宽160mm，耐火材料厚度160mm，第十三单体口径长宽140mm，耐火材料厚度140mm，第十四单体口径长宽120mm，耐火材料厚度120mm，第十五单体口径长宽100mm，耐火材料厚度100mm，自第十六单体口径长宽90mm，耐火材料厚度90mm，水套厚度90mm，第十七单体口径长宽90mm，耐火材料厚度50mm，水套厚度50mm，第十八单体口径长宽90mm，耐火材料为耐热钢。钢管厚50mm，水套厚度50mm，水压8kg/cm2，水管直径25mm。
水从底部管口注入，从顶部管口流出，开口处水管从旁侧流出，耐火材料用炭砖砌筑，也可使用钒钛磁铁矿熔注成型。
通入导钢流铁合金槽的每个水冷单体及钢口、渣口、氧气管、煤气管，都设有一个水冷开关，用以调节水压、控制水冷强度。
9、自卸式运矿车，载重量10吨，须60辆。
10、两座高炉各需运材运渣内燃机车四辆，备用一辆，共需十辆。
11、每个高炉应设两个电源和一个内燃动力系统以防停电停产。
对须减设备部分之说明：
1、在新的冶炼中，因无对空气的使用，故所产煤气中无N2所带之显热（物理热）。所以，新的冶炼方法无须对纯氧进行予热，故无须“热氧炉”设备。
2、在新的冶炼中，因不使用空气，故不再使用鼓风机设备。
32M3高炉的经济核算：
1、本生产的经济能力：
32M3高炉以冶炼系数为2，即32×2×4＝256吨/日，256×365＝93440吨钢/年。
总产值：93440×1000＝93440000元，即9千3百多万元。
2、本生产的成本：
因所需加压气化煤气：18000M3/h
故需煤：
(x)/12 ×22.4＝18000
x＝ (18000×12)/22.4 ＝9643公斤/时
9643×24×365＝83480吨/年
加压气化炉需氧：9643×0.4＝3857M3/时
加压气化炉需汽：9643×0.42＝4050kg/时
高炉需烧球矿：
181kg烧球矿    126kg钢
x    266吨/日
x＝ (181×266)/126 ＝469吨/日
469×365＝171185吨/年
煤值：83480×26＝2200000元≈220万元
矿值：171185×75＝12828875元≈1283万元
电耗：18000×73%+3857＝13140+3857
＝16997M3氧气/h
16997×24×365＝407928×365＝148893720M3/年。
148893720×（2100÷3600）×0.07＝148893220×0.58×0.07＝86358857.6×0.07＝6065120元＝606.5万元。
工资：按400人，5元/日
400×5×365＝400×1825＝730000元＝73万元
总费：220+1283+606.5+73＝2182.5万元。
利润：9344-2182.5＝7161.5万元。
制钢生产的连续化
制钢连续化是指高炉所炼钢水，经连续出钢口，连续导钢流铁合金槽、水平连注机、连续均热炉和连轧机，并经切割成材的连续工艺生产线。
对于制钢生产工艺过程方法之改进：
近现代钢铁生产、在制锭和轧钢工艺方面已发展到连续性生产之阶段，唯其炼钢工艺之方法，还是间断性质的。本发明不但改进了高炉产品结构，简化了高炉冶炼过程，而且将高炉的工艺生产性质进行了彻底的解放。变间断出铁口为冶炼成钢的永启（连续）出钢口，并将钢液由本发明的“连续导钢流铁合金槽”导入各种单用水平连注机，连注的钢锭不再截成短锭，经拉锭机连续送入连续均热炉，并将连续均热炉和连轧机统统衔接连续而生产，达到本生产领域的一条龙式系统化、连续化、一体化和自动化生产工艺新过程。
因此，本发明在工艺方法改进方面，已由原来的间断式高炉炼铁、间断式平炉、转炉或电炉（只就工艺方法论）的间断式炼钢以及单连式注锭，间断式均热炉和单连式轧钢变成对其产品结构和工艺方法改进后的高炉连续炼钢，水平连续注锭以及注后经连续均热炉和各种连续轧钢相衔接的全部生产的连续化、系统化、一体化和自动化的生产工艺新流程。
如此，不但消除了各种间断式炼钢生产在人力、物力和能源诸方面所造成的种种浪费之弊病，而且消除了各工种全部浪费之弊病。
本生产系统工艺设备
1、高炉连续炼钢是本生产工艺的始端，高炉连续炼钢和其他各生产工艺构成制钢生产的连续化。见附图31、32。
2、连续导钢流铁合金槽，是连接连续炼钢炉和连续结晶器的必要的连接装置。此设备可自制。见附图15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26。
本高炉266吨/日产
266/24 ＝11.1吨/时
每小时注锭长度：（0.09×0.09×7.8）·x＝11.1
x＝ 11.1/0.063 ＝176M， 176/60 ＝2.93M/分
2.93/60 ＝0.048M＝48mm/秒
4、连续均热炉：见附图27、28、29、30。
经连注后，钢锭已经冷却，钢锭温度不付轧钢要求，应设连续均热炉，以对钢锭加温后连轧。均热炉须使用还原性煤气加热，或电加热。此设备可自制。
连续均热炉尺寸：
炉宽：1080mm，炉高770mm，炉体长4220mm，炉顶宽510mm炉底和炉墙厚130mm，炉膛上宽250mm，炉膛下宽820mm，炉膛中心高510mm，炉膛两侧高380mm。耐热钢辊：长250mm，直径100mm，端轴长80mm，轴径30mm。方钢90mm×90mm，炉膛侧装喷嘴处高172mm，喷管安装倾角10°。
氧气入口直径55mm，氧气喷嘴直径：25mm。煤气入口直径60mm，煤气喷嘴直径50mm，氧气喷嘴至煤气喷嘴距离80mm，煤气喷管外径120mm，两氧管中心距离343mm，钢板厚度10mm。
5、连续轧钢机：见附图31、32。
本发明最适合炼含碳在0.04%以下的工业纯铁。工业纯铁是电器、电讯和电工仪表用的磁性材料。冶炼此种材料，在别的炼钢炉较为费事，而此种冶炼方法则不认为困难。炼后轧制更容易了。生产电器工业用钢一般轧成钢板，可用行星轧机热轧后再用四辊轧机冷轧，冷轧厚度可根据用途不同而各异。
6、剪切机：
尽量用激光切割，不可购时，用切割车切割。
7、用内燃机车运材运渣，每炉各五台，备用各一台，共用十台，备用两台。
8、制钢生产的连续化。见附图31、32。
本发明在原料成份稳定的条件下，可以进行煤气和氧气配比的稳定操作，故在钢产品数量稳定的情况下，其拉锭和轧钢速的的变动，是随冶炼速度的变动而变动，故本办法的一体化生产，需电子计算机对其进行调节和控制。
本生产全面系统平面总布置：
本发明的冶炼，是高炉全氧操作。制氧机连续运转时间一般在一年或一年以上，有达两年者。本发明所用制氧机连续运转一年。因此，在如此庞大的制氧机组条件下，就不允许因为其它事故的发生而使制氧机停转。因此，本生产就全局而论，用一个高炉及其系统生产是有问题的。一旦某处发生问题时，就无法继续进行连续生产。故此，为确保本生产系统的长期连续性，必须设置两套高炉至轧钢的生产系统之设备。基于这种需要而布置的生产，见附图33。
1-高炉主体设备 2-皮带上料设备 3-渣口 4-钢口 5-连续导钢流铁合金槽 6-氧气伐 7-氧气主管 8-氧压机 9-氧气囊 10-制氧机 11-氧气管道 12-煤气主管 13-煤气伐 14-CO2最后脱除工段 15-甲烷化反应器 16-低温甲醇洗工段 17-煤气变换工段 18-废热锅炉 19-加压气化炉 20-连注结晶器 21-拉锭机 22-连续均热炉 23-行星轧机 24-冷轧机 25-剪切机 26-运材小车 27-运渣小车 28-料仓 29-仓台
检索参考资料：
《炼铁学》、《炼钢学》、《展望公元2000年的世界》、西德哈根·拜因蒙尔恩斯特·施马克著（七零年西德版）、《燃料及燃烧》《钢铁生产知识》、《冶金炉热工基础》（冶金工业出版社）、《制冷及低汶技术》（机械工业出版社）、《燃气生产工人读本》（中国建筑工业出版社）。
附图说明
图1、高炉    1-转动料斗    2-旋转布料器齿轮    3-皮带上料机滚筒    4-煤气围管    5-氧气围管    6-煤气管    7-氧气管    8-钢口    9-渣口
图2、氧（煤气）管    1-收缩管    2-氧（煤气）出口    3-高压管    4-水套    5-水管    6-发兰盘
图3、氧（煤气）管出口
图4、氧（煤气）管水套    1-进水套管    2-出水套管
图5、氧（煤气）管水管    1-进水管    2-出水管
图6、氧（煤气）管发兰盘    1-发兰盘    2-发兰盘口    3-发兰盘螺孔
图7、氧（煤气）管水套    1-隔水铜壁    2-进水套    3-出水套
图8、氧（煤气）管实体    1-氧（煤气）管实体    2-发兰盘
图9、氧（煤气）管布置    1-氧气管    2-煤气管
图10、钢口    1-钢口水套    2-水管    3-钢口    4-耐火材料
图11、钢口水套    1-钢口水套    2-水管    3-耐火材料
图12、钢口水套    1-钢口水套    2-水套隔板    3-耐火材料
图13、钢口    1-钢板    2-耐火材料    3-钢口
图14、钢口水套    1-水套隔板    2-耐火材料
图15、连续导钢流铁合金槽单体
1-进水管    2-出水管    3-水套（厚100mm）    4-连续导钢流铁合金槽口（200mm口径）    5-耐火材料（厚200mm）〔此型共9个〕
图16、连续导钢流铁合金槽单体
1-进水管    2-出水管    3-水套（厚100mm）    4-连续导钢流铁合金槽口（200mm口径）    5-连续加铁合金入口    6-耐火材料（厚200mm）〔此型只1个，属第三单体〕
图17、连续导钢流铁合金槽单体
1-进水管    2-出水管    3-水套（厚100mm）    4-连续导钢流铁合金槽口（200mm口径）    5-耐火材料（厚200mm）
图18、连续导钢流铁合金槽单体
1-进水管    2-水套（厚100mm）    3-连续加铁合金入口    4-连续导钢流铁合金槽口（200mm口径）    5-耐火材料（厚200mm）
图19、连续导钢流铁合金槽单体
1-进水管    2-出水管    3-水套（厚100mm）    4-连续导钢流铁合金槽口（180mm口径）    5-耐火材料（厚180mm）〔此型尺寸递减5个〕
图20、连续导钢流铁合金槽单体
1-进水管    2-出水管    3-水套（厚100mm）    4-连续导钢流铁合金槽口（160mm口径）    5-耐火材料（厚160mm）
图21、连续导钢流铁合金槽单体
1-进水管    2-出水管    3-水套（厚100mm）    4-连续导钢流铁合金槽口（140mm口径）    5-耐火材料（厚140mm）
图22、连续导钢流铁合金槽单体
1-进水管    2-出水管    3-水套（厚100mm）    4-连续导钢流铁合金槽口（120mm口径）    5-耐火材料（厚120mm）
图23、连续导钢流铁合金槽单体
1-进水管    2-出水管    3-水套（厚100mm）    4-连续导钢流铁合金槽口（100mm口径）    5-耐火材料（厚100mm）
图24、连续导钢流铁合金槽单体
1-进水管    2-出水管    3-水套（厚90mm）    4-连续导钢流铁合金槽口（90mm口径）    5-耐火材料（厚90mm）
图25、连续导钢流铁合金槽单体
1-进水管    2-出水管    3-水套（厚50mm）    4-连续导钢流铁合金槽口（90mm口径）    5-耐火材料（厚50mm）
图26、连续导钢流铁合金槽单体
1-进水管    2-出水管    3-水套（厚50mm）    4-连续导钢流铁合金槽口（90mm口径）    5-耐热钢（厚50mm）
图27、连续均热炉
1-炉膛    2-炉顶    3-炉底    4-耐热钢辊    5-炉壁    6-氧气分流管道    7-煤气分流管道    8-氧气导管    9-煤气导管    10-氧气输送管道    11-煤气输送管道    12-废气排出口    13-方钢    14-氧气调节伐    15-煤气调节伐
图28、连续均热炉
1-炉膛    2-炉顶    3-炉底    4-耐热钢辊    5-耐热钢辊端轴    6-方钢    7-炉壁    8-煤气调节伐门    9-氧气调节伐门    10-煤气导管    11-氧气导管    12-煤气分流导管    13-氧气分流导管    14-煤气输送管道    15-氧气输送管道
图29、连续均热炉
1-炉壁钢板    2-炉门    3-炉壁
图30、连续均热炉喷咀
1-氧气管    2-煤气管    3-氧气进口    4-煤气进口    5-煤气喷咀    6-氧气喷咀
图31、图32、制钢连续化设备
1-高炉    2-连续导钢流铁合金槽    3-水平连注结晶器    4-二次冷却    5-拉锭机    6-连续均热炉    7-行星轧机（热轧）    8-四辊轧机（冷轧）    9-剪切机    10-钢锭    11-钢辊辊道    12-运材小车
图33、本生产全面系统平面总布置
1-高炉主体设备 2-皮带上料设备 3-渣口 4-钢口 5-连续导钢流铁合金槽 6-氧气伐 7-氧气主管 8-氧压机 9-氧气囊 10-制氧机 11-氧气管道 12-煤气主管 13-煤气伐 14-CO2最后脱除工段 15-甲烷化反应器 16-低汶甲醇洗工段 17-煤气变换工段 18-废热锅炉 19-加压气化炉 20-连注结晶器 21-拉锭机 22-连续均热炉 23-行星轧机 24-冷轧机 25-剪切机 26-运材小车 27-运渣小车 28-料仓 29-仓台

Claims (10)

1、高炉连续炼钢
a、使用净化的加压气化煤气，进行对烧球矿的还原，只用纯焦作调钢种，所炼熔液直接成钢。
b、炼焦前，利用甲醇洗煤炼纯焦，满足α项调钢种用。
c、使用制氧机向炉内送纯氧化氧化剂。
d、使用连续式(开启式)水冷出钢口和出渣口，作为连续生产开端，连续出钢口和出渣口水冷方法和构造形式相同。
e、使用与连续出钢口和出渣口相衔接的连续式四周封闭式的水冷导钢流铁合金槽和连续式四周封闭式水冷导渣槽。连续导钢流铁合金槽除有一开启口为加铁合金使用外，和连续式四周封闭式的水冷导渣槽构造形式相同。连续导钢流铁合金槽每一个单体都设有水冷箱，与结晶器相衔接的单体，耐材厚度小，且为耐热钢制作。
f、本冶炼易于炼含碳0.04%以下的工业纯铁，它是电器、电讯和电工仪表使用的磁性材料。
g、根据权利要求1.C对纯氧的使用，强化冶炼所造成的提产三倍以上之效果。
2、制钢连续化
a、经连续导钢流铁合金槽直接导入与其相接一体的单连水平连注结晶器而连注，而经新创的连续均热炉进入连轧机，再经剪切而成材。
b、连续均热炉的特征，在于钢锭的每一截面经过在两炉门开启的炉内连续运动后，通过炉内全程中煤气和氧气的燃烧而加热，所加热的是未截断的钢锭。
c、使用激光切割机
由于上述特征，构成了本工艺的连续化、一体化和自动化的新流程和新效益。
3、权利要求1.a所述的加压气化煤气，其量计算方法，是根据加压气化煤气与氧燃烧所生成的热能平衡于加压气化煤气与烧球矿中氧化合使铁还原所吸收的热能平衡原理而计算。此计算是找加压气化炉型的根据。
4、根据权利要求3，因加压气化煤气与氧作用，炉汶高，且因加压气化煤气量大于氧量之使用，冶炼呈还原性气氛，可炼电炉所炼钢种及锰、硅、铬、钛、钨、钼、钒等铁合金。
5、权利要求3所算的加压气化煤气量，是计算加压气化煤气量需氧量的根据。
6、根据权利要求3和5，加压气化煤气量需氧量加上高炉连续炼钢需氧量，即是所需制氧机之型号。
7、根据权利要求3和6对加压气化煤气和氧气的使用，由于气体易于调节之本质所造成的易于在炉热时加加压气化煤气量，炉冷时加氧量进行冶炼调整之本质，以及由上述本质所造成的使本发明在实施时包括中试在内的易于直接投产成功之本质。
8、根据权利要求1、a和1、C实行全氧操作。此操作所以能够实行，关键不在于氧化剂本身的含氧浓度，而在于送入炉内氧气和加压气化煤气两者对于矿量冶炼的各自用量之配比，以及在冶炼进程中的易于有效调节性。
9、根据权利要求1、a和1、C，高炉连续炼钢所使用的加压气化煤气和氧气，高压操作压力在3kg/cm2左右，且因气体数量大，故：
a、超音速煤气管和氧气管，为单孔型水冷式铜质管。
b、进气管周围的炉体，采用耐氧化和耐高温作用的高铝质砖砌筑。
C、对超音速煤气管和氧气管的安装位置，应与原设备处同一高度，而其布局则为互错布置。
10、根据权利要求1、f，工业纯铁经连续均热炉加热，经行星轧机热轧、四辊轧机冷轧、激光切割而成材。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2010072043A1 (zh) 2008-12-22 2010-07-01 莱芜钢铁集团有限公司 熔炼炉和炼钢设备以及炼钢工艺

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