一、 高炉本体
包括：高炉炉基、炉壳、炉衬、冷却设备及框架
等。
(1)高炉炉型
高炉内部工作空间的形状为高炉炉型，五段式：炉
喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸（参看教材图2-22，
P45）。
§ 高炉及附属设备
炉喉：圆柱形，炉喉部分由于受炉料下落时的打击，
以及煤气流的冲刷，一般不采用耐火材料砌筑，
而是用耐磨金属构件组装的炉喉钢砖。炉喉钢砖
由厚度为100～150 mm的铸钢组成，形状有块状
的和条状的。
炉身：圆锥台形，上小下大，适应炉料温度逐渐升
高后体积膨胀。炉身部分要求炉衬耐磨、抗冲刷
能力强，特别是炉身下部要考虑用抗炉渣侵蚀性
强的耐火材料。炉身砖衬有薄厚两种，现多采用
薄壁炉身。
炉腰：圆柱形，炉腹与炉身之间的过渡段。在结构
上有厚墙、薄墙及其过渡形式。对炉腰部分的砖
衬应与使用的冷却器结合起来考虑，并要求能尽
快形成操作炉型。
炉腹：倒圆锥台形，上大下小，适应炉料熔化后体
积收缩。炉腹部分的砖衬在开炉后不久很快就会
被侵蚀掉，这部分主要靠形成的渣皮工作。
炉缸：圆柱形，盛装渣铁水，安装风口装置。
（2）高炉炉衬
作用：减少炉子的热损失、保护冷却设备。
高炉常用耐火材料：
陶瓷质材料：粘土砖、高铝砖；
炭质材料：炭砖、碳捣料、石墨、碳化硅
砖等。
• 现代高炉采用优质耐火材料，例如炉底、
炉缸部位用微孔碳砖，炉身下部和炉腰部
位用铝碳砖或碳化硅砖，其它部位用优质
高铝砖和高致密度的粘土砖等作炉衬。
• 炉壳用含锰的高强度低合金钢制作，安装
有性能好的含铬耐热铸铁、球墨铸铁或铜
质立式冷却器，或铜质的卧式冷却器。
(3) 冷却设备
冷却目的：保护炉衬，维护合理的操作炉型，使炉
渣凝固形成保护性渣皮代替炉衬工作，保护炉壳
及金属结构不被烧坏或变形。
冷却形式：水冷、风冷、汽化冷却和软水密闭循环
冷却。
冷却设备结构：外部喷水冷却装置、冷却壁和冷
却水箱、风冷或水冷炉底及风口和渣口。
• A、喷水冷却装置：炉身下部和炉腹，高炉炉役
后期，当冷却壁被烧坏的情况下，进行外部喷水
冷却以维持生产。
特点：结构简单，对水质要求不高。
• B、冷却壁和冷却水箱（图2-27）
冷却壁安装在砖衬和炉壳之间，是内部铸有无缝钢管的铸铁
板。分为光面冷却壁和镶砖冷却壁两种。光面冷却壁用于炉
底和炉缸部位，镶砖冷却壁用于炉腹、炉腰和炉身下部。
• C、汽化冷却和软水密闭循环冷却
汽化冷却原理：把接近沸腾温度的软化水送进冷却件内，热水
在冷却件内吸热升温变成蒸汽，并吸收大量的热，从而达到
冷却的目的。
汽化冷却主要用于大中型高炉。
软水密闭循环冷却优点：冷却可靠、冷却水量消耗少、动力
消耗少等。近年来在大型高炉上广泛使用。
• D、风冷和水冷炉底
光面冷却壁 镶砖冷却壁
（4）高炉基础
• 作用：将高炉的全部重量均匀地传给地层。其结构
如图2-23（P46）。
• 要求：要稳固，均匀下沉量不大于20～30mm，热稳
定性好，结构简单、造价低。
• 组成：
基墩：用耐热混凝土浇注，包在炉壳内，基座之上。
基座：钢筋混凝土浇注。
图2-23 高炉基础结构示意图
1—冷却壁；2—风冷管；3—耐火砖；4—炉底砖；
5—耐热混凝土基墩；6—钢筋混凝土基座
• 1-炉底耐火材料；
• 2-炉壳；
• 3-生产后炉内砖衬侵蚀
线；
• 4-炉喉钢砖；
• 5-煤气导出管；
• 6-炉体夸衬；
• 7-带凸台镶砖冷却壁；
• 8-镶砖冷却壁；
• 9-炉底碳砖；
• 10-炉底水冷管；
• 11-光面冷却壁；
• 12-耐热基墩；
• 13-基座
高炉设备系统组成示意图
矿槽
煤粉仓
中速磨
煤粉仓
料车 装料
设备
煤气除尘设备
净
煤
气
渣场 炼钢厂
3座热风炉
风机
在高炉炉顶设有装料装置，通过它将冶
炼用的炉料（由焦炭和矿石按一定比例组
成）按批装入炉内。
在高炉下部炉缸的上沿，沿圆周均匀地
布置了若干个风口（100m3小高炉有 8～10
个，4000m3以上的大高炉则有36～42 个）。
加热到1000℃以上的热风，经铜质水冷
风口送入炉内，供焦炭燃烧形成高温煤气。
在炉缸的底部设有铁口，可周期性或连
续性地排放出液态生铁和炉渣。在风口和铁
口之间还设有渣口以排放部分炉渣，减轻铁
口负担。
二、 原料供应系统
作用：将原、燃料输送到高炉炉顶。
（1）贮矿槽
作用：贮存原料，用于解决高炉连续上料和间断
供料的矛盾。
结构形式：钢筋混凝土结构，混合结构。
贮矿槽：保证供给高炉12～18h矿石量；
贮焦槽：保证供给高炉6～8h焦炭需求量，总容
积为高炉有效容积的～倍。
(2)槽下设备
称量车或皮带运输机。
称量车：带有称量装置的专用车辆，常用于中
小高炉，人工操作不利于实现自动化，现已逐步
被淘汰。
皮带运输机：应用较多。
特点：设备轻便，便于实现全面自动控制，从
而改善劳动条件。
三、 上料设备
结构形式：
（1）传统的斜桥卷扬机上料设备，包括斜
桥、卷扬机、料车三部分。
（2）近年来在大型高炉上应用的皮带机上
料设备。
四、 炉顶装料设备
作用：满足高炉冶炼既能合理布料又能回收煤气
的需要。
传统高炉炉顶使用最多的结构形式是马基式炉顶，
即双钟式炉（图3所示，参看教材图2-31，P52）。
20世纪70年代后新建的大型高炉出现了无钟式
炉顶（参看教材图2-32，P53）。
双钟式炉顶装料设备组成：装料器、布料器及大小料
钟传动机构组成，此外还有探料尺和均压设备等。
装料器：由大料钟、大料斗、大钟杆及煤气封盖
组成。
布料器：位于大料钟的上面，它由小料钟、小料
斗、受料斗及旋转驱动装置组成。
探料尺：作用是准确探测料面下降深度，防止料
面过高顶弯大钟杆，或料面过低造成炉顶温度过高，
烧坏炉顶设备。目前常用的探尺多为链式软探尺。
无钟炉顶：新型炉顶装料设备
随着高炉的大型化和炉顶压力的提高，先后
出现了各种新型炉顶。主要有双钟双阀式、双钟
四阀式、三钟式、四钟式等。而现代大型高炉上
多采用摆动-旋转布料溜槽式炉顶。其结构如图2-
32（P53）。
主要特点：取消了料钟，用既能旋转又能调节倾角
的旋转溜槽布料。可进行任意一点布料，寿命长，
休风率低，炉顶高度降低1/3，设备重量减少1/2
，驱动功率减少了1/5。
五、 渣铁处理系统
渣铁处理系统：风口工作平台与出铁场、炉前设
备、铁水处理及炉渣处理设备。（P57）
六、 送风系统 P53
(1)高炉用鼓风机
高炉冶炼的关键设备。
结构形式：离心式风机和轴流式风机，小高炉多
用罗茨风机。目前，中型以上高炉均采用前两者。
(2)热风炉
• 结构型式：蓄热式热风炉。
• 作用：加热空气并连续、稳定地送给高炉。
• 结构：由炉基、炉壳、拱顶、大墙、燃烧
室和蓄热室等部分组成，如图2-33（P54）。
• 种类：内燃式，外燃式，顶燃式。
七、 高炉喷吹系统
• 作用：从风口喷吹燃料，代替部分昂贵的冶金焦，
降低成本，改善高炉操作指标。（P57）
• 喷吹燃料种类：煤粉、重油、天然气，其它还有
焦油、沥青、焦炉煤气。目前以喷吹煤粉为主，
并提倡喷吹烟煤。
• 喷煤工艺组成：制粉、输煤、喷吹三部分。
八、 煤气处理系统
• 高炉煤气中含有CO、H2、CH4等可燃气体，其发
热值为(3000 ～ 4000) kJ/Nm3，占燃料平衡的25%
～ 30%。但从高炉引出的煤气（荒煤气）不能直
接使用，需经除尘处理。
• 荒煤气含尘量一般(10 ～ 50)g/Nm3，净化后含尘
量应小于10mg/Nm3。
• 常用除尘设备：重力除尘器、洗涤塔、文氏管、
静电除尘器、袋式除尘器。
• 设备流程图：图2-34～2-36（P55～56）。
§ 高炉冶炼技术经济指标
• 高炉有效容积利用系数( )
指每1m3有效容积平均每昼夜生产合格
生铁的折合产量。计算公式为：
高炉有效容积利用系数＝
t/(m3·d)
焦比(K）
焦比是表示高炉冶炼一吨生铁所消耗的干焦
炭量。计算公式为：
焦比= kg/t
焦比是高炉能量消耗的重要指标。
冶炼强度(I)
• 冶炼强度是指每1米3高炉有效容积，在一昼夜内
所能燃烧的干焦量。它反映炉料下降及冶炼的速
度。计算公式为：
式中 焦炭冶炼强度昼夜数＝日历昼夜数-全部休
风昼夜数。
t/(m3·d)
• 在休风率为零时，利用系数、冶炼强度与焦比三
者有如下关系：
冶炼强度表明高炉作业强化程度的高低。它
取决于高炉所能接受的风量。鼓风愈多，燃烧焦
炭也就愈多，在焦比不变或增加不多的情况下，
利用系数也愈高。
生铁合格率
生铁合格率是指化学成分符合国家规
定的生铁量占总检验量的比例。
这是评价生产质量好坏的指标，—般
能达99%以上。
焦炭负荷
焦炭负荷是一批料中矿石重量与焦炭
重量之比。计算公式为：
焦炭负荷和炼铁焦比是紧密相关的，
焦炭负荷高低直接影响高炉热量的收入。
生产中常根据生铁含硅、锰量的变化及对
焦比的影响，调整焦炭负荷。
生铁原材料消耗
• 生铁原村料主要包括铁矿石、碎杂铁等。
炼铁辅助材料主要是熔剂。
• 生铁原材料消耗指标的计算公式为：
• 某种原材料耗用量＝
富氧率
富氧率是指工业氧加入到鼓风中后，
鼓风中氧含量增加的百分数。
高炉实行富氧鼓风有利于热量集中于
高炉下部，强化高炉冶炼。
生铁成本
• 单位生铁成本由原料、燃料、动力消耗费及车间经
费等项组成。它是从经济角度衡量高炉作业好坏的
重要指标。具体项目有：
• 原燃料消耗—铁矿石、熔剂、焦炭、煤粉、重油。
• 动力费—循环水、风、蒸汽、比缩空气、煤气、氧。
• 车间经费—辅助材料(大型工具、备品备件、耐火
材料等)、工资、折旧费、管理费(运费、办公费、
旅差费等)。
• 副产品回收—粗煤气、炉渣、炉尘。
• 企业管理费—对于单独的炼铁厂，车间成
本即为工厂成本。如为联合企业，还应包
括企业管理的费用。
• 在单位生铁成本中，一般情况下，原、燃
料费约占车间成本的80%以上，动力消耗费
占10%左右。
炉龄
高炉从开炉到停炉大修之间的时间，为
一代高炉的炉龄。
延长高炉炉龄是高炉工作者的重要任务。
§ 高炉操作
一 炉内操作
高炉基本操作制度主要有：炉缸热制度、造渣制度、
送风制度和装料制度。
1 炉缸热制度
炉缸热制度是指炉缸温度水平的高低。
表示热制度的参数有：（1）铁水温度。铁水温度一般
为1350~1500℃，又称为铁水物理热；（2）用生铁中[Si]
含量高低表示，又叫化学热。通常[Si]高时，铁水温度高；
[Si]低，温度则低。
但在冶炼低硅铁时，二者并不一致。
2 造渣制度
造渣制度是指根据原料条件和生铁质量要求，
确定渣的化学组成与碱度。
3 送风制度
送风制度是指根据炉内风口状态，确定送风质
量、风口伸入风口内的长度及风口面积。送风质
量包括风量、风压、风温、富氧量、喷吹量、湿
度等。
4 装料制度
装料制度是指高炉装料的方式与方法。
二 高炉炉况判断
正常炉况的主要特征是，炉缸工作全面
活跃，沪温充沛、稳定，下料均匀顺畅。
煤气流分布合理、生铁质量合格。
高炉炉况失常可分为煤气流失常和热制
度失常两大类型。
思考题：
1 高炉本体由哪几部分组成？
2 高炉内型由哪些结构组成？
3 高炉内衬的构成及作用？
4 目前高炉炉顶装料设备的主要形式有哪些
？
作业
1 一有效容积为2000m3的高炉，其利用
系数为
倒，问其一班每天产铁量为多少？
2 什么是焦比？
3 简述高炉冶炼过程
4 简述高炉生铁中P、S的来源及如何控
制生铁中的S、P含量？
