不同类型炉料焦炭平均粒度孔隙度实验显微镜
颗粒填充床特征影响因素的分析
对高炉内颗粒填充床特征产生影响的因素可分为内在原因和外
在原因两大类，其中，内在原因包括炉料自身性质、整粒工艺等，
外在原因包括高炉炉顶装料工艺、导致炉料粒度减小和形态变化的
各种机械作用及物理化学反应、小粒度炉料随煤气流的运动与沉积
等。对于大量喷吹煤粉的高炉，随煤气流上升的未燃煤粉在料柱中
将产生沉积，也将对高炉颗粒填充床的特征造成一定的影响。对填
充床特征影响因素进行分析，有助于明确改善原料准备(包括铁矿
石造块和冶金焦生产)工艺和高炉操作工艺的方向，达到改善高炉
料柱透气性的目的。
不同类型炉料的填充床，其特征有明娃的差异。例如，和烧结
矿比较，球团矿的粒度组成均匀而孔隙度大；和含铁炉料比较，
焦炭的平均粒度大而孔隙度大。
整粒工艺包括破碎和过筛两部分，通过整粒，可以消除过大颗
粒，减少过细颗粒的含量(一般称含粉率)，增加填充床的孔隙度。
现代大型高炉普遍采用无钟式炉顶装料设备，通过改变料线深
度、布料溜槽位置(称为角位)和不同角位上的布料圈数、料批重量
等布料参数，能够有效地控制新形成填充床的形状与特征的空问分
布。由于高炉料柱由铁矿石和焦炭两种不同性质炉料的料层交替构
成，所以优化矿石和焦炭装料参数之间的关系，也是控制高炉内填
充床整体特征的一个重要工艺手段。
无论是铁矿石，还是焦炭，在装入高炉以后随料柱的下降过程
中，都要经受机械力和各种各样物理化学反应的破坏作用，结果导
致颗粒填充床特征的显著变化。以下是需要进行简要讨论的一些问
题：
(1)铁矿石的低温还原粉化机理及初渣形成过程。
(2)焦炭气化反应引起粒度减小和结构疏松，直接还原反应和
渗碳引起粒度减小，滴下带内受碱金属蒸气的作用造成结构疏松和
产生粉末，在风口前因急剧升温的热应力嗣I燃烧反应产生粉末，
焦炭粉末随煤气流上升在高炉下部料柱中的再分配。
(3)风口前未燃煤粉的产生机理及在高炉下部料柱中的沉积。
(4)软熔带以下的区域，其特征是气、液、固、粉四相流，液
态的初成渣和铁水在向下滴落的过程中，有一部分将滞留在焦炭颗
粒之间的空隙里，使向上流动的气体的流动通道缩小，滞留量和初
成渣流动性、数量以及煤气量有关。
