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独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方 外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为 获得鞍山科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料,与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并表示了谢意。 签名:箨趣羹日期:巡: 关于论文使用授权的说明 本人完全了解鞍山科技大学有关保留、使用学位论文的规定, 即:学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅:学校 可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手 段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 1 5酶噼翩虢盟 鞍山科技大学工程硕士学位论文 摘要 鞍钢高炉设备与优质耐火材料的使用与先进企业差距不大,如无料钟炉顶、 铜冷却器的使用等,可以说在设备与耐火材料方面基本能够满足高炉长寿的要求。 无料钟炉顶又能够灵活实现高炉上部调剂问题,并且使其更具有有效性,因此开 展无料钟高炉合理煤气流分布的研究,具有重要的现实意义和实用价值。控制高 炉煤气流分布是高炉生产中极为重要的操作技术之一,也是高炉上部最重要调剂 目的,这是因为高炉布料制度的变化直接关系到高炉上部煤气流的分布,同时煤气 流分布也影响高炉布料,因而决定了炉内热量和质量的传递,影响到高炉冶炼过 程和高炉各项技术经济指标。 本论文以鞍钢无料钟高炉为依托,从实验室实验和生产实践出发,对高炉煤 气流合理分布技术进行了研究。 首先,回顾高炉煤气流分布的研究历程。其次,介绍为控制高炉煤气流合理 分布所做的实验室实验,包括实验模型建立原理、实验方案以及实验结果与分析。 最后,介绍鞍钢无料钟高炉生产过程中布料操作对煤气流分布影响,并分析了径 向矿焦比对煤气流分布的影响、中心加焦对煤气流分布的影响,以及煤气流分布 的影响因素等。 关键词煤气流无钟高炉 布料 鞍山科技大学工程硕士学位论文 a b s t r a c t t h e r ea r eal i t t l ed i f f e r e n c e si nt h eu s a g e so fe q u i p m e n to fb l a s tf u r n a c ea n dh i g h q u a l i t yr e f r a c t o r yb e t w e e na n g a n ga n da d v a n c e de n t e r p r i s e s ,s u c ha st h ea d o p t i o n so f b e l l - l e s st o p ,c o p p e rc o o l i n gs t o v ea n ds o0 1 1 s ot h a ti tc a nb a s i c a l l ym e e tt h en e e do f t h el o n gl i f eo fb l a s tf u r n a c ei ne q u i p m e n ta n dr e f r a c t o r y b e s i d e s ,t h eu p a d j u s t m e n to f b l a s tf u m a c ec a nb ed o n ea c t i v e l yb yt h eb e l l l e s st o p ,a n de v e nm o r ee f f i c i e n t l y , s oi ti s s i g n i f i c a n ta n dv a l u a b l ei nr e a l i t yt od ot h ei n v e s t i g a t i o no nt h eg a sd i s t r i b u t i o nw i t h b e l l l e s st o p t h ec o n t r o l l i n gt h eg a sd i s t r i b u t i o ni so n eo fk e yt e c h n o l o g i e si nt h e o p e r a t i o no fb l a s tf u r n a c e ,a l s o ,i ti st h em o s ti m p o r t a n ta i mi nt h eu p - a d j u s t m e n ti n b l a s tf u m a c eb e c a u s et h a tt h ec h a n g ei nc h a r g er u l ei nb l a s tf u r n a c ed i r e c t l yi m p a c t so n t h eu p s i d eg a sd i s t r i b u t i o n o nt h eo t h e rh a n d ,h o w e v e r , g a sd i s t r i b u t i o nc a ni n f l u e n c e s t h ec h a r g eo ft h eb l a s tf u r n a c e ,a n ds ot h a tt h eh e a ta n dm a s st r a n s f e r sc a nb e d e t e r m i n e d ,w h i c h ,o fc o u r s e ,b r i n ga b o u ti n f l u e n c e so nt h ea l lt e c h n i c a la n de c o n o m i c i n d e x e sa n dt h em e t a l l u r g i c a lp r o c e s si t s e l f i n t h i st h e s i s ,t h eg a sd i s t r i b u t i o nf o rb e l l l e s st o pb l a s tf u r n a c eo fa n g a n gw a s s t u d i e d ,n o to n l yi ne x p e r i m e n t sb u ta l s oi np r o d u c t i o np r a c t i c e f i r s to fa l l ,t h eh i s t o r yo fs t u d yo ng a sd i s t r i b u t i o ni nb l a s tf u m a c ep r o c e s sw a s r e v i e w e d s e c o n d l y , t h ee x p e r i m e n t a ls t u d yf o rc o n t r o l l i n gg a sd i s t r i b u t i o n i nb l a s t f u r n a c ep r o c e s sw a si n t r o d u c e d ,i n c l u d i n gt h em o d e lp r i n c i p l e ,e x p e r i m e n ts c h e d u l e , e x p e r i m e n tr e s u l t sa n da n a l y s e s f i n a l l y , b a s e do nt h ep r o d u c t i o np r a c t i c eo fa n g a n g b l a s tf u r n a c e s ,t h ec h a r g ed i s t r i b u t i o n ,o ci nr a d i u sd i r e c t i o na n de x t r ac o k ea d d e di n t h eb l a s tf u r n a c ec e n t e rt og a sd i s t r i b u t i o ni nb e l l l e s st o pb l a s tf u r n a c e sw e r e a n a l y z e d k e yw o r d s :g a sd i s t r i b u t i o n ,b e l l l e s st o pb l a s tf u r n a c e ,c h a r g ed i s t r i b u t i o n 鞍山科技大学工程硕士学位沦文 第1 章前言 第1 章前言 随着世界各国经济不断对钢铁的需求,特别是我国进入经济与社会大发展时 期,预计未来10 年全i :界钢铁生产还会有较大增长,而高炉炼铁:i :艺成熟、产量 大,相对能耗低,故在钢铁生产中占举足轻重的地位。但随着钢铁:亡业产业化发展, 高炉生产也面临更加严重的挑战,产量、质量、效益、技术与管理等方而的竞争 也会越来越激烈。精料、设备和操作是高炉生产至关重要的三要素。精料是基础, i 5 ;2 备是保证,操作是关键。 依目前情况看,精料问题正在按“高、稳、均、净”四字方针逐步得到改善。 但由于我国各厂的原料条件很不一致,所以各企业所达到的精料水平也不尽相同。 就目前鞍钢精料水平,尽管按“四字”方针得到很大改善( 渣比3 0 0 k g t2 i 右) , 但与先进大高炉相比还有较大差距( 先进指标是渣比2 6 0 k g t ,焦炭c s r = 6 8 左 右) 。鞍钢高炉设备与优质耐火材料的使用与先进企业差距不大,如无料钟炉顶、 铜冷却器的使用等,可以说在设备与耐火材料方面基本能够满足高炉长寿的要求。 无料钟炉顶又能够灵活实现高炉上部调剂问题,并且使其更具有有效性,因此开 展无料钟高炉合理煤气流分布的研究,就有重要的现实意义和实用价值。控制高 炉煤气流分布是高炉生产中极为重要的操作技术之一,也是高炉上部最重要调剂 目的,这是因为高炉布料制度的变化直接关系到高炉上部煤气流的分布,同时煤气 流分布也影响高炉布料,因而决定了炉内热量和质量的传递,影响到高炉冶炼过 程和高炉各项技术经济指标。因此,控制高炉炉料分布以获得合理的煤气流分布 是保证高炉稳定顺行、节能降耗、增产提质和延长高炉寿命的途径之一。特别是 在高炉采用喷吹煤粉工艺之后,焦比大幅度下降,煤气流分布的控制变得更加重 要,控制高炉煤气流分布更具有重要的现实意义和实用价值。因此,控制高炉煤 气流合理分布是高炉生产过程的重要环节,尽管上述的精料、设备取得一定进步, 但由于各厂达到的水s f 2 不一致,即使有精料及先进设备为保证,但如何发挥他们 的作用,以求得高炉高产、低耗、长寿的目标,则需要在操作技术方面进行深入 的研究,其中最重要的是实现高炉合理的煤气流分布,这是最深奥的也是最难的。 本着理论与实践相结合的方针,控制高炉合理的煤气流分柑,保证高炉稳定、顺 行、高产与长寿。但合理的煤气流分前j 并没有一个固定模式,他是随着高炉冶炼 过程的变化而改变的,本题目就是结合鞍钢三排高炉的具体条件,对高炉无钟炉 顶的煤气流分析j 进行研究。 鞍山科技大学工程硕士学位论文第2 章文献综述 第2 章文献综述 2 1 炉喉煤气流分布研究历程 高炉在中国出现,已经有2 7 0 0 年的历史。虽然早在2 0 0 0 年前的西汉末年就 已有5 0 m 3 的高炉生产l ”,但是受装备和技术水平的制约还不懂装料,煤气利用极 差。在北欧,十六世纪的高炉有固定的加料平台,炉料从高炉固定的- n n 入, 显然尚未认识到和料的作用。发展到十八世纪,法国高炉炉喉周围有一层平台, 加料工人可以沿炉喉周围加料;当时高炉的炉喉直径较小,这样d i l l s 比较均匀。 第一个兼有布料乘l 回收煤气的炉顶设备是1 8 5 0 年在英国应用的巴利式布料器,它 用手工操作,炉料放进料斗后,开大钟,炉料沿大钟斜面布到炉内,使炉内料面 呈漏斗形:边缘料面高,中心料面低。边缘料多,使沿炉墙上升的煤气阻力增加, 有利于改善煤气利用;中心料面低,高炉中心的料柱阻力减少,有利于在整个高 炉断面改善炉料与煤气的接触,对改善炉缸工作也有良好作用。虽然巴利式布料 器在结构上存在严重缺点,但它对高炉布料起到了启蒙作用,开拓了现代料面分 布的重要方向。一百余年来,高炉炉料分布基本沿用巴利式大钟布料器所形成的 漏斗形。 在对布料器的改进过程中,美国e b b wv a l e 厂第一个使用能够旋转的斫j 朗式布 料器:1 9 0 7 年美国马基公司设计的马基式布料器,是继巴利式布料器之后高炉布 料的第二次革命。马基式布料器继承了巴利式大钟、大斗的优点,并且用双钟、 双斗克服加料时煤气露出的缺陷;同时,它又吸收了布料式布料器旋转的长处, 使小钟、小斗一起旋转,把炉料按六站( 每站6 0 。) 放到大斗内,这样就使炉料 堆尖较均匀地分稚在大斗里。 随着钢铁工业的发展,高炉容积日渐扩大。冶金专家对高炉深入研究后发现, 马基式布料器也不是完美无缺的。特别是高炉炉顶压力不断提高,马基式炉顶已 个- - z h , b e , 适应现代高炉生产需要。1 9 7 2 年德国蒂森钢铁公司h a m b o m 厂率先使用世界 上第一个无料钟稚料器,是由卢森堡p a u lw u r t h 公司在e l e g i l l e 主持下设计的, 它以全新的原理,克服了马基式:l l i l - :t 器的基本缺陷,完成了高炉斫沸 设备的第三 次革命。其最大优点在于可依靠旋转溜槽倾斜角的变化及其在水亚t 的炉喉截而上 运动方位角的骨仉将炉料分布在炉内任何所希望的部位i3 i 。它一出现,就受到普 遍欢迎,在第个无料钟装簧投产后的1 0 年里,有5 5 座大高炉相继采用1 4 i 。现在, 无料钟装筠:已在i _ :界范围犟推广,新建的大型高炉j l 乎普遍使用无t - t 0 t : p r i j ! 。 高炉柑料装筒n 勺完善和进步,为炼铁:r 作者控制炉内煤气流分稚提f j i 了越来 越为灵活的手段。高炉合弹煤气流分布,不但关系到高炉顺行,又与煤气1 ,| j 热能 干化学能的充分利用有关,所以广大高炉:】。作者一直在进行研究,探索不同高炉 鞍山科技大学工程硕士学位论文第2 章又献综述 条件下的合理煤气流分柿。人们在解剖高炉的基础上,认识到高炉内煤气流经过 三次分布:首先自风i - 7 向上和向中心扩散;然后穿过滴落:特并在软熔j 特焦炭央层 中作横向运动;而后曲折向上通过块状带。初始煤气流的流向线与回旋区大小有 关。软熔带的煤气运动取决于软熔带的位置、形状、焦炭夹层厚度、焦炭强度以 及滴落带的阻力。块状带煤气流分布取决于炉料透气性f5 1 。 图2 1p w 串罐无料钟装料设备 l 一主皮带头轮;2 一旋转料罐1 一盏;3 一旋转利罐:4 一旋转芈1 罐驱动装置; 5 一| 擀封阀:6 一称量科罐捅入件:7 一下密封阀;8 一波纹管:9 一内轮箱: 0 一布料溜措;i l 一旋转料罐插入件:1 2 一旋转t : 罐人山l 剖:i3 一l 部料流控制阀 1 4 一称量料罐:1 5 一下部料流i j , :j 节闽:l6 一内轮篇l u 目l :i7 一h h 镜阀 早在二十世纪1 i 十年代,鞍钢就提出“最有利的煤气分如”这一概念,强渊 高炉操作制度必须与原料条件棚适应,最有利的煤气分川i 因原料不同而异。刚。当时 烧结粉永多,无筛分整粒i 5 2 备,为保洲l 行必须控制边缘与中心c 0 2 棚近呈“双 鞍山科技大学工程硕士学位论文第2 章文献综述 峰”式煤气流分布。上i l t :纪6 0 年代以后随着原燃料的改善,高压、高风温和喷吹 技术的应用,煤气利用改善,使炉喉边缘煤气发展形成了边缘c 0 2 略高于中心的 “平峰”式煤气分斫川| 1 线,综合煤气c 0 2 达到1 8 ,上世纪7 0 年代随着烧结矿整 粒技术和炉料( 烧结矿、球团) t 1 ,2 n 1 位提高及炉料结构的改善,出现了边缘煤气c 0 2 高于中心,而且差距较大的“展翅”型煤气流分布曲线,综合c 0 2 达到1 9 2 0 , 最高达2 1 2 2 ,煤气利用率得到大幅度提高,起到降低焦比延长高炉寿命的作 用【】【。于是有人不考虑原燃料的具体条件,过分追求“展翅”形煤气流分布,过 分加重边缘,使得边缘c 0 2 与中心差距过大,结果导致炉况失常。鞍钢实践经验 表明:条件稳定时,炉喉十字测温边中温度比例以1 :4 为:直。条件波动时,边中 温度比例以l :3 为! j 五,并且边缘温度不低于1 0 0 。 2 2 鞍钢1 0 高炉上部调剂实践 1 9 9 0 年鞍钢1 1 号高炉大修改造,从卢森堡p w 公司引进国内第一套串罐无料 钟装置【7 】( 见图2 1 ) ,1 9 9 5 年1 0 号高炉易地大修以及2 0 0 3 年投产的新l 号高炉 也都采用了串罐无料钟装置。从l l 号高炉开始使用无料钟炉顶起,鞍钢科技工作 者就进行了无料钟布料的实验研究1 8 i 。十余年来,经过大量的科学研究和生产实践, 以无料钟布料为核心的上部调剂技术不断发展和完善。 下面以l o 高炉为例,分析鞍钢无料钟高炉上部调剂的实施过程。鞍钢1 0 号 高炉炉喉直径8 2 m ,矿石堆比重p = 1 9 4 t m 3 ,矿石和焦炭在炉喉内堆角的征切差 值t g 巾2 - t g 中1 - o 0 8 。实验过程中采取了循序渐进的方针,每次扩批重只加1 t 矿石, 巩固之后再扩1 t ,从1 9 9 8 年1 1 月末的4 5 t 批重加到5 0 t ,用了近2 0 天的时i n 一】。 在扩大矿石批重的同时,十分注意装料制度的调整,以保证高炉中心气流畅通, 使高炉保持良好的顺行状态。实验结果证明大料批冶炼不仅加重中心,而且边缘、 中心两头均重,炉料分布趋向均匀。1 0 号高炉炉喉十字测温中心点温度较高,可 达5 0 0 ,相邻中心点一直到炉墙处煤气温度大多保持在8 0 1 2 0 ,炉喉平均温 度明显降低。这不仅有不l j - l 二降低焦比,而且也有利于延长炉身寿命。批重对透气 性的影响存在矛盾的两方面。扩大批重后,高炉矿焦层厚度增加,块状带的压差 j :t 高【i o i 。随着压羞ap 的提高,透气性指数0 ap 并没有降低,这是由于炉缸: 作均匀活跃,软熔带阻损降低,q i p 还略有升高,高炉顺行状态改善。采用大料 批冶炼后,10 号高炉各项技术经济指标有了明显变化,效果显著,主要表现在如 下几个方面: ( 1 ) 产量提高 采用大料批后,炉料透气性改善,炉况稳定,改善顺行,允许提高冶炼强度, 从而可增力产量。1 9 9 8 年l2 月份1 0 号高炉利用系数稳定在2 0t l ( m - 1 d ) 以上的水 平。 鞍山科技大学工程硕士学位论文 第2 章文献综述 f 2 ) 焦比降低 大料批冶炼,炉料在炉内分布趋于均匀,煤气分布得到改善,气流稳定目煤 气利用率提高,从而使综合焦比降低。 ( 3 ) 铁水质量改善 采用大料批冶炼,炉况稳定顺行,炉缸工作均匀活跃,渣铁温度充沛,炉渣 脱硫能力提高,必然导致生铁质量明显改善,含硫量大幅度降低。 ( 4 ) 炉身冷却壁热负荷降低 在进行大料批冶炼之前,1 0 高炉冷却壁破损漏水,造成铁口不能正常出铁, 被迫降低强度,不同程度地影响高炉生产。严重时,想休风查漏都难以实现,如 1 9 9 8 年1 0 月3 0 同就发生过一次此类问题。大料批冶炼后,炉身冷却壁壁体温度 维持在5 0 7 0 ,破损得到有效控制。 鞍山科技大学工程硕士学位论文第3 章含理煤气流分布实验室卅究 第3 章合理煤气流分布实验室研究 实验室模拟无钟高炉“合理煤气流分布”的实验研究,它是依据鞍钢1 1 高炉 所用原燃料及喷吹要求的- 3 j k :6 l t l j :进行的。由鞍山科技大学与鞍钢炼铁总厂共同完 成,本研究目标旨在解决好在鞍钢原燃料条件下高 t p l l l 页彳? 与煤气利用之问的关系, 真正实现抑制边缘、发展= i = f 心的开放型炉喉煤气分布,既保证炉况顺行又获得煤 气能量充分利用,同时还保护炉衬和冷却器不过早损坏,使高炉一代炉龄达到1 5 年。 3 1 实验模型建立 首先,进行了实验方案确定,模拟化计算,模型设计( 见图3 1 ) 等: 作。在 此基础上完成了模数m 为2 8 的鞍钢1 l 高炉冷态模型及测试系统的全部: 作,表 3 1 为鞍钢1 1 高炉( v u = 2 5 8 0 m 3 ) 的内型尺寸。模型厚度为1 0 6 m m ,前后面均为 有机玻璃板,两侧面各设一个风口,每个风口前设有转子流量计及调节阀,以控 制和测量入炉风量。表3 1 中的风口直径是按动量相似原理,即高炉风口鼓风总动 量高炉炉缸煤气总动量= 模型风口鼓风总动量模型炉缸煤气总动量关系计算得 出,并在风口前安有固定的梨形铁纱网为循环区。连续进行了三个月的实验室试 验,完成了不同平均负荷( 相当不同喷吹量) ,不同风口直径,不同装料制度( 在 径向上按边缘占3 0 ,中间占5 0 ,中心占2 0 划分三个区域,以不同矿焦比进 行人工装料) 下的料柱阻损及炉内压力场分布的测定,并用热球式风速计测量了 各次试验的炉喉煤气出口速度分布。 1 9 9 9 年5 月以后,在原有实验基础上对已获得的倒“喇叭花”型炉喉煤气分 布条件进行了改变批重的单因素实验,考察了批重与料柱阻损p 。的关系,并同 时测定了不同批重时炉内压力场及炉喉煤气出口速度分布。另外还进行了在适宜 的中心加焦量( 5 ) 情况下,对无钟高炉旋转流槽布料应采取何种径向矿焦比才 能实现理想的煤气分布之实验。总的看,该专题基本上是按计划进行的,达到了 预期目标和进度。 鞍山科技大学工程硕士学位论文第3 章合理煤气流分布实验室研究 图3 - 11 1 高炉实验模型、测压管及风口位置图 表3 - 11 1 高炉及实验模型内型尺寸 爹 炉缸炉腹炉腰炉身炉喉 风口 炉腹炉身总高 直径高度高度 直径 高度高度直径高度直径高度 角角 n l m n l mm mi n mn m l 0 b 1 18 0 。8 3 。 1 1 蜀 1 1 0 5 03 7 0 03 6 0 0 5 5 1 2 2 0 02 0 0 017 9 0 03 7 8 2 0 02 4 2 01 2 53 2 0 02 9 6 2 0 炉3 0 2 7 ” m 8 0 。8 3 。1 4 2 8 3 9 51 3 21 2 95 5 4 3 67 l6 3 93 7 2 9 38 6171 1 41 0 5 7 模 3 0 7 2 7 2 0 7 性 3 2 实验方案,结果与分析 3 2 1 验证煤气分布及其影响因素的实验 在批重一定( 据鞍钢1 9 9 7 年11 高炉实践,定矿批重为4 5 t ,相当炉喉矿层平 均厚度为5 0 0 r a m 与炉喉直径之比为6 ,作为模型实验之批重) ,同为倒v 删软熔 鞍山科技大学工程硕士学位论文第3 章合理煤气流分布实验室l j | _ 究 ;特条件下,考察平均负荷,风i 直径,边缘矿焦l l ( o c ) n ,“i ,一6 , 0 “熊l g ( o c ) m 。f _ q 因素关系( 对应某一平均负荷,当批重、( o c ) n 蜂、( o c ) 1 。已定,可算出( o c ) m “亦为定值,所以只j 目( o c ) n n 及( o c ) m 。二因素就可代表径向矿焦比的变化 了) ,用正交表b ( 3 4 ) 进行了实验,其实验方案及测得的料柱阻损x p l 详见表3 2 。 表3 2影响煤气分布因素的实验方案及测量结果 实验方案计算及测土连结果 实风口 ( 0 c ) v 边缘v 中心v 中间 验 直径 平均负 p 。 绝相绝 相 绝 相 号 a荷b 边缘 中心 中间 p a 对对对对对对 速速速速速速 n l m 度度度度度度 l1 43 7361 55 2 72 8 7 l1 3 01 2 01 2 01 1 0o 9 l0 8 4 21 44 o501 255 6 3 0 5 5 1 0 509 71 6 01 4 7 0 9 l 0 8 3 31 44 36 40 95 盘73 1 6 30 8 00 7 41 7 41 6 01 o o0 9 2 4 1 73 75 00 95 o o2 8 6 71 o oo 9 211 01 o l1 1 41 0 5 51 7406 4l54 4 33 1 1 4o7 00 6 4o7 607 04 513 3 61 74 33 6127 7 83 0 1 213 512 414 51 3 307 907 3 72 03 76 41 24 o o2 9 1 6o 6 506 01 o o0 9 213 91 2 8 在表3 2 中( o c ) 十目一中间矿焦比,当批重一定( 6 ) ,由平均负荷、( o c ) 缂、( o c ) 十。计算得出。相对速度绝对速度与平均速度比值;平均速度v + 目 = q a ,其中q 一总流量m 3 s ,a 一炉喉断面积m 2 ;a p l 一风v i 上平面六点测压 平均值( 相当于料柱阻损) p a 。 为找出各因素影响的大小及规律,除了按正交设计结果求极差分析外,又行 了回归计算,得出的回归方程为: k p = 1 8 0 8 a - o 0 7 b o4 2 c o0 8 d 0 0 2 式中p ,炉内料柱阻损,p a ; a 风口直径,m m ; b 平均负荷; c 边缘矿焦比, ! l :( o c ) ; d 中心矿焦比,即( o c ) 。 从上关系式可见,随平均负荷b ,边缘矿焦比c 中心矿焦比d 的增加l ,炉 内料柱阻损x p l 都呈增加的趋势,而随风口直径a 的增加,x p i 则里减少的趋势。 鞍山科技大学工程硕士学位论文 第3 章仑理煤气流分布实验室f i j f 究 各因素的影响程度由大到小的j i l 页j ? :为:平均负荷、边缘矿焦比、风口直径、中心 矿焦比。对各次试验炉喉煤气出口速度的测定绝对速度值,此值与炉喉处的平均 速度比为相对速度,通过对相对速度值的作图及分析可见,当炉内软熔带同为倒v 型时,炉喉处的煤气分布主要取决于径向矿焦比的分布。在表3 2 中各实验组不同 径向矿焦比条件下,得出了形状各异的炉喉煤气出1 1 3 速度分柑曲线:有八形、近 似水平型、m 型、w 型( 相当c 0 2 双峰型) 及倒“喇叭花”型等,试验2 与试验 9 的径向矿焦比:( o c ) 十。较低分别为1 2 和1 5 :( o c ) ( o c ) 目和( o c ) n 镕 ( o c ) 十目及( o c ) n 镕= ( o c ) 十目时边缘气流都受到了过分抑制, 中心过分发展,如图3 5 中之线所示。二都都会造成严重的炉况不顺,不宜用 于高炉操作。只有当( o c ) 镕 ( o c ) ,且( o c ) n 镕( o c ) = o8 3 时, 才得到了径向煤气流分布合适的图3 5 中之线,相当炉喉c 0 2 呈“喇叭花”型 的煤气分布,既可保证高炉顺行又可获得良好的煤气利用。故此得出欲获得理想 的煤气分布,除保证适宜的中,t :, 3 j i :l 焦外还要控制好适:直的径向矿焦比。 6 娃g 1 蜡 蓬 i l 1 ; j。i! , 一r r 一r r 一一r r r 一边埭中间、中心蘸柱各描绘点与炉墒距离 r 一炉噍半径 i 到3 - 5 不同径向o c 变化炉畎“l 口煤气速度分枷 鞍山科技大学工程硕士学位论文第3 章合删煤7 1 _ i j :1 分布实验室研究 3 3 实验室实验结论 ( 1 ) 在固定同为倒v 型软熔带条件下,影n l h j p 内料柱阻损p 的次序为平均 负荷、边缘矿焦比、j x l 口直径、中心矿焦比;炉喉煤气出v i 速度分布主要取决于 炉内径向i i 。焦比分斫j ,当( o c ) 十。较低为1 2 1 5 ,( o c ) n 镕 ,s i n ( ) m 式中c 布料制度指数: t 3 溜槽倾角: m 圈数。 为了使环位的特征更加叫显,特征值的抽l :1 ) ( 更加突出,在系统t i 定义了和料 荸 = 鞍山科技大学工程硕士学位论文第6 章高炉煤气流分布及判断方法 制度指数c 判断布料方式改变刘煤气流影响程度( 见附件) 。如果矿石布料指数与 焦炭布料指数差值越小,表明边缘气流发展;反之,则表明中心气流发展。 鞍山科技大学工程硕士学位论文结论 结论 合理的煤气流分枷是保汪高炉稳定顺行、节能降耗、增产提质和延长高炉一 代寿命的重要手段,特别是在高炉采用喷吹煤粉:| 二艺之后,焦比大幅度下降,煤 气流分布的控制变得更加重要,控制高炉煤气流分布更具有重要的现实意义和实 用价值。因此,为形成高炉合理煤气流分布,在无料钟高炉操作实践中应陔努力 做到: ( 1 ) 选择高炉合理批重,加大批重会使高炉总a p 有所提高,但就其加重边 缘与中心的程度远比对钟式高炉的影响程度要轻,加大批重会使炉顶、炉喉温度 降低,气流分布均匀,高炉利用系数提高,焦比降低。 ( 2 ) 改变装料制度( 改变径向矿焦比) ,可控制煤气分布。为形成良好的“喇 叭花”煤气分布,应作到中心矿焦比最低,边缘矿焦比应等于或稍低于中间矿焦 比。 ( 3 ) 布料制度选择以控制炉喉截面煤气流速为准则,在鞍钢操作条件下w + 。2 9 m s ,wm m 及wm 2 2 r n s 较为适宜。 ( 4 ) 中心加焦在鞍钢条件下,加焦量以5 为宜,而且须确保( 0 ,c ) 镕 ( o c ) 十刊能形成合理的“喇叭花”型炉喉c 0 2 分布。 鞍山科技大学工程硕士学位论文 参考文献 参考文献 1 刘云彩高炉斫沸i 舰律第三版,北京:冶金_ - e k 出版社,2 0 0 5 2 】河南省博物馆等考古学报,1 9 7 8 ( 1 ) :l 2 4 3 王筱留钢铁冶金学( 炼铁部分) 修订第2 版北京:冶金:l :业出版社,2 0 0 0 4 w a k n e p p e r b l a s tf u r n a c ei r o n m a k i n g ,v o ll ,m c m a s t e ru n i v e r s i t y ,1 9 8 1 : 5 6 5 成兰伯主编高炉炼铁工艺及汁算北京:冶金工业出版社,1 9 9 1 6 】周传典主编高炉炼铁生产技术手册北京:冶金工业出版社,2 0 0 2 7 周传典鞍钢炼铁技术的形成和发展北京:冶金工业出版社,1 9 9 8 8 高光春主编鞍钢1 1 号高炉开炉实践沈阳:辽宁科学技术出版社,1 9 9 2 9 顾颜,孙会铎鞍钢1 0 号高炉大料批中心加焦冶炼实践鞍钢技术,2 0 0 0 ( 2 ) : l o 1 2 1 0 尚策鞍钢1 1 号高炉中一o , d r i 焦配合大料批试验鞍钢技术,1 9 9 9 ( 1 ) :1 5 1 1 涂春林,毕学工,周勇高炉煤气流分布模式识别神经元网络模型及应用山 东冶金,2 0 0 4 ( 2 ) :4 2 4 4 1 2 姜慧研,许桂清,周建常高炉煤气流分布模式识别与布料操作控制与决 策,2 0 0 1 ( 6 ) :9 2 7 9 3 2 1 3 周建常,许桂清,姜慧研神经网络专家系统在高炉布料控制中的应用基 础自动化,2 0 0 0 ( 1 ) :1 6 1 4 熊良勇无料钟炉顶布料实践及分析钢铁,2 0 0 4 ( 7 ) :1 2 1 5 1 5 刘云彩高炉强化的方法鞍钢技术,1 9 9 9 ( 1 ) :l 5 【1 6 :平,惠志刚马钢2 5 0 0 m 3 高炉上下部调剂实践钢铁,2 0 0 2 ( 7 ) :1 2 1 5 1 7 殷欢马钢2 5 0 0 m 3 高炉提高煤气利用率的措施炼铁,2 0 0 3 ( 增1 ) :2 1 2 4 1 8 蔡敬民,陈令坤武钢4 号高炉高效生产实践炼铁,2 0 0 0 ( 2 ) :9 1 2 ( 】9 赵鸿波十字测温曲线在本钢2 号高炉的应用炼铁,2 0 0 4 ( 6 ) :3 6 3 8 2 0 王水文,刘素伟,杨军高炉炉顶摄像仪在韶锏4 号高炉一i r p t , d 应用炼铁, 2 0 0 5 ( 2 ) :4 0 4 2 2 l 】于仲洁高炉炼铁技术未来的发展钢铁研究,2 0 0 0 ( 1 ) :1 2 2 2 股欢马钠2 5 0 0 m 3 高炉高利用系数下提高煤比的技术研究钏铁,2 0 0 3 ( 2 ) : 5 8 2 3 f | 本神户制钔公司俐铁研究所根据死焦区内焦炭动j :s 学控制高炉内煤气流 鞍山科技大学工程硕士学位论叉参考x 献 肃i 铁水的流动第6 届国际钢铁会议炼铁文集,1 9 9 1 2 4 日本神户哺恂目公司加谷川厂加谷川二高炉的中心加焦和高喷吹量第6 届 围际钢铁会议炼铁文集,1 9 9 l 2 5 文林小高炉煤气流分布的探讨四j i i 冶金,2 0 0 2 ( 6 ) :2 4 2 6 胡伯康,陶:b 忠,邱金儿宝钢1 号高炉2 6 0 k g t 喷煤技术2 0 0 0 年炼铁生 产技术工作会议暨炼铁年会论文集:2 0 8 2 1 2 2 7 汪保平马钢四铁厂2 # 高炉丌炉实践中国金属学会2 0 0 4 年全国炼铁生产 技术暨炼铁年会论文集:4 7 8 4 8 1 2 8 尹建威,蔡宁生,李振山等整体高炉联合循环钢铁,2

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