影响高炉炉况顺行的因素分析毕业论文.doc

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1、安徽冶金科技职业学院ANHUI VOCATIONAL COLLEGE OF METALLURGY AND TECHNOLOGY毕业论文影响高炉炉况顺行的因素分析学生姓名 系部名称 冶金工程系 专业名称 冶金技术 班级名称 11冶金技术 指导教师 2013年12月 影响高炉炉况顺行的因素分析 摘要：我国高炉炉料结构的基本形式是“烧结矿+酸性炉料”，主体烧结矿以高碱度为主，酸性炉料中，球团矿和天然块矿大概为各半，但球团矿有超过天然块矿之势。1995年以后，我国高炉的生产指导方针调整为“优质、高产、低耗、长寿”，产量提高和消耗降低的良性阶段。搞好高炉顺稳，保持合理的炉体热负荷，生产实践说明，长期稳定

2、顺行的炉况，不但是高产低耗的先决条件，也是延长寿命的必要条件。关键词：高炉、稳定、顺行、低耗0 前言 高炉冶炼是一个连续而复杂的物理化学过程，生产要取得较好的经济技术指标，必须实现高炉炉况稳定顺行。一般稳定顺行是指装入炉内的炉料下降均匀，炉温稳定充沛，生铁合格，高产低耗，这个高炉炉况叫做稳定顺行。要使炉况稳定顺行，操作上必须做到四稳定，即风量、炉料、料批稳定，调剂稳定，炉温稳定和炉渣碱度稳定，它标志着炉内煤气流分布合理和炉温正常。1 高炉顺行的内容 1.1高炉顺行的定义：炉缸工作全面均匀活跃、炉温充沛稳定、煤气流分布合理稳定、下料均匀顺畅炉缸工作全面均匀活跃、炉温充沛稳定、煤气流分布合理稳定、

3、下料均匀顺畅炉缸工作全面均匀活跃、炉温充沛稳定、煤气流分布合理稳定、下料均匀顺畅 1.2高炉顺行的必要条件 （1）煤气流分布合理； （2）炉缸工作状态良好； （3）原料的结构和质量满足高炉冶炼要求； （4）供上料系统满足高炉布料要求； （5）送风、喷吹、高氧系统满足高风温富氧喷煤要求； （6）冷却系统正常工作，无损坏漏水现象； （7）三电系统能满足高炉监测、控制、调节、指示和统计数据要求； （8）高炉合理的操作炉型，保持完好； （9）高炉生产技术方针、基本操作制度、原料配备和炉型相匹配适应，生产技术经济指标高效合理； （10）高炉日常操作及应变本领高，将失常与事故消灭于萌芽状态，尽量减少影响与

4、损失。 1.3 炉况顺行的标志 炉况正常的主要标志是： （1）炉缸工作全面均匀活跃、炉温充沛稳定、煤气流分布合理稳定、下料均匀顺畅。表现在：高炉应处于全风、全氧、全风温作业，完成规定的冶炼强度，有合适的透气性指数。 （2）炉温在规定的范围内波动，制钢铁水物理热高，铁样析出石墨碳，铸造铁无大量大片石墨碳飞扬。 （3）下料均匀、流畅，料尺图像没有陷落、停滞、时快时慢现象，加料前后各料尺基本一致，差 别不超过0.5m。 （4）风温风量和透气性曲线微微波动，无锯齿状。风压风量关系柔和，风量与料速相适应。 （5）渣水物理热高且流动良好，渣碱度正常，渣沟不结厚壳，渣、铁分离良好，渣口破损少。 （6）风口明

5、亮，炉缸圆周工作均匀活跃，风口前无大块生降，不挂渣，不涌渣。风口破损少 （7）炉喉煤气曲线稳定，中心低于边缘或同重，圆周均匀，高峰在二、三点，曲线无拐点。 （8）炉顶煤气成分稳定，煤气利用率合理。 （9）炉顶温度曲线微微波动，各点互相交织，顶温水平不应超过250，各点温差不大于50. （10）炉顶压力曲线平稳，没有较大的上下尖峰。 （11）炉喉、炉身、炉腹、炉腰温度正常、稳定，波动幅度不大，炉喉十字温度 规律性强，稳定性好。 （12）炉体静压力正常无剧烈波动。 （13）高炉上下部压差相对稳定在正常的范围内。 （14）冷却水箱温差在正常范围内波动，软水冷却系统进出水温差稳定。除尘器瓦斯灰在炉料无

6、大波动时，灰量也无大波动。 这些条件，可归纳为两个方面，即炉料与煤气相对运动正常，煤气流分布理，上升过程中压损失正常，炉料分布合理。下降均匀流畅；各部温度正常稳定，炉缸工作全面均匀活跃。当这两个方面中有一方面不正常或量方面互相影响时不正常时，就会使顺行破坏。下面是高炉内型构造图1： 高炉内型构造图12 影响高炉顺行的外在因素 2.1原燃料条件的影响 精料是高炉操作稳定、顺行的必要条件。由于外购矿及地方杂矿配比的增加，高炉原料品种多且成分极不稳定。烧结矿的强度低，粉末多，加之没有对高炉原料过筛，致使高炉透气性变坏，经常出现悬料、崩料及风口损坏现象。另外，烧结矿的全铁、碱度变化较大，TFe波动有时

7、达3%左右，碱度则在1.82.0之间波动，经常引起炉温与炉渣碱度的剧烈波动，使高炉操作难于稳定、顺行。 2.2高炉本体结构的影响 高炉在中修后，高炉本体结构可能发生了变化 2.3操作制度方面的影响 由于中途考虑炉龄问题而改变装料顺序等； 2.4低炉温、低料线的影响 由于炉况经常波动，加之长期低强度冶炼，使高炉长期处于低炉温水平，渣铁不易流淌，炉缸发生粘结，炉缸越来越小，造成炉缸极不活跃。同时，由于受原料及设备等诸多因素的影响，致使高炉长期低料线操作，煤气流分布变化频繁，高炉操作难于控制，煤气利用率降低，经常发生悬料、崩料事故。高炉中下部冷却强度大，即成渣带根部冷却强度大，不易接受低炉温，每一次

8、炉凉，往往伴随着风口烧穿、大灌渣等恶性事故的发生，使生产形成恶性循环。 2.5冷却水质的影响 由于高炉边缘气流过分发展，致使生产中炉身、炉腰部位耐火砖衬全部脱落，冷却壁失去保护，加之冷却水质较差，冷却水管内经常结垢，影响了冷却效果，使大量冷却壁、风口破损漏水，炉缸变凉，产生堆积，严重影响了高炉的生产操作。 2.6高炉设备的影响 高炉设备较为陈旧，经常发生故障，造成高炉操作频繁休、减风及低料线操作，制约了高炉的顺行和产量的提高。 2.7炉缸堆积的影响 高炉长期低强度冶炼，没有形成适应高强度冶炼的原始炉型，炉缸不活，炉缸容积偏小。加之上述其它因素的影响，使炉缸堆积、偏小的矛盾更加突出，操作难度进一

9、步加大。严重的炉缸堆积使高炉渣、铁热量极不充沛，炉缸不活，整个炉缸处于“呆死”状态。3 影响高炉顺行的内在因素 3.1 送风制度 送风制度是指在一定的冶炼条件下，确定合适的鼓风参数和风口进风状态，达到初始煤气流的合理分布，使炉缸工作均匀活跃，炉况稳定顺行。通过选择合适的风口面积、风量、风温、湿分、喷吹量、富氧量等参数，并根据炉况变化对这些参数进行调节，达到炉况稳定顺行和煤气利用改善的目的。并且选择适宜的鼓风动能高炉鼓风通过风口时所具有的速度称为风速，它有标准风速和实际风速两种表示方法；而高炉鼓风所具有的机械能叫鼓风动能。鼓风动能与冶炼条件相关，它决定初始气流的分布。因此，根据冶炼条件变化，选择

10、适宜鼓风动能，是维持气流合理分布的关键。鼓风动能与原料条件的关系。原燃料条件好，能改善炉料透气性，利于高炉强化冶炼，允许使用较高的鼓风动能。原燃料条件差，透气性不好，不利于高炉强化冶炼，只能维持较低的鼓风动能。鼓风动能与燃料喷吹量的关系，高炉喷吹煤粉，炉缸煤气体积增加，中心气流趋于发展，需适当扩大风口面积，降低鼓风动能，以维持合理的煤气分布。但随着冶炼条件的变化，喷吹煤粉量增加，边缘气流增加。在一定冶炼强度下，高炉有效容积与鼓风动能的关系见表1： 表1 高炉有效容积与鼓风动能的关系有效容积/m3300600100015002000250030004000鼓风动能/kW25-4035-5040-

11、6050-7060-8070-10090-110110-140 高炉适宜的鼓风动能随炉容的扩大而增加。大型高炉炉缸直径较大，要使煤气分布合理，应提高鼓风动能，适当增加回旋区长度。炉容相近，矮胖多风口高炉鼓风动能相应增加。鼓风动能是否合适的直观表象见表2： 表2鼓风动能变化对有关参数的影响 因素鼓风动能合适鼓风动能过大鼓风动能过小 风压稳定，有正常波动波动较大而无规律曲线死板，风压升高时容易悬料、崩料 探尺下料均匀，整齐不均匀，出铁前料慢，出铁后料快不均匀，容易出现滑料现象 炉顶温度区间正常，波动小区间窄，波动大区间较宽，4个方向有交叉 风口工作各风口均匀、活跃，破损小风口活跃但显凉，严重时破损

12、较多，发生于内侧下沿风口明亮但不均匀，有生降，破损多 炉渣渣温充足，流动性好，上渣带铁少，渣口破损少渣温不均匀，上渣带铁多，难放，渣口破损多渣温不均匀，上渣热，带铁多，渣口破损多 生铁渣温充足，炼钢生铁是灰口，有石墨碳析出渣温常不足，炼钢生铁白口多，石墨碳析出少，硫低炉温不足，炼钢生铁冷态是白口，石墨碳析出少，硫高 （1)风量 增加风量，综合冶炼强度提高。在燃料比降低或燃料比维持不变的情况下，风量增加，下料速度加快，生铁产量增加。料速超过正常规定应及时减少量。当高炉出现悬料、崩料或低料线时，要及时减风，并一次减到所需水平。渣铁未出净时，减风应密切注意风口状况，防止风口灌渣。当炉况转顺，需要加风

13、时，不能一次到位，防止高炉顺行破坏。两次加风应有一定的时间间隔, （2)风温 提高风温可大幅度地降低焦比。热风温度升高100可降低炼铁焦比15 kg/t。提高风温能增加鼓风动能，提高炉缸温度活跃炉缸工作，促进煤气初始分布合理，改善喷吹燃料的效果。在喷吹燃料情况下，一般不使用风温调节炉况，而是将风温固定在较高水平上，通过喷吹量的增减来调节炉温。当炉热难行需要撤风温时，幅度要大些，一次撤到高炉需要的水平；炉况恢复时逐渐将风温提高到需要的水平，提高风温速度不超过50/h。在操作过程中，应保持风温稳定，换炉前后风温波动应小于30。 （3)风压 风压直接反映炉内煤气与料柱透气性的适应情况。 （4)鼓风湿

14、分 鼓风中湿分增加lg/m3，相当于风温降低9，但水分分解出的氢在炉内参加还原反应，又放出相当于3风温的热量。加湿鼓风需要热补偿，对降低焦比不利。 （5)喷吹燃料 喷吹燃料在热能和化学能方面可以取代焦炭的作用。把单位燃料能替换焦炭的数量称为置换比。随着喷吹量的增加，置换比逐渐降低，对高炉冶炼会带来不利影响。提高置换比措施有提高风温给予热补偿、提高燃烧率,改善原料条件以及选用合适的操作制度。喷吹燃料具有“热滞后性”，即喷吹燃料进入风口后，炉温的变化要经过一段时间才能反映出来，这种炉温变化滞后于喷吹量变化的特性称为“热滞后性”。热滞后时间大约为冶炼周期的70%，热滞后性随炉容、冶炼强度、喷吹量等不

15、同而不同。用喷吹量调节炉温时，要注意炉温的趋势，根据热滞后时间，做到早调，调剂量准确。 （6)富氧鼓风 富氧后能够提高冶炼强度，增加产量。富氧1%，增产4.76%，风口理论燃烧温度提高3545，允许多喷煤1015kg/t，降焦比1%，煤气发热值升高3.4%。富氧鼓风能提高风口前 理论燃烧温度，有利于提高炉缸温度，补偿喷煤引起的理论燃烧温度的下降。增加鼓风含氧量，有利于改善喷吹燃料的燃烧,富氧鼓风只有在炉况顺行的情况下才能进行。在大喷吹情况下，高炉停止喷煤或大幅度减少煤量时，应及时减氧或停氧。 （7)炉顶压力 一般习惯高顶压、低压差的操作方法，在风机能力全风条件下，逐步优化为低顶压、高压差的操作

16、方法，使得各炉料速普遍加快，产量增加。 高炉送风模型图2 3.2 装料制度 (1）装料制度是指炉料装入炉内时，炉料的装入顺序、装入方法、旋转溜槽倾、料线和批重等的合理规定。高炉煤气流合理分布取决于装料制度与送风制度的相互配合。装料制度优化可使炉内煤气分布合理，改善矿石与煤气接触条件，减少煤气对炉料下降的阻力,避免高炉憋风，悬料。提高煤气利用率和矿石的间接还原度，可降低焦比，促进高炉生产稳定顺行。选择装料制度的原则是保证煤气合理分布，充分煤气的热能和化学能，保证高炉顺行，形成“倒W”形料面。提高料线，促进边缘煤气发展；降低料线，促进中心气发展。增大批重，加重中心，疏松边缘。使用无料钟炉顶设备，实

17、现合理布料，提高煤气中CO2利用率（煤气中CO2提高0.5%，可减少燃料消耗10kg/t），进而可以降低燃料消耗；还可以有效地控制煤气流的边缘发展，进而提高高炉的寿命。 判断装料制度是否合理的标准 (2)煤气利用率：CO2/（CO+CO2）值，好为0.5以上，较好为0.45左右，较差为0.4以下，差为0.3以下。 煤气五点分析曲线：馒头型差，双峰型有两条通道，喇叭花型中心发展，平坦形（双燕飞）最好。炉顶温度，好的标准：中心500左右，四周150200。四周各点温差不大于50。二氧化碳含量表示能源利用（反映在燃料比）情况：2000m3以上高炉应在20%24%,1000m3左右高炉为20%22%,

18、1000m3以下高炉为18%20%。 3.3 造渣制度 （1)造渣制度是根据原燃料条件和生铁成分的要求，选择合适的炉渣成分和碱度及软熔带结构和软熔造渣过程。选择的原则是保证炉渣的流动性好、脱硫能力强、具有良好的热稳定性和化学稳定性、有利于炉况顺行和保证生铁成分合格。造渣制度主要靠配料调整熔剂和其它附加物的加入量来控制。多年来，高炉操作在选择造渣制度时，习惯认为中性偏酸渣有利于炉况顺行，但实际结果往往是渣铁物理热不足，炉温不能放低，脱硫效率差，炉况不稳、产量不高。后来探索碱性渣操作方法，并取得成功。同时，加强了与热制度的适应协调关系，结果炉缸活跃，渣铁物理热充足，流动性良好，脱硫效率高，提高了生

19、铁质量，增加了生铁产量。 （2）选择造渣制度应满足： 保证炉渣在一定温度下有较好的流动性及足够的脱硫能力； 保证炉渣具有良好的热稳定性和化学稳定性； 有利于炉况顺行和炉衬维护； 保证生铁成分合格。在炉渣成分中，主要是碱性氧化物和酸性氧化物，所以，碱度最能反映炉渣成分的变化和炉渣性质的差异，高炉冶炼效果有直接的影响。此外，由于原燃料成分的波动，必然涉及炉渣碱度的变化。因此，应经常检查炉渣碱度，进行及时调整。 3.4 热制度 炉缸热制度是指高炉炉缸所应具有的温度和热量水平。炉缸热制度直接反映炉缸的工作状态，稳定均匀而充沛的热制度是高炉稳定顺行的基础。炉温一般指高炉炉渣和铁水的温度，炉渣和铁水的温度

20、随冶炼品种、炉渣碱度、高炉容积大小的不同而不同，铁水温度一般为13501550，炉渣温度一般比铁水温度高50100。炉温是否正常不但要看渣铁温度的高低，还要看出铁过程中铁水、炉渣化学成分的变化情况，即观察出铁过程中渣铁温度的稳定情况。生产中常用生铁含硅量的高低来表示高炉炉温水平。铁水中含硅量越高，铁水温度越高，反之则铁水温度越低。依据铁水温度控制高炉操作参数，可以准确地掌握高炉热态走势，保持高炉长期稳定顺行。 4 内在因素的四大制度的关系对高炉的影响 1、四大基本制度相互依存，相互影响。热制度和造渣制度对炉缸工作和煤气流的分布，尤其是对产品质量有一定的影响；送风制度和装料制度对煤气与炉料相对运

21、动影响最大，直接影响炉缸工作和顺行状况，同时也影响热制度和造渣制度的稳定。 2、下部调节的送风制度，对炉缸工作起决定性的作用，是保证高炉内整个煤气流合理分布的基础。 3、上部调节的装料制度，是利用炉料的物理性质、装料顺序、批重、料线及布料器工作制度等来改变炉料在炉喉的分布状态，与上升煤气流达到有机的配合，是维持高炉顺行的重要手段。 4、选择合理的操作制度，应以下部调节为基础，上下部调节相结合。下部调节是选择合适的风口面积和长度，保持适当的鼓风动能，使初始煤气流分布合理,炉缸工作均匀活跃；上部调节，炉料在炉喉处达到合理分布，使整个高炉煤气流分布合理，高炉冶炼才能稳定顺利进行。 5、正常冶炼情况下

22、，提高冶炼强度，下部调节一般用扩大风口面积，上部调节一般用扩大批重及调整装料顺序或角度。 6、在上下部的调节过程中，还要考虑炉容、炉型、冶炼条件及炉料等因素，各基本操作制度只有做到有机配合，高炉冶炼才能顺利进行高炉的四大基本操作制度即送风、装料,造渣和炉缸热制度分析了送风制度在特殊炉型时统一内径风口不适应其炉型要求；装料制度还处于发展边缘型阶段，煤气利用率低，必须实现打开中心，稳定边缘.选择合适的炉渣成份与碱度，降低生铁含Si量是一个重要课题。阐述了高炉四大操作制度的一些原理及调节方法，建设性地提出了一些完善操作制度，为高炉操作提供指导,确保高炉稳定顺行及强化冶炼。高炉操作者应根据高炉强化程度

23、、冶炼的生铁品种、原燃料质量、高炉炉型及设备状况来选择合理的操作制度，并灵活应用上下部调节与负荷调节手段，促使高炉稳定顺行。 5 结语 高炉操作应根据高炉强化程度、冶炼的生铁品种、原燃料质量、高炉炉型及设备状况来选择合理的操作制度，并灵活运用上下部调节与负荷调节手段，促使高炉稳定顺行。随着原料还原性、粒度等的改善、炉内高压操作等一系列有利于高炉强化冶炼技术的进步，高炉内煤气在炉内停留的时间变长，与炉料间的传质传热得到改善，不需要像以前那样通过高瘦实现炉料的充分受热与还原。矮胖型高炉在冶炼过程中软熔带窄，更有利于强化冶炼、有利于高炉稳定顺行、高产低耗。 参考文献 1 郑金星 炼铁工艺及设备 冶金工业出版社 2011.1 2 周传典 高炉炼铁生产技术手册 冶金工业出版社 2005.86