高炉4大制度49012.docx

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1、高炉操作高炉操作的的任务高炉操作的的任务是在在已有原燃燃料和设备备等物质条条件的基础础上，灵活活运用一切切操作手段段，调整好好炉内煤气气流与炉料料的相对运运动，使炉炉料和煤气气流分布合合理，在保保证高炉顺顺行的同时时，加快炉炉料的加热热、还原、熔熔化、造渣渣、脱硫、渗渗碳等过程程，充分利利用能量，获获得合格生生铁，达到到高产、优优质、低耗耗、长寿、高高效益的最最佳冶炼效效果。实践践证明，虽虽然原燃料料及技术装装备水平是是主要的，但但是，在相相似的原燃燃料和技术术装备的条条件下，由由于技术操操作水平的的差异，冶冶炼效果也也会相差很很大，所以以不断提高高操作水平平、充分发发挥现有条条件的潜力力，是

2、高炉炉工作者的的一项经常常性的重要要任务。实现高炉操操作任务方方法 一一是掌握高高炉冶炼的的基本规律律，选择合合理的操作作制度。二二是运用各各种手段对对炉况的进进程进行正正确的判断断与调节，保保持炉况顺顺行。实践践证明，选选择合理操操作制度是是高炉操作作的基本任任务，只有有选择好合合理的操作作制度之后后，才能充充分发挥各各种调节手手段的作用用。高炉操作制制度 高高炉冶炼是是逆流式连连续过程。炉炉料一进入入炉子上部部即逐渐受受热并参与与诸多化学学反应。在在上部预热热及反应的的程度对下下部工作状状况有极大大影响。通通过控制操操作制度可可维持操作作的稳定，这这是高炉高高产、优质质与低耗的的基础。 由

3、由于影响高高炉运行状状态的参数数很多，其其中有些极极易波动又又不易监控控，如入炉炉原料的化化学成分及及冶金特性性的变化等等。故需人人和计算机机自动化地地随时监视视炉况的变变化并及时时做出适当当的调整，以以维持运行行状态的稳稳定。 高高炉操作制制度就是对对炉况有决决定性影响响的一系列列工艺参数数的集合。包包括装料制制度、送风风制度、造造渣制度及及热制度。装料制度 它它是炉料装装入炉内方方式的总称称。它决定定着炉料在在炉内分布布的状况。由由于不同炉炉料对煤气气流阻力的的差异，因因此炉料在在横断面上上的分布状状况对煤气气流在炉子子上部的分分布有重大大影响，从从而对炉料料下降状况况，煤气利利用程度，乃

4、乃至软熔带带的位置和和形状产生生影响。利利用装料制制度的变化化以调节炉炉况被称为为“上部调节节”。 由由于炉顶装装料设备的的密闭性，炉炉料在炉喉喉分布的实实际情况是是无法直观观地见到的的。生产中中是以炉喉喉处煤气中中CO2分布，或或煤气温度度分布，或或煤气流速速分布作为为上部调节节的依据。一一般来说炉炉料分布少少的区域，或或炉料中透透气性好的的焦炭分布布多的区域域，煤气流流就大，相相对地煤气气中CO22含量就较较低，煤气气温度就较较高，煤气气流速也较较快，反之之亦然。因因此在生产产中只要有有上述三个个依据之一一就可以判判断。 从从煤气利用用角度出发发，炉料和和煤气分布布在炉子横横断面上分分布均

5、匀，煤煤气对炉料料的加热和和还原就充充分。但是是从炉料下下降，炉况况顺行角度度分析，则则要求炉子子边缘和中中心气流适适当发展。边边缘气流适适当发展有有利于降低低固体料柱柱与炉墙间间的摩擦力力，使炉子子顺行；适适当发展中中心是使炉炉缸中心活活跃的重要要手段，也也是炉况顺顺行的重要要措施。在在生产中由由原燃料条条件的差异异和操作技技术水平的的不同，存存在不同煤煤气分布情情况。 生生产者应根根据各自的的生产条件件，选定适适合于生产产的煤气分分布类型，然然后应用炉炉料在炉喉喉分布规律律，采用不不同的装料料制度来达达到具体条条件下的炉炉况顺行，煤煤气利用好好的状态。可可供生产者者选择的装装料制度内内容有

6、以下下几项：批批重、装料料顺序、料料线、装料料装置的布布料功能变变动(例如如双钟马基基式旋转布布料器的工工作制度，变变径炉喉活活动板工作作制度，无无钟炉顶布布料溜槽工工作制度)等来达到到预定的目目的。送风制度 送送风制度是是指通过风风口向高炉炉内鼓送具具有一定能能量的风的的各种控制制参数的总总称。它包包括风量、风风温、风压压、风中含含氧、湿分分、喷吹燃燃料以及风风口直径、风风口中心线线与水平的的倾角，风风口端伸入入炉内的长长度等等。由由此确定两两个重要的的参数：风风速和鼓风风动能。 调调节上述诸诸参数以及及喷吹量常常被称为“下部调节节”，下部调调节是通过过上述诸参参数的变动动来控制风风口燃烧带

7、带状况和煤煤气流的初初始分布。与与上部调节节相配合是是控制炉况况顺行、煤煤气流合分分布和提高高煤气利用用的关键。一一般来说下下部调节的的效果较上上部调节快快。因此它它是生产者者常用的调调节手段。 生生产实践表表明，不同同的燃料条条件，不同同的炉缸直直径应达到到相应的鼓鼓风动能值值，过小的的鼓风动能能使炉缸不不活跃，初初始煤气分分布偏向边边缘；而过过大的鼓风风动能则易易形成顺时时针方向的的涡流造成成风口下方方堆积而使使风口下端端烧坏。鼓风动能不不仅与炉子子容积和炉炉缸直径有有关，而且且还与原燃燃料条件和和高炉冶炼炼强度等有有关。原燃燃料条件差差的应保持持较低的正正，取表中中的低值，而而原燃料条条

8、件好的则则需要较大大的丑以维维持合理的的燃烧带，应应取表中的的高值。在在合理的鼓鼓风动能范范围内，随随着E的增增大，燃烧烧带扩大，边边缘气流减减少，中心心气流增强强。喷吹燃料以以后，风口口端的鼓风风动能变得得复杂，主主要是喷吹吹的燃料在在离开喷枪枪后在直吹吹管至风口口端的距离离内已部分分燃烧，结结果使原来来的鼓风变变成由部分分燃料燃烧烧形成的煤煤气和余下下的鼓风组组成的混合合气体，它它的体积和和温度都比比原鼓风的的增加较多多，而到底底有多少煤煤粉或其他他喷吹燃料料在这区间间内燃烧是是很难测得得的。所以以精确计算算喷吹燃料料后的鼓风风动能是困困难的。在在生产中有有的厂家根根据经验，选选定喷吹煤煤

9、粉在直吹吹管内燃烧烧气化的分分数，然后后算出混合合气体的数数量、密度度和温度。再再代入E的的计算式中中算出实际际鼓风动能能(计算过过程可参阅阅成兰伯主主编高炉炉炼铁工艺艺及计算)。喷吹燃燃料后的鼓鼓风动能由由于上述原原因高于全全焦冶炼时时的鼓风动动能，因此此喷吹燃料料后，应相相应地扩大大风口，以以维持合适适的鼓风动动能。根据据我国的喷喷煤实践，每每增加100喷煤量量，风口面面积应扩大大8左右右。造渣制度 造造渣制度包包括造渣过过程和终渣渣性能的控控制。造渣渣制度应根根据冶炼条条件、生铁铁品种确定定。炉渣性性能作是选选择造渣制制度的依据据。为控制制造渣过程程，应对使使用的原料料的冶金性性能作全面

10、面了解，特特别是它们们的软化开开始温度，熔熔化开始温温度，软熔熔区间温度度差，熔化化终了温度度以及软熔熔过程中的的压降等。目目前推广的的合理炉料料结构就是是要将这些些性能合理理搭配，使使软熔带宽宽度和位置置合理，料料柱透气性性良好，煤煤气流分布布合理。 终终渣性能控控制是使炉炉渣具有良良好的热稳稳定性和化化学稳定性性以保证良良好的炉缸缸热状态和和合理的渣渣铁温度，以以及控制好好生铁成分分，主要是是生铁中的的Si和S。 造造渣制度应应相对稳定定，只有在在改换冶炼炼产品品种种或原料成成分大变动动造成有害害杂质量增增加或出现现不合格产产品，炉衬衬结厚需要要洗炉，炉炉衬严重侵侵蚀需要护护炉，排碱碱以及

11、处理理炉况失常常等特殊情情况下才调调整造渣制制度。一经经调整则应应尽量维持持其稳定。热制度 热热制度是指指在工艺操操作上控制制高炉内热热状态的方方法的总称称。高炉热热状态是指指炉子各部部位具有足足够相应温温度的热量量以满足冶冶炼过程中中加热炉料料和各种物物理化学反反应需要的的热量，以以及过热液液态产品达达到要求的的温度。通通常用热量量是否充沛沛、炉温是是否稳定来来衡量热状状态。人们们特别重视视炉缸热状状态，因为为决定高炉炉热量需求求和吨铁燃燃料消耗的的是高炉下下部，所以以用炉缸能能说明热状状态的一些些参数来作作为稳定热热制度的调调节依据。例例如直观地地从窥视孔孔观察，出出渣出铁时时的观察，渣渣

12、铁样的观观察等。但但是后二种种观察到的的是热状态态的结果，而而不是实际际热状态的的瞬时反映映。现代高高炉采用风风口前的tt理，燃烧带带的炉热指指数tc和保证炉炉缸正常工工作的最低低(临界)热贮量DQQ临来判断。它它们能及时时反映炉缸缸热状态。这里要强调调的是炉缸缸热状态是是由强度因因素高温和容容量因素热量两个个因素合在在一起来描描绘的，它它们合起来来就是高温温热量。单单有高温而而无足够的的热量，高高温是维持持不住的；单有热量量而无足够够高的温度度，就无法法保证高温温反应的进进行和液态态产品的过过热。高温温是由风口口前焦炭和和喷吹燃料料燃烧所能能达到的温温度来衡量量，现在一一般用理论论燃烧温度度

13、来说明。热热量是由燃燃料燃烧放放出足够的的热来保证证，tc在某种程程度上表征征了这个热热量，因为为持续地保保证tc稳定在所所要求的温温度，说明明热量是充充沛的，否否则tc 将下降降。高炉四大基基本操作制制度高炉四大基基本操作制制度的简单单定义：(1)热制制度，即炉炉缸应具有有的温度与与热量水平平；(2)造渣渣制度，即即根据原料料条件，产产品的品种种质量及冶冶炼对炉渣渣性能的要要求，选择择合适的炉炉渣成分(重点是碱碱度)及软软熔带结构构和软熔造造渣过程；(3)送风风制度，即即在一定冶冶炼条件下下选择适宜宜的鼓风参参数；(4)装料料制度，即即对装料顺顺序、料批批大小和料料线高低的的合理规定定。高炉

14、的强化化程度、冶冶炼的生铁铁品种、原原燃料质量量、高炉炉炉型及设备备状况等是是选定各种种合理操作作制度的根根据。炉况判断和和判断手段段高炉顺行是是达到高产产、优质、低低耗、长寿寿、高效益益的必要条条件。为此此不是选择择好了操作作制度就能能一劳永逸逸的。在实实际生产中中原燃料的的物理性能能、化学成成分经常会会产生波动动，气候条条件的不断断变化，入入炉料的称称量可能发发生误差，操操作失误与与设备故障障也不可能能完全杜绝绝，这些都都会影响炉炉内热状态态和顺行。炉炉况判断就就是判断这这种影响的的程度及顺顺行的趋向向，即炉况况是向凉还还是向热，是是否会影响响顺行，它它们的影响响程度如何何等等。判判断炉况

15、的的手段基本本是两种，一 是直接接观察，如如看入炉原原料外貌，看看出铁、出出渣、风口口情况；二 是利用用高炉数以以千、百计计的检测点点上测得的的信息在仪仪表或计算算机上显示示重要数据据或曲线，例例如风量、风风温、风压压等鼓风参参数，各部部位的温度度、静压力力、料线变变化、透气气性指数变变化，风口口前理论燃燃烧温度、炉炉热指数、炉炉顶煤气CCO2曲线、测测温曲线等等。在现代代高炉上还还装备有各各种预测、控控制模型和和专家系统统，及时给给高炉操作作者以炉况况预报和操操作建议，操操作者必须须结合多种种手段，综综合分析，正正确判断炉炉况。调节炉况的的手段与原原则调节炉况的的目的是控控制其波动动，保持合

16、合理的热制制度与顺行行。选择调调节手段应应根据对炉炉况影响的的大小和经经济效果排排列，将对对炉况影响响小、经济济效果好的的排在前面面，对炉况况影响大，经经济损失较较大的排在在后面。它它们的顺序序是：喷吹燃料风风温(湿度度) 风量量装料制度度焦炭负荷荷净焦等。调调节炉况的的原则，一、要尽早早知道炉况况波动的性性质与幅度度，以便对对症下药；二、要早动动少动，力力争稳定多多因素，调调剂一个影影响小的因因素；三、要了解解各种调剂剂手段集中中发挥作用用所需的时时间，如喷喷吹煤粉，改改变喷吹量量需经34 h才才能集中发发挥作用(这是因为为刚开始增增加喷煤量量时，有一一个降低理理论燃烧温温度的过程程，只有到

17、到因增加煤煤气量，逐逐步增加单单位生铁的的煤气而蓄蓄积热量后后才有提高高炉温的作作用)，调调节风温(湿度)、风风量要快一一些，一般般为1.52 h，改变变装料制度度至少要装装完炉内整整个固体料料段的时间间，而减轻轻焦炭负荷荷与加净焦焦对料柱透透气性的影影响，随焦焦炭加入量量的增加而而增加，但但对热制度度的反映则则属一个冶冶炼周期；四、当炉况况波动大而而发现晚时时，要正确确采取多种种手段同时时进行调节节，以迅速速控制波动动的发展。在在采用多种种手段时，应应注意不要要激化煤气气量与透气气性这一对对矛盾，例例如严重炉炉凉时，除除增加喷煤煤、提高风风温外，还还要减风、减减负荷。即即不能单靠靠增加喷煤煤

18、、提高风风温等增加加炉缸煤气气体积的方方法提高炉炉温，还必必须减少渣渣铁熔化量量和单位时时间煤气体体积及减负负荷改善透透气性，起起到既提高高炉温又不不激化煤气气量与透气气性的矛盾盾，以保持持高炉顺行行。基本制度的的选择热制度和表表示热制度度的指标 热热制度是指指在工艺操操作制度上上控制高炉炉内热状态态的方法的的总称。热热状态是用用热量是否否充沛、炉炉温是否稳稳定来衡量量，即是否否有足够的的热量以满满足冶炼过过程加热炉炉料和各种种物理化学学反应，渣渣铁的熔化化和过热到到要求的温温度。高炉炉生产操作作者特别重重视炉缸的的热状态，因因为决定高高炉热量需需求和燃料料比的是高高炉下部，所所以常用说说明炉

19、缸热热状态的一一些参数作作为热制度度的指标。 传传统的表示示热制度的的指标是两两个。一个个是铁水温温度，正常常生产是在在1350015550 之间波动动，一般为为14500 左右，俗俗称“物理热”。另一个个指标是生生铁含硅量量，因硅全全部是直接接还原，炉炉缸热量越越充足，越越有利于硅硅的还原，生生铁中含硅硅量就高，所所以生铁含含硅量的高高低，在一一定条件下下可以表示示炉缸热量量的高低，俗俗称“化学热”。在工厂厂无直接测测量铁水温温度的仪器器时，生铁铁含硅量成成为表示热热制的常用用指标。在在现代冶炼炼条件下炼炼钢铁的含含Si量应应控制在 0.3 0.5，铁铁水温度不不低于14450 (中小高高炉

20、)11470 (大高炉炉)。 在在现代高炉炉上(包括括300 m3级高炉)都装备有有计算机，并并配以成熟熟的数学模模型、甚至至专家系统统，在热制制度的指标标温度和热热量两个方方面，采用用燃烧带的的理论燃烧烧温度(tt理)和燃烧烧带以外的的焦炭被加加热达到的的温度(ttc也称炉热热指数)，表表示温度状状况，采用用临界热贮贮量(DQ临)表示热热量状况。一一般t理控制在2205023000 ，而tc应达到 (0.770.775) tt理，DQ临应在6330 kJJ/kg(生铁)以以上。影响热制度度的因素 影影响热制度度的因素实实际上就是是影响炉缸缸热状态的的因素。炉炉缸热状态态是由高温温和热量两两个

21、重要因因素合在一一起的高温温热量来表表达的：单单有高温而而没有足够够的热量，高高温是维持持不住的，单单有热量而而没有足够够高的温度度就无法保保证高温反反应的进行行(例如SSi的还原原、炉渣脱脱硫等)，也也不能将渣渣铁过热到到所要求的的温度。高高温是由燃燃料在风口口燃烧带内内热风流股股中燃烧达达到的，tt理是它理论论上最高温温度水平；而热量是是由燃料在在燃烧过程程中放出的的热量来保保证；而加加热焦炭(达到所要要求的温度度tc=(0.70.75) t理)和过热热渣铁(温温度到t渣渣=15550 左右及tt铁水=1445011500 )，还需需要有良好好的热交换换，将高温温煤气热量量传给焦炭炭和渣铁

22、。因因此影响炉炉缸热制度度的因素有有： (1)影响响高温(tt理)方面的的因素，如如风温、富富氧、喷吹吹燃料，鼓鼓风湿度等等； (2)影响响热量消耗耗方面的因因素，如原原料的品位位和冶金性性能，炉内内间接还原原发展程度度等； (3)影响响炉内热交交换的因素素，例如煤煤气流和炉炉料分布与与接触情况况，传热速速率和热流流比W料/W气(水当量量比)等；(4)日常常生产中设设备和操作作管理因素素。如冷却却器是否漏漏水，装料料设备工作作是否正常常，称量是是否准确，操操作是否精精心等。由由于燃料消消耗既影响响高温程度度，又影响响热量供应应，所以生生产上常将将影响燃料料比(或焦焦比)的因因素与高炉炉热状态的

23、的关系联系系起来分析析。在生产中控控制好炉缸缸热状态 炉炉缸热状态态是高炉冶冶炼各种操操作制度的的综合结果果，生产者者根据具体体的冶炼条条件选择与与之相适应应的焦炭负负荷，辅以以相应的装装料制度，送送风制度，造造渣制度来来维持最佳佳热状态。日日常生产中中因某些操操作参数变变化而影响响热状态，影影响程度轻轻时采用喷喷吹量、风风温、风量量的增减来来微调；必必要时则调调负荷；而而严重炉凉凉时，还要要往炉内加加空焦(带带焦炭自身身造渣所需需要的熔剂剂)或净焦焦(不带熔熔剂)。一一般调节的的顺序是：富氧喷吹吹量风温风量装料制制度变动负负荷加空焦焦或净焦。高炉炼铁对对选择造渣渣制度的要要求 选选择造渣制制

24、度主要取取决于原料料条件和冶冶炼铁种，应应尽量满足足以下要求求。(1)在选选择炉料结结构时，应应考虑让初初渣生成较较晚，软熔熔的温度区区间较窄，这这对炉料透透气性有利利，初渣中中FeO含含量也少;(2)炉渣渣在炉缸正正常温度下下应有良好好的流动性性，14000 时黏度小小于1.00 Pas，15500C时时0.20.3 Pas，黏度度转折点不不大于1330011250 。(3)炉渣渣应具有较较大的脱硫硫能力，LLs应在300以上;(4)当冶冶炼不同铁铁种时，炉炉渣应根据据铁种的需需要促进有有益元素的的还原，阻阻止有害元元素进入生生铁;(5)当炉炉渣成分或或温度发生生波动(温温度波动25 ，mC

25、aaO/mSSiO2波动0.5)时，能够够保持比较较稳定的物物理性能;(6)炉渣渣中的MggO含量有有利于降低低炉渣的黏黏度和脱硫硫。在A112O3不高时，其其含量应在在7110，在在A12O3高时含量量可提高到到12 。利用不同炉炉渣的性能能满足生产产需要 通通常是利用用改变炉渣渣成分包括括碱度来满满足生产中中的下列需需要：(1) 因因炉渣碱度度过高而炉炉缸产生堆堆积时，可可用比正常常碱度低的的酸性渣去去清洗。若若高炉下部部有黏结物物或炉缸堆堆积严重时时，可以加加入萤石(CaF22)，以降降低炉渣黏黏度和熔化化温度，清清洗下部黏黏结物。(2) 根根据不同铁铁种的需要要利用炉渣渣成分促进进或抑

26、制硅硅、锰还原原。当冶炼炼硅铁、铸铸造铁时，需需要促进硅硅的还原，应应选择较低低的炉渣碱碱度；但冶冶炼炼钢铁铁时，既要要控制硅的的还原，又又要较高的的铁水温度度，因此，宜宜选择较高高的炉渣碱碱度。若冶冶炼锰铁，因因MnO易易形成MnnSiO33转入炉渣渣，而从MMnSiOO3中还原锰锰比由MnnO还原锰锰困难，并并要多消耗耗585.47 kkJ/kgg热量，如如提高渣碱碱度用CaaO置换渣渣中MnOO，对锰还还原有利，还还可降低热热量消耗。各各铁种的炉炉渣碱度一一般如下： 铁 种 硅硅 铁 铸造铁 炼钢铁铁mCaO/mSiOO2 0.60.9 0.881.005 1.0051.2(3)利用用炉

27、渣成分分脱除有害害杂质。当当矿石含碱碱金属(钾钾、钠)较较高时，为为了减少碱碱金属在炉炉内循环富富集的危害害，需要选选用熔化温温度较低的的酸性炉渣渣。相反，若若炉料含硫硫较高时，需需提高炉渣渣碱度，以以利脱硫。如如果单纯增增加CaOO来提高炉炉渣碱度，虽虽然CaOO与硫的结结合力提高高了，可是是炉渣黏度度增加、铁铁中硫的扩扩散速度降降低，不仅仅不能很好好地脱硫，还还会影响高高炉顺行；特别是当当渣中MggO含量低低时，增加加CaO含含量对黏度度等炉渣性性能影响更更大。因此此，应适当当增加渣中中MgO含含量，提高高三元碱度度m(CaaO+MggO)/mmSiO22以增加脱脱硫能力。虽然从热力力学的

28、观点点看，MggO的脱硫硫能力比CCaO弱，但但在一定范范围内MggO能改善善脱硫的动动力学条件件，因而脱脱硫效果很很好。首钢钢曾做过将将MgO含含量由4.31提提高到166.76的试验，得得到氧化镁镁与氧化钙钙对脱硫能能力的比值值是0.8891.15，MMgO含量量以7 12 为好。送风制度和和它的何重重要性送风制度是是指在一定定的冶炼条条件下选定定合适的鼓鼓风参数和和风口进风风状态，以以形成一定定深度的回回旋区，达达到原始煤煤气分布合合理、炉缸缸圆周工作作均匀活跃跃、热量充充足。送风风制度稳定定是煤气流流稳定的前前提，是保保证高炉稳稳定顺行、高高产、优质质、低耗的的重要条件件，由于炉炉缸燃

29、烧带带在高炉炼炼铁中的重重要性决定定了选择合合理送风制制度的重要要作用。送送风制度包包括风量、风风温、风压压、风中含含氧、湿分分、喷吹燃燃料以及风风口直径、风风口倾斜角角度和风口口伸入炉内内长度等参参数，由此此确定两个个重要参数数：风速和和鼓风动能能。根据炉炉况变化对对上述各种种参数进行行的调节常常被称作下下部调节。风速和鼓风风动能的选选择生产实践表表明，不同同高炉有其其与冶炼条条件和炉缸缸直径或炉炉容相对应应的合适风风速和鼓风风动能。过过小的风速速和鼓风动动能会造成成炉缸不活活跃，初始始煤气分布布偏向边缘缘；而过大大的风速和和鼓风动能能易形成顺顺时针(向向风口下方方)方向的的涡流，造造成风口

30、下下方堆积(见图1风风口下方黑黑色死角)而使风口口下端烧坏坏。图1 风风口风速和和鼓风动能能对燃烧带带和回旋区区的影响1、2鼓鼓风动能过过小，无回回旋区的层层状燃烧；3、5、66一有回旋旋区的燃烧烧带；4、77、8一鼓鼓风动能过过大出现顺顺时针方向向涡流合适的风速速和鼓风动动能的选择择(1)用经经验式估算算。许多高高炉工作者者对风速和和鼓风动能能与高炉炉炉容和炉缸缸直径的关关系做了研研究，得出出不同的经经验式和图图表(表11和图2)，例如VVu=10000 m33级及其以以下高炉有有 表1 炉炉缸直径dd缸与风速速和鼓风动动能的关系系(冶炼强强度0.991.22)高炉容积/m310030060

31、0100015002000250030004000炉缸直径/m 2.94.76.07.28.69.811.011.813.5鼓风动能/kJs-11530254035504060507060807010090110110140风速/mss-190120100150100180100200120200150220160250200250200280图2 炉炉缸直径与与鼓风动能能的关系(2)控制制好合适的的回旋区或或燃烧带。每每座操作高高炉都有与与其炉缸直直径和冶炼炼条件相对对应的回旋旋区深度，以以保持炉缸缸圆周上和和径向上煤煤气流和温温度分布合合理。现在在常采用回回旋区环圈圈面积与炉炉缸面积的的比

32、值来来判断回旋旋区深度的的适宜性， (上式中LL回为回旋区区长度，mm)。不同同炉缸直径径时的A回回/A缸值和适宜宜的回旋区区深度列于于表2。表2 不不同炉缸直直径的A回回/A缸和回旋区区深度炉缸直径/m4.75.66.16.87.28.89.810.311.612.513.4回旋区深度度m 0.74880.95000.901.11881.03331.361.30221.291.451.701.88A回/A缸缸0.55660.56330.50330.54770.50880.520.460.450.43880.470.48而n值与炉炉缸直径的的关系和与与燃料比的的关系示于于图3。an与炉炉缸直径

33、关关系； bnn与燃料比比关系图3 nn=A回/A缸与炉缸直直径和燃料料比的关系系n的实质是是将炉缸各各风口的循循环区看作作一个连接接在一起而而形成的环环圈，分子子实际上是是代表这个个循环区环环圈的面积积，分母是是代表炉缸缸截面积，nn值就是这这两个面积积比A循环环/A缸 由n与与燃料比的的关系可以以得到大型型高炉的nn值应选在在0.5左左右。但是是中小型高高炉的H/D比大型型高炉的值值要大，也也就是炉缸缸面积相对对小些，因因此n值宜宜选大些，例例如3000m3级以以下高炉，nn值应在00.600.65为为宜。回旋区长度度可通过经经验式计算算，我国宝宝钢的经验验式为： L回回=0.8880.2

34、9 104E0.37 1103Y，K/n式中 E鼓风动能能，kgm/s；Y喷油油量，L/h；K系数，喷喷煤时，将将喷油折算算成喷煤用用；n风风口个数。还有下列计计算式可供供参考： LL0.442400.0688d0.003dd2 LL=1222.26+3.29910-1E2.44 110-5E2(3)充分分考虑风速速、鼓风动动能与冶炼炼强度、原原燃料质量量、鼓风富富氧、喷吹吹燃料等的的关系，调调整生产中中的鼓风动动能达到适适宜范围。表表1和表22以及图22、图3介介绍的都是是经验值，而而且有一个个数值范围围，需要结结合具体生生产条件加加以调整，总总的调整原原则是：凡凡是遇减少少煤气体积积、改善

35、透透气性和增增加煤气扩扩散能力的的因素就需需提高风速速和鼓风动动能；相反反则需降低低风速和鼓鼓风动能。冶炼强度与与鼓风动能能的关系生产实践证证明，在相相似的冶炼炼条件下，鼓鼓风动能随随冶炼强度度的提高而而降低，并并形成双曲曲线关系，见见图4。这这是因为随随冶炼强度度的提高，风风量增加，风风口前煤气气量加大，回回旋区扩大大为维持适适宜的回旋旋区长度以以保持合理理的煤气流流分布，并并应扩大风风口，降低低风速和鼓鼓风动能。图 4 鼓风动能能与冶炼强强度的关系系入炉原料质质量与鼓风风动能的关关系评价原料质质量好坏的的内容很多多，经常使使用的主要要评价指标标之一有矿矿石含铁量量、含粉率率(小于55 mm

36、)和高温冶冶金性能等等，这些指指标都对料料柱透气性性有很大影影响。长期期生产实践践证明，原原料含铁量量高、渣量量少、粒度度均匀、含含粉率低，高高温冶金性性能好能适适应较大的的风速与鼓鼓风动能。而而且相比之之下，含粉粉率高的不不利影响更更为明显，这这是因含铁铁量低时需需增加单位位生铁的焦焦炭消耗量量，焦炭的的透气性好好，可以减减轻含铁量量低渣量大大对炉料透透气性的不不利影响，见见图5和图图6。图5 矿石石入炉品位位对鼓风多多年及冶炼炼强度的影影响图6 梅梅山高炉烧烧结矿小于于5 mmm粉末含量量与鼓风动动能的关系系喷吹燃料与与鼓风动能能的关系高炉喷吹燃燃料代替部部分焦炭，必必然增加焦焦炭负荷，料

37、料柱内矿石石量增加，焦焦炭量减少少料柱透气气性越差，加加上部分喷喷吹燃料在在直吹管内内就燃烧，增增大了风口口出口处的的混合气体体量(部分分燃料燃烧烧形成的煤煤气与鼓风风的混合气气体)，而而且喷吹燃燃料的挥发发分高，燃燃烧形成的的煤气量也也大，所以以，在其他他条件相似似时，喷吹吹量在1000 kgg左右时的的风速、鼓鼓风动能都都应比不喷喷吹燃料时时低一些(图7)。图7 喷喷煤对鼓风风动能的影影响(小于于150 kg/tt) 近近年来随着着精料技术术的进步和和大喷煤量量(18002200 kg/t生铁)的实现，出出现了相反反的现象，即即大喷煤量量下边缘气气流发展了了，中心打打不开，需需要用中心心加

38、焦、缩缩小风口以以增大风速速等手段来来发展中心心。因此，喷喷煤量大时时，风速和和鼓风动能能的变化应应根据实际际情况决定定。富氧鼓风与与鼓风动能能的关系高炉采用富富氧鼓风时时，由于风风中含氧量量提高，同同等冶炼强强度所需要要的空气体体积减少(主要是氮氮气减少)，使生成成的煤气量量也减少，所所以，要求求富氧时的的风速、鼓鼓风动能比比不富氧时时高一些，见见图8。图8 喷喷煤对富氧氧率对鼓风风动能及冶冶炼强度的的影响冶炼不同铁铁种与鼓风风动能的关关系同一高炉在在相似条件件下，由于于冶炼不同同铁种，单单位生铁所所生成的煤煤气量是不不同的，所所以与之相相适应的风风速和鼓风风动能也不不同。如冶冶炼铸造铁铁比

39、冶炼炼炼钢铁的燃燃料比高，煤煤气量多，炉炉缸热度高高。因此，冶冶炼铸造铁铁时的风速速和鼓风动动能应低于于冶炼炼钢钢铁，见图图9。图9 不不同铁种对对鼓风动能能及冶炼强强度的影响响风口长短与与鼓风动能能的关系所谓风口长长短，是指指风口伸人人炉缸内部部的长短。伸伸人炉缸内内较长的风风口，易使使风口前的的回旋区向向炉缸中心心推移，等等于相对缩缩小炉缸直直径，所以以它比伸人人炉缸内短短的风口的的风速和鼓鼓风动能应应小一些。一一般长风口口适用于低低冶炼强度度或炉墙侵侵蚀严重、边边缘煤气容容易发展的的高炉，见见图10。风口数目与与鼓风动能能的关系在高炉容积积、炉缸直直径相似的的情况下，一一般是风口口数目越

40、多多，鼓风动动能越低，但但风速越高高。从鼓风风动能的计计算公式可可知当冶炼炼强度一定定时，风量量(Q)也也一定，则则风口数目目(n)越越多，鼓风风动能(EE)必然降降低见图111。图10 风口长度度对鼓风动动能及冶炼炼强度的影影响图11 风口数目目对鼓风动动能及冶炼炼强度的影影响合适的鼓风风动能的波波幅范围一定条件下下合适的鼓鼓风动能不不是一个定定值，因鼓鼓风动能与与风量是三三次方的关关系，微小小的风量波波动就会造造成较大的的鼓风动能能波动。允允许的正常常波动范围围，随高炉炉容积大小小而变，一一般波幅在在20左左右，10000 mm3以上的高高炉动能波波幅约为110 kJJ/s，而而且这个允允

41、许波幅的的大小与原原料质量等等影响炉料料透气性的的因素有关关，原料含含铁量低、含含粉末率高高、透气性性差时，容容易破坏顺顺行，允许许鼓风动能能的波幅小小，相反，炉炉料透气性性好时，允允许鼓风动动能波幅大大些，有时时高达20000 kkgm/s。确定合适的的风口直径径选择合适鼓鼓风动能的的目的就是是为了确定定风口直径径的大小。如如前所述鼓鼓风动能与与9个因素素有关，而而其中的固固定因素(炉型、炉炉缸直径、风风口数目等等)对鼓风风动能的影影响也是固固定的；在在变动因素素中，对鼓鼓风动能，也也是对风口口直径影响响最直接的的是冶炼强强度、鼓风风压力、风风温等送风风参数。上上面还讲到到合适的鼓鼓风动能有

42、有一个允许许的波幅，为为了不因少少量风量变变动就调整整风口直径径，在计算算风口直径径时，以选选择其上限限为宜，其其计算公式式是：式中 S每个风口口的平均截截面积，mm2；t送送风温度，；P送风压压力，kggf/cmm2(1kggf/cmm2=0.11 Mpaa)；n风口数目目，个；E鼓风动动能，kggfm/s(1kgffm=100 J)；K每昼夜夜燃烧的燃燃料量，tt/d。风口前理论论燃烧温度度在高炉冶冶炼中的和和计算的方方法高炉的热量量几乎全部部来自风口口前燃料燃燃烧和鼓风风带入的物物理热，风风口前燃烧烧带热状态态的主要标标志就是理理论燃烧温温度。它的的高低不仅仅决定了炉炉缸的热状状态，而且

43、且由于它决决定煤气温温度，因而而也对炉料料传热、还还原、造渣渣、脱硫以以及铁水温温度、化学学成分等产产生重大影影响。在喷喷吹燃料的的情况下，理理论燃烧温温度低于界界限值后，还还会使燃料料的置换比比下降，燃燃料消耗升升高，甚至至使炉况恶恶化。所以以，风口前前理论燃烧烧温度是炉炉缸热状态态的一个重重要指标。理论燃烧温温度可通过过计算公式式(热力学学的平衡)，也可用用经验公式式求得。下下面介绍几几个国内外外厂家的经经验公式供供参：日本君津厂厂： t理理=15559+0.839 t+4.972OO2-4.9972W油油-6.0033WHH2O日本中山厂厂： t理理=15773+0.818 t+4.86

44、6OO2-4.9972W油油-5.7775WHH2O澳大利亚BBHP厂： t理理=15770+0.808 t+4.372 O2-4.44W油-5.885WH22O-(22.372.755)W煤首钢一高炉炉： t理理=15663+0.79388 t+440.3 O2-2.00W煤以上各式中中 t热风温度度，；O2国外外为每10000 mm3鼓风中的的富氧量，mm3；首钢高炉炉为富氧率率，；W油每11000 m3鼓风中喷喷吹的重油油量，kgg；W煤每11000 m3鼓风中喷喷吹的煤粉粉量，kgg； WWH2O鼓风湿度度，g/mm3。以上各厂的的经验公式式都是在其其具体生产产条件下通通过长期资资料积

45、累和和归纳得出出的，它们们适用于各各厂自己的的条件，在在应用时要要注意生产产条件的差差别，尤其其我国的生生产条件与与国外差别别较大，直直接应用会会出现较大大的误差，例例如某厂在在喷煤时应应用日本的的经验公式式算得t理理只有19900 ，远低于于实际生产产中的t理理，通过理理论计算的的公式计算算出的t理理在21550 左右，与与实际基本本相符。对对比首钢高高炉的经验验公式与日日本、澳大大利亚各厂厂的经验公公式也能看看出冶炼条条件不同造造成t理的差别。要求圆周进进风均匀的的意义炉缸工作良良好，不仅仅要求煤气气流径向分分布合理，也也要求圆周周气流分布布均匀。长长时间圆周周工作不均均匀会出现现炉型部分

46、分侵蚀，破破坏正常的的工作剖面面。影响圆圆周工作不不均匀的原原因主要是是风口进风风不匀，如如首钢3号号高炉1997011972年年之间，铁铁口上方风风口长期堵堵塞，此风风口上方的的炉墙就结结厚。另外外，不均匀匀喷吹燃料料，也会影影响圆周工工作。如首首钢试验高高炉有4个个风口，其其中两个风风口喷煤粉粉，另两个个不喷，不不喷煤的风风口由于风风口前理论论燃烧温度度高，经测测定炉腹平平面的焦炭炭分别达到到16555、16880；而喷煤煤的风口，理理论燃烧温温度低一些些，同一炉炉腹平面的的焦炭温度度只有14420 、12550 。这种圆圆周工作的的不均匀必必然导致上上部矿石预预还原程度度不均匀，从从而破坏炉炉缸工作的的均匀与稳稳定。现在在，一般操操作稳定顺顺行，生产产指标好的的高炉，各各风口前理理论燃烧温温度相差不不大于500。利用直观现现氮与仪表表判断送风风制度的合合理性 判判断送风制制度是否合合理除了计计算风速、鼓鼓风动能、理理论燃烧温温度、测量量回旋区深深度外，还还可通过直直观现象与与有关仪表表的反映进进行判断。表表3列出了了长期生产产实践中积积累分析风风速和鼓风风动能过大大、过小的的经验。