【文章內(nèi)容簡介】 的鼓風(fēng)動(dòng)能隨爐容的擴(kuò)大而增加。爐容相近，矮胖多風(fēng)口高爐鼓風(fēng)動(dòng)能相應(yīng)增加。鼓風(fēng)動(dòng)能是否合適的直觀表象見表4—2。表4—2 鼓風(fēng)動(dòng)能變化對(duì)有關(guān)參數(shù)的影響風(fēng)口前焦炭和噴吹燃料燃燒所能達(dá)到的最高絕熱溫度，即假定風(fēng)口前燃料燃燒放出的熱量全部用來加熱燃燒產(chǎn)物時(shí)所能達(dá)到的最高溫度，叫風(fēng)口前理論燃燒溫度。理論燃燒溫度的高低不僅決定了爐缸的熱狀態(tài)，而且決定爐缸煤氣溫度，對(duì)爐料加熱和還原以及渣鐵溫度和成分、脫硫等產(chǎn)生重大影響。適宜的理論燃燒溫度，應(yīng)能滿足高爐正常冶煉所需的爐缸溫度和熱量，保證渣鐵的充分加熱和還原反應(yīng)的順利進(jìn)行。理論燃燒溫度過高，高爐壓差升高，爐況不順。理論燃燒溫度過低，渣鐵溫度不足，爐況不順，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致風(fēng)口灌渣，甚至爐冷事故。理論燃燒溫度提高，渣鐵溫度相應(yīng)提高，見圖4—1。 圖4—1 理論燃燒溫度t理與鐵水溫度的關(guān)系大高爐爐缸直徑大，爐缸中心溫度低，為維持其透氣性和透液性，應(yīng)采用較高的理論燃燒溫度，見圖4—2。 圖4—2 爐容與理論燃燒溫度t理的關(guān)系影響理論燃燒溫度的因素◆鼓風(fēng)溫度鼓風(fēng)溫度升高，則帶入爐缸的物理熱增加，從而使t理升高。一般每177。100℃風(fēng)溫可影響理論燃燒溫度177。80℃?！艄娘L(fēng)濕分由于水分分解吸熱，鼓風(fēng)濕分增加，t理降低。鼓風(fēng)中177。1g／m3濕分，風(fēng)溫干9℃?！艄娘L(fēng)富氧率鼓風(fēng)富氧率提高，N2含量降低，從而使t理升高。鼓風(fēng)含氧量177。l％，風(fēng)溫177。35～45℃◆噴吹燃料高爐噴吹燃料后，噴吹物的加熱、分解和裂化使t理降低。各種燃料的分解熱不同，對(duì)t理的影響也不同。對(duì)t理影響的順序?yàn)樘烊粴?、重油、煙煤、無煙煤，噴吹天然氣時(shí)t理降低幅度最大。每噴吹10kg煤粉t理降低20～30℃，無煙煤為下限，煙煤為上限?！麸L(fēng)量增加風(fēng)量，綜合冶煉強(qiáng)度提高。在燃料比降低或燃料比維持不變的情況下，風(fēng)量增加，下料速度加快，生鐵產(chǎn)量增加。料速超過正常規(guī)定應(yīng)及時(shí)減少風(fēng)量。當(dāng)高爐出現(xiàn)懸料、崩料或低料線時(shí)，要及時(shí)減風(fēng)，并一次減到所需水平。渣鐵未出凈時(shí)，減風(fēng)應(yīng)密切注意風(fēng)口狀況，防止風(fēng)口灌渣。當(dāng)爐況轉(zhuǎn)順，需要加風(fēng)時(shí)，不能一次到位，防止高爐順行破壞。兩次加風(fēng)應(yīng)有一定的時(shí)間間隔?！麸L(fēng)溫提高風(fēng)溫可大幅度地降低焦比。提高風(fēng)溫能增加鼓風(fēng)動(dòng)能，提高爐缸溫度活躍爐缸工作，促進(jìn)煤氣流初始分布合理，改善噴吹燃料的效果。在噴吹燃料情況下，一般不使用風(fēng)溫調(diào)節(jié)爐況，而是將風(fēng)溫固定在較高水平上，通過噴吹量的增減來調(diào)節(jié)爐溫。當(dāng)爐熱難行需要撤風(fēng)溫時(shí)，幅度要大些，一次撤到高爐需要的水平；爐況恢復(fù)時(shí)逐漸將風(fēng)溫提高到需要的水平，提高風(fēng)溫速度不超過50℃／h。在操作過程中，應(yīng)保持風(fēng)溫穩(wěn)定，換爐前后風(fēng)溫波動(dòng)應(yīng)小于30℃◆風(fēng)壓風(fēng)壓直接反映爐內(nèi)煤氣與料柱透氣性的適應(yīng)情況。◆鼓風(fēng)濕分鼓風(fēng)中濕分增加lg／m3，相當(dāng)于風(fēng)溫降低9℃，但水分分解出的氫在爐內(nèi)參加還原反應(yīng)，又放出相當(dāng)于3℃風(fēng)溫的熱量。加濕鼓風(fēng)需要熱補(bǔ)償，對(duì)降低焦比不利。◆噴吹燃料噴吹燃料在熱能和化學(xué)能方面可以取代焦炭的作用。把單位燃料能替換焦炭的數(shù)量稱為置換比。隨著噴吹量的增加，置換比逐漸降低，對(duì)高爐冶煉會(huì)帶來不利影響。提高置換比措施有提高風(fēng)溫給予熱補(bǔ)償、提高燃燒率、改善原料條件以及選用合適的操作制度。噴吹燃料具有“熱滯后性”。即噴吹燃料進(jìn)入風(fēng)口后，爐溫的變化要經(jīng)過一段時(shí)間才能反映出來，這種爐溫變化滯后于噴吹量變化的特性稱為“熱滯后性”。熱滯后時(shí)間大約為冶煉周期的70％，熱滯后性隨爐容、冶煉強(qiáng)度、噴吹量等不同而不同。用噴吹量調(diào)節(jié)爐溫時(shí)，要注意爐溫的趨勢，根據(jù)熱滯后時(shí)間，做到早調(diào)，調(diào)劑量準(zhǔn)確。◆富氧鼓風(fēng)富氧后能夠提高冶煉強(qiáng)度，增加產(chǎn)量。富氧鼓風(fēng)能提高風(fēng)口前理論燃燒溫度，有利于提高爐缸溫度，補(bǔ)償噴煤引起的理論燃燒溫度的下降。增加鼓風(fēng)含氧量，有利于改善噴吹燃料的燃燒。富氧鼓風(fēng)使煤氣中N2含量減少，爐腹CO濃度相對(duì)增加，有利于間接反應(yīng)進(jìn)行；同時(shí)爐頂煤氣熱值提高，有利于熱風(fēng)爐的燃燒，為提高風(fēng)溫創(chuàng)造條件。富氧鼓風(fēng)只有在爐況順行的情況下才能進(jìn)行。在大噴吹情況下，高爐停止噴煤或大幅度減少煤量時(shí)，應(yīng)及時(shí)減氧或停氧。三．裝料制度爐料裝入爐內(nèi)的方式方法的有關(guān)規(guī)定，包括裝入順序、裝入方法、旋轉(zhuǎn)溜槽傾角、料線和批重等。鐘式爐頂裝料設(shè)備和無鐘爐頂裝料設(shè)備?！粞b料設(shè)備類型(主要分鐘式爐頂和布料器，無鐘爐頂)和結(jié)構(gòu)尺寸(如大鐘傾角、下降速度、邊緣伸出料斗外長度，旋轉(zhuǎn)溜槽長度等)。大鐘傾角愈大，爐料愈布向中心。現(xiàn)在高爐大鐘傾角多為50176?！?3176。大鐘下降速度和爐料滑落速度相等時(shí)，大鐘行程大，布料有疏松邊緣的趨勢。大鐘下降進(jìn)度大于爐料滑落速度時(shí)，大鐘行程的大小對(duì)布料無明顯影響。大鐘下降速度小于爐料滑落速度時(shí)，大鐘行程大有加重邊緣的趨勢。大鐘邊緣伸出料斗外的長度愈大，爐料愈易布向爐墻?！魻t喉間隙。爐喉間隙愈大，爐料堆尖距爐墻越遠(yuǎn)；反之則愈近。批重較大，爐喉間隙小的高爐，總是形成“V”形料面。只有爐喉間隙較大，或采用可調(diào)爐喉板，方能形成“倒W”形料面?！魻t料自身特性(粒度、堆角、堆密度、形狀等)?！粜D(zhuǎn)溜槽傾角、轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)角。◆活動(dòng)爐喉位置。◆料線高度?！魻t料裝入順序?！襞亍！裘簹饬魉??！舻V石對(duì)焦炭的推擠作用。礦石落入爐內(nèi)時(shí)，對(duì)其下的焦炭層產(chǎn)生推擠作用，使焦炭產(chǎn)生徑向遷移。礦石落點(diǎn)附近的焦炭層厚度減薄，礦石層自身厚度則增厚；但爐喉中心區(qū)焦炭層卻增厚，礦石層厚度隨之減薄。大型高爐爐喉直徑大，推向中心的焦炭阻擋礦石布向中心的現(xiàn)象更為嚴(yán)重，以致中心出現(xiàn)無礦區(qū)?！舨煌b入順序?qū)饬鞣植嫉挠绊憽t料落入爐內(nèi)，從堆尖兩側(cè)按一定角度形成斜面。堆尖位置與料線、批重、爐料粒度、密度和堆角以及煤氣速度有關(guān)。先裝入礦石加重邊緣，先加入焦炭則發(fā)展邊緣。無料鐘布料特征◆焦炭平臺(tái)：高爐通過旋轉(zhuǎn)溜槽進(jìn)行多環(huán)布料，易形成一個(gè)焦炭平臺(tái)，即料面由平臺(tái)和漏斗組成，通過平臺(tái)形式調(diào)整中心焦炭和礦石量。平臺(tái)小，漏斗深，料面不穩(wěn)定。平臺(tái)大，漏斗淺，中心氣流受抑制◆采用多環(huán)布料，形成數(shù)個(gè)堆尖，小粒度爐料有較寬的范圍，主要集中在堆尖附近。在中心方向，由于滾動(dòng)作用，大粒度居多?！魺o料鐘高爐旋轉(zhuǎn)滑槽布料時(shí)，料流小而面寬，布料時(shí)間長，礦石對(duì)焦炭的推移作用小，焦炭料面被改動(dòng)的程度輕，平臺(tái)范圍內(nèi)的O／C比穩(wěn)定，層狀比較清晰，有利于穩(wěn)定邊緣氣流。布料方式◆單環(huán)布料。溜槽只在一個(gè)預(yù)定角度做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其控制較為簡單，調(diào)節(jié)手段相當(dāng)靈活，大鐘布料是固定的角度，旋轉(zhuǎn)溜槽傾角可任意選定，溜槽傾角α越大爐料越布向邊緣。當(dāng)αCαO時(shí)邊緣焦炭增多，發(fā)展邊緣。當(dāng)αOαC時(shí)邊緣礦石增多，加重邊緣?！袈菪剂?。從一個(gè)固定角位出發(fā)，爐料以定中形式在進(jìn)行螺旋式的旋轉(zhuǎn)布料。每批料分成一定份數(shù)，每個(gè)傾角上份數(shù)根據(jù)氣流分布情況決定。如發(fā)展邊緣氣流，可增加高傾角位置焦炭分?jǐn)?shù)，或減少高傾角位置礦石份數(shù)，否則相反。每環(huán)布料份數(shù)可任意調(diào)整，使煤氣流合理分布?！羯刃尾剂?。可在6個(gè)預(yù)選水平旋轉(zhuǎn)角度中選擇任意兩個(gè)角度，重復(fù)進(jìn)行布料。 可預(yù)選的角度有0176。、60176。、l20176。、l80176。、240176。、300176。 這種布料方式為手動(dòng)操作，只適用于處理煤氣流分布失常，且時(shí)間不宜太長?！舳c(diǎn)布料?？稍?1個(gè)傾角位置中任意角度進(jìn)行布料。這種布料方式手動(dòng)進(jìn)行，其作用是堵塞煤氣管道行程。無鐘爐頂?shù)倪\(yùn)用運(yùn)用要求：◆焦炭平臺(tái)是根本性的，一般情況下不作調(diào)節(jié)對(duì)象；◆高爐中間和中心的礦石在焦炭平臺(tái)邊緣附近落下為好；◆漏斗內(nèi)用少量的焦炭來穩(wěn)定中心氣流。運(yùn)用要求的控制：正確地選擇布料的環(huán)位和每個(gè)環(huán)位上的布料份數(shù)。環(huán)位和份數(shù)變更對(duì)氣流的影響如表4—3所示。表4—3環(huán)位和份數(shù)對(duì)氣流分布影響表中可知，從l～6對(duì)布料的影響程度逐漸減小，2變動(dòng)幅度太大，一般不宜采用。6變動(dòng)幅度較小，可作為日常調(diào)節(jié)使用。無鐘爐頂和鐘式爐頂布料的區(qū)別無鐘爐頂和鐘式爐頂布料的區(qū)別如表4—4所示。表4—4無鐘爐頂和鐘式爐頂布料的區(qū)別批重對(duì)爐喉爐料分布的影響批重變化時(shí)，爐料在爐喉的分布變化如圖4—3所示。圖4—3 批重對(duì)爐喉分布的影響◆當(dāng)y0=0，即批重剛好使中心無礦區(qū)的半徑為0，令此時(shí)的批重W=W0，稱為臨界批重。◆如批重WW0，隨著批重增加，中心y0增厚，邊緣yB也增厚，爐料分布趨向均勻，邊緣和中心都加重。◆如批重WW0，隨著批重減小，不僅中心無礦區(qū)半徑增大，邊緣yB也減薄，甚至出現(xiàn)邊緣和中心兩空的局面。◆當(dāng)n=d／2時(shí)，即堆尖移至爐墻，W減小則中心減輕；若WW0后繼續(xù)減小，爐料仍將落至邊緣。 給批重W0和△W以一定值，可算出yB、y0和yG，即邊緣、中心和堆尖處的料層厚度。yB／y0、yG／y0和W0+N△W的關(guān)系構(gòu)成的爐料批重特征曲線圖4—4。W0+N△W圖4—4 爐料批重的特征曲線曲線有3個(gè)區(qū)間：激變區(qū)、緩變區(qū)和微變區(qū)，其意義如下：◆批重值在激變區(qū)時(shí)，批重波動(dòng)對(duì)布料影響較大，邊緣和中心的負(fù)荷變化劇烈，正常生產(chǎn)不宜選用此種批重?！粼虾茫O(shè)備和操作水平高時(shí)，批重可選在微變區(qū)，此區(qū)爐料分布和氣流分布都穩(wěn)定，順行和煤氣利用較好；但增減批重來調(diào)劑氣流的作用減弱?！羧魻t料粉末較多，料柱透氣性較差，為防止微變區(qū)批重，宜選用緩變區(qū)批重，其增減對(duì)布料的影響介于上述兩者之間。少許波動(dòng)不致引起氣流較大變化，適當(dāng)改變批重又可調(diào)節(jié)氣流分布。批重決定爐內(nèi)料層的厚度。批重越大，料層越厚，軟熔帶焦層厚度越大；此外料柱的層數(shù)減少，界面效應(yīng)減小，利于改善透氣性。但批重?cái)U(kuò)大不僅增大中心氣流阻力，也增大邊緣氣流的阻力，所以一般隨批重?cái)U(kuò)大壓差有所升高。批重的選擇確定微變區(qū)批重值應(yīng)注意爐料含粉末(5mm)量，粉末含量越少批重可以越大。粉末含量多時(shí)，可在緩變區(qū)靠近微變區(qū)側(cè)選擇操作批重。大中型高爐適宜焦批厚度0．45～0．50m，礦批厚度0．4～0．45m，隨著噴吹物的增加焦批與礦批已互相接近。影響批重的因素◆爐容。爐容越大，爐喉直徑也越大，批重應(yīng)相應(yīng)增加?！粼剂稀Ｔ剂掀肺辉礁?，粉末越少，則爐料透氣性越好，批重可適當(dāng)擴(kuò)大。◆冶煉強(qiáng)度。隨冶煉強(qiáng)度提高，風(fēng)量增加，中心氣流加大，需適當(dāng)擴(kuò)大批重，以抑制中心氣流?！魢姶盗?。當(dāng)冶煉強(qiáng)度不變，高爐噴吹燃料時(shí)，由于噴吹物在風(fēng)口內(nèi)燃燒，爐缸煤氣體積和爐腹煤氣速度增加，促使中心氣流發(fā)展，需適當(dāng)擴(kuò)大批重，抑制中心氣流。隨著冶煉條件的變化，噴吹量增加，中心氣流不易發(fā)展，邊緣氣流反而發(fā)展，這時(shí)則不能加大批重。煤氣對(duì)爐料的浮力的增長與煤氣速度的平方成正比。煤氣浮力對(duì)不同粒度爐料的影響不同，在一般冶煉條件下，煤氣浮力只相當(dāng)于直徑19mm粒度礦石重量的5％～8％，相當(dāng)于10mm焦炭重量的1％～2％，但煤氣浮力P與爐料重量Q的比值(P／Q)因粒度縮小而迅速升高，對(duì)于小于5mm爐料的影響不容忽視?！?，一般冶煉強(qiáng)度的煤氣速度很容易達(dá)到4～8m／s，～2mm的礦粉和l～3mm的焦粉吹出料層。煤氣離開料層進(jìn)入空區(qū)后速度驟降，攜帶的粉料又落至料面，如果邊緣氣流較強(qiáng)，則粉末落向中心，若中心氣流較強(qiáng)則落向邊緣。由于氣流浮力將產(chǎn)生爐料在爐喉落下時(shí)出現(xiàn)分級(jí)的現(xiàn)象；冶煉強(qiáng)度較大時(shí)，小于5mm爐料的落點(diǎn)較大于5mm爐料的落點(diǎn)向邊緣外移。使用含粉較多的爐料，以較高冶煉強(qiáng)度操作時(shí)，必須保持使粉末集中于既不靠近爐墻，也不靠近中心的中間環(huán)形帶內(nèi)，以保持兩條煤氣通路和高爐順行；否則無論是只發(fā)展中心或只發(fā)展邊緣，都避免不了粉末形成局部堵塞現(xiàn)象，導(dǎo)致爐況失常。由于煤氣速度對(duì)布料的影響，日常操作中使?fàn)t喉煤氣體積發(fā)生變化的原因(如改變冶煉強(qiáng)度、富氧鼓風(fēng)、改變爐頂壓力等)，都會(huì)影響爐料分布?！袅暇€深度鐘式高爐大鐘全開時(shí)，大鐘下沿為料線的零位。無料鐘高爐料線零位在爐喉鋼磚上沿。零位到料面間距離為料線深度。一般高爐正常料線深度為1．5～2．0m?！袅暇€對(duì)氣流分布的影響大鐘開啟時(shí)爐料堆尖靠近爐墻的位置，稱為碰點(diǎn)，此處邊緣最重。在碰點(diǎn)之上，提高料線，布料堆尖遠(yuǎn)離墻，則發(fā)展邊緣；降低料線，堆尖接近邊緣，則加重邊緣。料線在碰點(diǎn)以下時(shí)，爐料先撞擊爐墻。然后反彈落下，礦石對(duì)焦炭的沖擊作用增大，強(qiáng)度差的爐料撞碎，使布料層紊亂，氣流分布失去控制。碰點(diǎn)的位置與爐料性質(zhì)、爐喉問隙及大鐘邊緣伸出漏斗的長度有關(guān)?！袅厦娑呀菭t內(nèi)實(shí)測的堆角變化規(guī)律：①爐容越大，爐料的堆角越大，但都小于其自然堆角。②在碰點(diǎn)以上，料線越深，堆角越小。③焦炭堆角大于礦石堆角。④生產(chǎn)中的爐料堆角遠(yuǎn)小于送風(fēng)前的堆角。為減少低料線對(duì)布料的影響，無料鐘按料線小于2m，2～4m，4～6m3個(gè)區(qū)間，以料流軌跡落點(diǎn)相同，求出對(duì)應(yīng)的溜槽角。輸入上料微機(jī)，在低料線時(shí)控制落點(diǎn)不變，以避免爐料分布變壞。溜槽傾角如表4—5所示。表4—5溜槽傾角與位置注：落點(diǎn)指距中心距離?！舾郀t合理氣流分布規(guī)律首先要保持爐況穩(wěn)定順行，控制邊緣與中心兩股氣流；其次是最大限度地改善煤氣利用，降低焦炭消耗。①原料粉末多，無篩分整粒設(shè)備，必須控制邊緣與中心CO2相近的“雙峰”式煤氣分布。②原燃料改善，高壓、高風(fēng)溫和噴吹技術(shù)的應(yīng)用，形成了邊緣CO2略高于中心的“平峰”式曲線，綜合煤氣CO2達(dá)到l6％～l8％。③燒結(jié)礦整粒技術(shù)和爐料品位的提高及爐料結(jié)構(gòu)的改善，出現(xiàn)了控制邊緣煤氣CO2高于中心，而且差距較大的“展翅”形煤氣曲線，綜合CO2達(dá)到l9％～20％，最高達(dá)21％～22％?！艉侠須饬鞣植嫉臏囟忍卣鳡t子中心溫度值(CCT)約為500～600℃，邊緣至中間的溫度呈平緩的狀態(tài)。CCT值的波動(dòng)反映了中心氣流的穩(wěn)定程度，高爐進(jìn)人良好狀態(tài)時(shí)，波動(dòng)值小于177。50℃?？刂七吘墯饬鞣€(wěn)定非常必要，在達(dá)到200℃時(shí)，將呈現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象?！暨吘壟c中心兩股氣流和裝料制度的關(guān)系①原燃料條件變化。原燃料條件變差，特別是粉末增多，出現(xiàn)氣流分布和溫度失常時(shí)，應(yīng)及早改用邊緣與中心均較發(fā)展的裝料制度。原料條件改善，順行狀況好時(shí)，為提高煤氣利用，可適當(dāng)擴(kuò)大批重和加重邊緣。②冶煉強(qiáng)度變化。由于某種原因被迫降低冶煉強(qiáng)度時(shí)，除適當(dāng)?shù)乜s小風(fēng)口面積外，上部要采取較為發(fā)展邊緣的裝料制度，同時(shí)要相應(yīng)縮小批重。③與送風(fēng)制度相適宜。當(dāng)風(fēng)速低、回旋區(qū)較小，爐缸初始?xì)饬鞣植歼吘壿^多時(shí)，不宜采用過分加重邊緣的裝料制度，應(yīng)在適當(dāng)加重邊緣的同時(shí)強(qiáng)調(diào)疏導(dǎo)中心氣流，防止邊緣突然加重而破壞順行。可縮小批重，維持兩股氣流分布。若下部風(fēng)速高回旋區(qū)大，爐缸初始?xì)饬鬟吘壿^少時(shí)，也不宜采用過分加重中心的裝料制度，應(yīng)先適當(dāng)疏導(dǎo)邊緣，然后再擴(kuò)大批重相應(yīng)增加負(fù)荷。④臨時(shí)改變裝料制度調(diào)節(jié)爐況。爐子難行、休風(fēng)后送風(fēng)、低料線下達(dá)時(shí)，可臨時(shí)改若干批強(qiáng)烈發(fā)展邊緣的裝料制度，以防崩料和懸料。改若干批雙裝、扇形布料和定點(diǎn)布料時(shí)，可消除煤氣管道行程。連續(xù)崩料或大涼時(shí)，可集中加若干批凈焦，可提高爐溫，改善透氣性，減少事故，加速恢復(fù)。爐墻結(jié)厚時(shí)，可采取強(qiáng)烈發(fā)展邊緣的裝料制度，提高邊緣氣流溫度，消除結(jié)厚。為保持爐溫穩(wěn)定，改倒裝或強(qiáng)烈發(fā)展邊緣裝料制度時(shí)，要相應(yīng)減輕焦炭負(fù)荷。全倒裝時(shí)應(yīng)