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炼铁人应当掌握的煤气流控制基础知识

2022-05-16 11:19:39

来源:秦皇岛佰公钢铁

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众所周知,改善高炉的顺行程度和提高煤气利用水平,是提高高炉产量和降低燃耗的关键所在,因此,合理的中心与边缘两道气流分布对高炉稳产高产至关重要。高炉依靠单纯的中心或边缘气流很难达到长期的稳定顺行,而合理的“两道煤气流”分布,既有利于高炉的长寿,又能实现高炉长期稳定顺行和高产低耗。合理的煤气流分布与哪些因素相关呢?

1.合适的风速和鼓风动能

送风制度影响高炉风口回旋区的大小及形状,影响高炉煤气流的一次分布。合理的风速和鼓风动能对改善高炉初始煤气分布、提高炉缸工作的活跃程度、保持炉况的长期稳定顺行至关重要。风口回旋区大小对炉缸活跃性具有重要影响。回旋区长度增加,煤气流将趋向于中心。在一定风速范围内,随着风速的增加,回旋区的长度延长,对炉缸内的下部气流分布在径向上趋于均匀,中心气流得到合理发展。边沿煤气流能够得到合理的控制。

2.矿石批重

批重大小对高炉煤气流分布的稳定性和煤气利用率的高低起着决定性的作用。扩大批重能够使矿石在高炉炉喉截面上分布趋于均匀,矿层加厚,料柱界面效应减少,有助于稳定上部气流,并提高煤气利用率,充分利用煤气的热量。

3.炉顶压力

提高炉顶压力能够稳定上部气流,降低煤气在高炉炉内的流速,从而加大煤气与炉料的接触时间,使煤气流和炉料的热交换、CO间接还原得到充分反应,达到降低燃料消耗的目的。此外,提高炉顶压力也有利于降低压差水平,提高炉况的稳定性。

4.装料制度

装料制度决定炉料在炉内的分布状况。由于不同炉料对煤气流阻力的差异,炉料在炉喉横截面的分布状况对煤气流在块状带的三次分布至关重要,从而对炉料的下降状态、煤气利用程度和软融带位置形状均产生重大影响。

5.合理控制煤气流

为控制煤气流,首先必须密切监测煤气流,确定实际煤气流的最重要参数是:①探尺动作和炉料压差。②炉墙热损失或炉墙温度。③料面煤气成份和温度曲线。煤气流的控制和炉料分布的最佳化是以反复实验或经验为基础,而且必须针对每个高炉分别来开发,基本经验、观点如下:

①煤气流主要由径向焦矿比(C/O)或矿焦比(O/C)来控制的。

②高炉中心应当是透气的,中心应当没有或有最小量的矿料存在。

③在边缘的焦炭百分比不能太低。应当防止边缘出现垂直方向连续的矿柱。

④应当防止粉末在靠近炉墙的区域富集。

在高产低焦比运行的现代高炉中,最佳煤气流是有倒“v”形软熔带形式的。如果中心煤气流太大,则沿边缘的煤气流对铁矿炉料的加热、还原以及熔化就会太少,进而软融带的根部就会靠近风口。在这种情况下,燃料比会升高,而且风口损坏几率加大,关键是中心煤气流要将自己通过焦窗分布进入炉料层。因此,中心焦柱的透气能力一定不能太高,这意味着中心焦柱的直径一定不能太大。如果中心煤气流被部分堵塞,相对大量的部分煤气则沿边缘逸出,并在高炉下部被冷却,还原反应减慢。这种情况下,中心煤气流变小,边缘气流发展,由冷却系统带走的热损失增大。

总而言之,边缘煤气流和中心煤气流密切相关。煤气流控制的目的就是保持中心和边缘煤气流平衡的最佳化,实现高炉长期稳定顺行和高产低耗。