控制高炉软熔带的几个问题

70年代在高炉解剖调查中发现了软熔带,软熔带的型状参数(如高度、宽度、分布型状以及根部位置和厚度等)与高炉冶炼过程,高炉的操作炉型以及矿石的冶金性能有密切关系,本文就其相互关系进行了论述。我国在近年通过高炉活体调查、解剖调查及实验室研究,对软熔带的形成,分布型状,对冶炼过程及煤气流再分布等进行了较深入的研究,结果表明,软熔带的分布参数是高炉操作制度,矿石冶金性能和炉型的综合体现。因而控制软熔带就比单纯地控制高炉操作制度更能获得好的冶炼效果,并可在保证高炉顺行的基础上获得高产、优质及长寿。     

高炉提高喷煤量的分析与研究

在对煤粉在高炉中的行为进行分析的基础上,从改善原燃料质量、高风温、富氧鼓风、高炉冶炼及煤气流分布等方面对提高高炉喷煤量进行全面分析与研究,总结提高煤比的普遍规律。     

高炉煤气流分布性能可拓评价方法研究及其应用

针对影响煤气流分布因素多、关系复杂、难以准确描述的问题,根据高炉生产工艺流程中煤气流分布的特征,提出煤气流分布状况评价指标体系,建立高炉煤气流分布性能可拓评估模型,采用定性分析和定量计算相结合的可拓集理论对高炉煤气流分布进行综合评价,定量化判断煤气流分布的合理性。研究结果表明:评价模型计算简便、扩展性好,采用实际生产数据仿真的模型分辨率约为82%。     

高炉软熔带气体力学模型试验研究

我国高炉工作者通过长期生产实践总结了高炉操作的上下部调剂相结合的方针。这一操作方针正确地处理了高炉冶炼上部与下部密切联系,互相依赖、互相影响的辩证关系。近年来国内外对许多高炉进行了解体调查,解体调查提供了很多有价值的知识,增进了人们对高炉冶炼过程整体构造上的了解,尤其是对高炉软熔带的形状及其规律性的发现更加证实了高炉软熔带形状、厚薄及位置高低是高炉上下部煤气流分布及矿石软化性质等因素的综合反映。从而引起了许多研究者对适宜的软熔带形状及控制问题的探讨,以及根据冶炼强化程度及原燃料条件,运用上下部调剂手段组织成功适宜的软熔化形状、高度。从而达到既有利于顺行又能充分利用能量的目的。     

首钢试验高炉解剖的研究

高矿解剖是近年来研究高矿冶炼过程的一种新的和先进的研究方法。我国第一次高炉解剖于1979～1980年在首钢试验高炉进行,并取得了比较丰富的科研成果。对高炉软容带的研究也是这项科研的专题研究之一。本文概括地叙述了解剖方法,描述了软熔带形成过程。分布型状及其特征,并研究了软熔带和高炉冶炼制度之间的关系。分析了软熔带对煤气流再分布作用及对冶炼过程影响。最后分析合理软熔带型式。     

高炉合适喷煤量的探讨

通过Ｒｉｓｔ操作线图和炉腹煤气量的计算结果,分析了相同冶炼条件下不同喷煤量对炉身效率、热能利用和料柱透气性的影响,并提出了确定合适喷煤量的几点依据。     

高炉料面煤气流分布识别方法

针对高炉料面煤气流分布难于检测的问题,提出了一种基于多源信息的高炉料面煤气流分布识别方法.在对高炉机理分析的基础上,确定了高炉中几个重要的过程参量.同时采用区域划分的方法对十字测温数据进行处理,并提取3个主要位置的特征值.根据布料模型建立O/C计算模型,并提取O/C特征指数.最后综合多种检测信息,运用自组织神经网络对高炉料面典型煤气流分布形态进行识别.实验结果表明:本文提出的基于多源信息的识别方法,识别率比传统方法提高了5％～10％,也避免了误识别的情况.     

高炉富氧鼓风对高炉热状态的影响及对策

为进一步探究高炉富氧操作下的冶炼规律,用已建立的高炉富氧综合模型对不同操作条件下的高炉热状态进行计算和分析.结果表明:炉缸喷吹循环煤气能有效抵消富氧操作引起的燃料比增长,且在低富氧操作时高炉不需喷吹循环煤气就能满足上下部热量平衡;增加喷煤量需要与提高富氧率相对应,不同的喷煤量具有不同的富氧操作区间.模型求得富氧操作条件下鼓风加湿极限值,即鼓风加湿不应超过21.2g/m³,相应的富氧率极大值约为4.6%.     

高炉软熔带对气流分布影响的研究

本文以模型实验为基础,研究了高炉内不同熔软带形状、位置对气流分布和煤气利用的影响。软熔层之间的焦炭夹层透气性良好,气流容易通过,维持适宜的软熔层藉以形成适宜的焦炭夹层分布,会使高炉压差降低,有利于提高强度,强化冶炼过程。倒V型的软熔带结构有利于疏通中心,促进中心气流开放,形成自下而上“树枝状”的流向线分布,使炉缸工作均匀、活跃、稳定。这种结构也有利于提高冶炼强度,改善煤气利用和获得优质生铁,倒V型软熔带的顶层出现位置高时,炉内压差降低,有利于加风强化,但使间接还原区缩小;顶层出现位置低时间接还原区扩大,但可能导致压差升高和边缘过于发展。软熔带的适宜位置应根据综合冶熔条件确定,一般以始于炉身下部为宜。     

高炉内透气性分布技术的研究

研究透气性沿径向上分布的目的,在于寻求控制炉料和煤气沿径向上合理分布的可测参数,使高炉内能量充分利用。本文在模拟高炉送风和下料的双种条件下,对影响径向上透气性分布的 O/C 比和含粉率的分布进行了测定。实验表明,气流速度对炉内炉料堆角变化的影响,是造成径向上 O/C 比变化的主要因素。在流速相同时,正分装和倒分装造成的堆角变化规律相反。炉料中粉末含量的变化,不仅增加了料柱的气流阻损,更重要的是破坏了正常布料的规律,降低了高炉内能量的利用。     

高炉布料过程中焦炭坍塌现象的模型研究

为了精确预测高炉炉料分布，开发了高炉布料数学模型。运用土力学边坡稳定理论，定量表示了焦炭向高炉中心的坍塌量。模拟结果与实测结果比较符合，证明此模型是适用的。结果表明，由于坍塌焦炭的积累，阻碍了矿石滚向高炉中心，明显改变了高炉边缘到中心的矿焦比。焦炭层的坍塌程度受布料模式、焦炭层的料面形状、矿石种类及配比、矿石批重和煤气流速等因素的影响，因此随着炉况的变化，焦炭层的坍塌状况也随之发生变化。     

炉顶煤气循环—氧气鼓风高炉综合数学模型

为了研究开发炉顶煤气循环μ氧气鼓风高炉炼铁新工艺,建立其综合数学模型.模型由高炉各个区域煤气成分计算方程、高炉上部空区热平衡模型、热化学平衡模型和炉身效率模型组成.用此模型计算了该炼铁工艺的基本工艺参数.结果表明:新工艺的焦比为200 kg.t-1,煤比为200 kg.t-1,相比传统高炉,燃料比降低22.9%;风口循环煤气量对风口理论燃烧温度影响较大,风口循环煤气量每增加10m3.t-1时,风口理论燃烧温度降低17.6K.此外,应用此模型还可以计算任何原料和燃料等条件下的炼铁工艺参数,研究相同原料和燃料条件下的各个工艺参数的变化规律.     

改善高爐燃料喷吹效果实行油煤共喷

本文通过炉缸区域热平衡,喷吹燃料后炉缸煤气量及矿批和焦批体积等计算,说明高炉加大喷吹量后燃料利用恶化的原因。 同时,用一些计算结果对比说明,高炉喷吹重油和煤粉对炉缸燃烧温度和炉缸气生成量的影响是不同的。实行油煤共喷,可改善喷吹燃料利用,加大喷吹量、进一步降低焦比。     

高炉料流轨迹的数学模型

针对目前高炉料流轨迹计算的不足,本模型考虑了颗粒在空区下落过程中受重力、浮力及煤气曳力的作用,计算了炉料颗粒在溜槽和空区下落等阶段的运动轨迹. 通过探讨不同炉料(焦炭、烧结矿、球团矿)在其粒径范围内的布料半径变化及煤气的曳力大小,分析了曳力对炉料落点的影响规律. 结果表明:精确计算料流轨迹必须考虑煤气曳力的影响,不同密度、粒径及形状系数的颗粒在料面上落点各不相同,炉顶煤气流分布将影响高炉炉料的径向分布.     

太钢4350m3高炉炉体热负荷

通过分析太钢4350m3高炉(5#高炉)炉缸以上冷却系统的设计特点,研究其在高煤比、高产量情况下炉内煤气流分布对炉体热负荷的影响.结果表明:太钢5#高炉的边缘气流指数W值控制在0.55左右;中心气流指数Z值应控制在8.8左右;5#高炉下部炉腰炉腹的热负荷较为稳定,而炉身的中上部稳定性较差;5#高炉的热负荷还有降低的潜力,热负荷控制在10～120GJ.h-1范围4350m3高炉仍可稳定操作.     

大型高炉布料模型的研究与应用

以无料钟布料过程中物料运动机理为基础,改进了料流轨迹的修正方法,提出了料面形状计算的新方法.高炉布料模型在计算过程中考虑了炉料特性、焦炭塌落等对料面形状的影响,使计算结果更符合实际布料.结合生产实践需求,计算出了各种不同布料制度下炉料的料面形状、炉料径向分布、径向矿焦比等参数,提出了高炉区域焦炭负荷指数,更加直观、形象地对比各种布料制度.利用该模型可解答大型高炉生产上存在的问题,对高炉的实际生产提出了实用性建议,为高炉操作人员调整布料制度提供了理论指导.     

酒钢1号高炉炉型维护实践

对酒钢1号高炉合理操作炉型管理经验进行了总结,认为高炉炉型管理和日常维护的主要经验是:做好精料工作、保证合理的煤气流分布、选择合理的操作制度等措施,是1号高炉炉型合理、稳定的保障。     

全氧高炉炼铁工艺模拟分析

建立了全氧高炉工艺的系统模拟模型。该模型能够计算不同原燃料、不同操作参数下的原料消耗、熔剂消耗、渣量及其成分、各种煤气量及其成分等。模型计算结果表明：在炉身矿石金属化率为90％时,若在炉身底部吹入较多的循环煤气,热量的需求决定了完成炉身内矿石还原所需的煤气量;若在炉缸吹入较多的循环煤气,还原性气体的需求决定了完成炉身内还原所需的煤气量。在焦比固定和正常操作条件下,煤耗的计算值基本随系统输出煤气量的增加而线性增加。在焦比取为200 kg时,经计算获得的系统最低煤比为200 kg左右。     

COREX熔融气化炉内料柱的透液性指数及影响因素

休风时对COREX熔融气化炉进行风口取样,通过对风口试样的检测分析,用压差度的倒数表示炉内气相对料柱透液性的影响,用空隙度和温度强度的乘积表示炉内的渣铁液相对料柱透液性的影响,建立了表征熔融气化炉料柱透液性的公式.对两批风口试样的研究发现,熔融气化炉内不同位置风口试样的透液性指数与相应位置的滞留铁比呈现一致的对应关系.进一步分析了透液性指数的影响因素,发现在炉况不顺时,未反应完全的酸性脉石直接落入炉缸,导致沿风口径向部分位置的渣样熔化温度高于1500℃,影响了渣铁流动性.提出了增加料层厚度、采取合理的造渣制度、控制均匀的煤气流分布等技术措施,为改善熔融气化炉内料柱的透液性提供帮助.     

富氧高炉综合模型

针对高富氧操作中出现的“上冷下热”问题,考虑高炉正常冶炼所需的必要条件,建立了对高温区和低温区分别计算物料和热量平衡的数学模型,用于研究高炉内热状态随富氧率的变化和相应的对策.本文描述了模型的建立过程,并通过与生产数据的对比证明了模型的有效性.基准算例条件下的计算结果表明:富氧提高1%,炉顶煤气温度下降约14℃;对于富氧率为1.7%的高炉操作,在不采取额外措施时仍能确保高温区和低温区的热量平衡.另外,计算得到的理论最低直接还原度与实际生产直接还原度的差异表明当前高炉冶炼仍具有继续降低燃料比的可能性.