爐料運動ppt課件

1、 4.3.1 爐料下降 4.3.2 高爐料柱壓差 4.3.3 改善料柱透氣性 4.3.4 改善煤氣流分布 4.3.5 上部調(diào)劑原理4.3.1.1 爐料下降的緣由爐料下降的緣由焦炭的不斷熄滅和耗費，爐料的熔化和誼、鐵的排出，直接復原和滲碳引起的碳素溶焦炭的不斷熄滅和耗費，爐料的熔化和誼、鐵的排出，直接復原和滲碳引起的碳素溶解損失，爐料下降過程中小塊充填于大塊之間引起的體積收縮，粉料被吹出引起的爐解損失，爐料下降過程中小塊充填于大塊之間引起的體積收縮，粉料被吹出引起的爐塵損失等等，都是引起爐料下降的要素。但根本要素有兩個，既燃料熄滅和渣、鐵排塵損失等等，都是引起爐料下降的要素。但根本要素有兩個，既

2、燃料熄滅和渣、鐵排放。熄滅起著決議性的作用放。熄滅起著決議性的作用4.3.1.2 爐料下降的力學分析爐料下降的力學分析上述緣由僅為下料提供了必要條件，但爐料能否順利下降，還取決于如下的力學關系。上述緣由僅為下料提供了必要條件，但爐料能否順利下降，還取決于如下的力學關系。 顯然只需p0，即料柱本身重力在抑制諸阻力作用后為正值，爐料才干順利下降。假設p 0 ，那么料桿不能順利下降，即產(chǎn)生難行或懸料。 在高爐爐型、原料條件和冶煉強度一定的情況下，p料、p摩變化不大。渣、鐵對料柱的浮力p液的大小取決于排開同體積液體的分量，同時與液體對料柱的作用面積有關，因此變化也不大。p氣是由于高壓、高速的煤氣流強行

3、經(jīng)過下降而產(chǎn)生壓力損失，其值的大小可近似用煤氣經(jīng)過料柱的總壓表(靜壓差)p來表示。降低p那么p氣減小，有利爐料順行下降。影響p的要素很復雜，因此p氣是個多變的要素，它必然對p值產(chǎn)生較大的影響。 因此，改善爐料下降的條件主要靠降低p。4.3.2.1 料柱壓差料柱壓差p的表達式的表達式煤氣經(jīng)過料柱煤氣經(jīng)過料柱(自爐缸風口程度至爐喉料線程度自爐缸風口程度至爐喉料線程度)的壓力損失，通常采用高的壓力損失，通常采用高爐料柱內(nèi)煤氣的全壓差爐料柱內(nèi)煤氣的全壓差p來表示。來表示。由于爐缸和爐喉煤氣的平均壓力不便經(jīng)常測定，實踐消費中用熱風壓力和爐頂煤氣壓由于爐缸和爐喉煤氣的平均壓力不便經(jīng)常測定，實踐消費中用熱風

4、壓力和爐頂煤氣壓力來替代。力來替代。許多研討成果闡明影響許多研討成果闡明影響p的要素可概括為如下之通式。的要素可概括為如下之通式。4.3.2.2 影響影響p的要素及降低的要素及降低p方向方向公式公式(4-13)是在洗滌塔式的散料固定床中實驗得到的，沒有思索到爐料運動和物理是在洗滌塔式的散料固定床中實驗得到的，沒有思索到爐料運動和物理化學變化以及熱工等要素的影響，不能用于實踐高爐的定量計算，但可用來定性地化學變化以及熱工等要素的影響，不能用于實踐高爐的定量計算，但可用來定性地分析各種要素對高爐煤氣壓力損失分析各種要素對高爐煤氣壓力損失p的影響。的影響。由公式由公式(4-13)可見，在一定料層高度

5、、溫度、壓力情況下，可見，在一定料層高度、溫度、壓力情況下， p主要決議于氣流速度主要決議于氣流速度和料層通道的當量直徑，本質(zhì)也就是料柱的透氣性。降低煤氣流速，改善料柱透氣性和料層通道的當量直徑，本質(zhì)也就是料柱的透氣性。降低煤氣流速，改善料柱透氣性，提高料層通道當量直徑，是降低高爐料柱壓差，改善爐料順行的主要途徑。，提高料層通道當量直徑，是降低高爐料柱壓差，改善爐料順行的主要途徑。4.3.3.1 透氣性的表示透氣性的表示目前高爐普遍采用透氣性指數(shù)目前高爐普遍采用透氣性指數(shù)來表示高爐料柱的透氣性好壞或透氣形狀。來表示高爐料柱的透氣性好壞或透氣形狀。透氣性指數(shù)把風量和全壓差聯(lián)絡起來，能更好的反映出

6、風量必需與料柱透氣性相透氣性指數(shù)把風量和全壓差聯(lián)絡起來，能更好的反映出風量必需與料柱透氣性相順應的規(guī)律。它的物理意義是，單位壓差所允許經(jīng)過的風量。實際闡明，在一定順應的規(guī)律。它的物理意義是，單位壓差所允許經(jīng)過的風量。實際闡明，在一定的條件下，透氣性指數(shù)有一個適宜的動搖范圍。超出這個范圍，闡明風量和透氣的條件下，透氣性指數(shù)有一個適宜的動搖范圍。超出這個范圍，闡明風量和透氣性不相順應，應及時調(diào)整，否那么將引起爐況不順。性不相順應，應及時調(diào)整，否那么將引起爐況不順。顯然，添加料柱孔隙率和煤氣通道當量直徑顯然，添加料柱孔隙率和煤氣通道當量直徑de，可以降低，可以降低p，改善料柱透氣，改善料柱透氣性。但

7、高爐料柱部位不同，料柱形狀及其影響要素亦各異。因此應按高爐不同性。但高爐料柱部位不同，料柱形狀及其影響要素亦各異。因此應按高爐不同部位來討論改善料柱透氣性問題。部位來討論改善料柱透氣性問題。4.3.3.2 改善塊狀帶透氣性改善塊狀帶透氣性 在塊料帶，即礦石未發(fā)生軟熔的塊料區(qū)，首先應提高焦炭和礦石的強度，減少入爐在塊料帶，即礦石未發(fā)生軟熔的塊料區(qū)，首先應提高焦炭和礦石的強度，減少入爐料的粉末。特別是要提高礦石的熱態(tài)強度加強其在高爐復原形狀下抵抗摩擦、擠壓料的粉末。特別是要提高礦石的熱態(tài)強度加強其在高爐復原形狀下抵抗摩擦、擠壓、膨脹、熱裂的才干，減少或防止在爐內(nèi)產(chǎn)生粉末，這樣可改善料層透氣性，降低

8、、膨脹、熱裂的才干，減少或防止在爐內(nèi)產(chǎn)生粉末，這樣可改善料層透氣性，降低p 其次大力改善爐科粒度組成。其次大力改善爐科粒度組成。 普通說來，增大原料粒度對改善料層透氣性，降低普通說來，增大原料粒度對改善料層透氣性，降低p夕有利。但當料塊直徑超越夕有利。但當料塊直徑超越 一定數(shù)值范圍一定數(shù)值范圍(d25mm)后，相對阻力根本不降低后，相對阻力根本不降低；而粒度小于；而粒度小于6mm那么相對阻力顯著升高。這闡明適宜于高爐冶煉的礦石粒度范圍那么相對阻力顯著升高。這闡明適宜于高爐冶煉的礦石粒度范圍為為625mm。對于。對于5mm以下的粉末，危害極大，務必篩除。以下的粉末，危害極大，務必篩除。 在原料適

9、宜粒度范圍內(nèi)，應使粒度均勻化，來改善料柱透氣性。對于粒度均一的散在原料適宜粒度范圍內(nèi)，應使粒度均勻化，來改善料柱透氣性。對于粒度均一的散料，孔隙率與原料粒度無關，普通可達料，孔隙率與原料粒度無關，普通可達0.5左右。但在實踐消費中，爐料的孔隙率將左右。但在實踐消費中，爐料的孔隙率將隨大、小塊粒度比的不同而變化。隨大、小塊粒度比的不同而變化。 從圖從圖4-6不難看出，爐料粒度相差越大，空隙率不難看出，爐料粒度相差越大，空隙率越小。因此，為了改善料柱透氣性越小。因此，為了改善料柱透氣性，應減少同一級粒度范圍內(nèi)的粒度差提高粒度的均勻性，使，應減少同一級粒度范圍內(nèi)的粒度差提高粒度的均勻性，使p減小。減

10、小。 綜合高爐氣體動力學和復原動力學兩方面的需求，控制原料粒度的趨勢是向小、均綜合高爐氣體動力學和復原動力學兩方面的需求，控制原料粒度的趨勢是向小、均的方向開展。的方向開展。4.3.3.3 改善軟熔帶透氣性改善軟熔帶透氣性 在高爐軟熔帶及其以下的區(qū)域(包括滴落帶)，煤氣的壓力損失，要比上部塊料帶大得多。在這個區(qū)域，礦石、熔劑逐漸軟化、熔融、造渣，變成液態(tài)的渣、鐵，而只需焦炭堅持著固體形狀。熔融而粘稠的初渣或中渣充填于焦塊之間并向下灑落，大大添加了料柱的阻力。 在軟熔帶、滴落帶及爐缸內(nèi)，主要依托焦塊間的空隙透液、透氣。因此，提高焦炭高溫強度，改善其粒度組成對改善這個區(qū)域的料柱透氣(透液)性具有重

11、要意義。焦炭粒度也要堅持均勻的原那么，如根據(jù)不同高爐的情況，呵將焦炭分為40一60mm、2540mm、1525mm三級，分別分爐運用。過去焦炭的入爐粒度般都在40mm以上近年來也向減少的趨勢(接近礦石粒度上限)開展。焦炭高溫強度與其反響性(即進展氣化反響的才干有關。反響性好的焦炭，其中部分碳素過早氣化，產(chǎn)生溶解損失，使焦炭構(gòu)造疏松、易碎，從而降低其高溫強度。因此應抑制焦炭反響性以推遲其氣化反響的進展。 改善造渣是改善軟熔帶、滴落帶透氣性，降低p的另一個重要方面。經(jīng)過提高入爐礦檔次，減少渣量，以降低透氣性差的軟熔層厚度同時相對添加f氣流在這個區(qū)域的可通截面(或de)。其次要提高礦石的高溫冶金性質(zhì)

12、，如提高軟化溫度減少軟化區(qū)間，這樣一方面可降低軟熔帶位置，另方面可減少軟熔層寬度(即使軟熔帶變窄)，從而減小了對煤氣的阻力。改善初渣性質(zhì)，降低其敵度，加強其穩(wěn)定性使其順利灑落從而可大大改善高爐下部料柱的透氣(液)性。 改善軟熔帶情況，獲得適宜的軟熔帶位置、構(gòu)造和外形，是改善高爐料柱透氣性的關鍵環(huán)節(jié)。高爐解剖調(diào)查研討結(jié)果闡明，從軟化到熔滴這個溫度區(qū)間、按等溫線分布，構(gòu)成同焦炭夾層相間布置的假設1；軟熔層。這些軟熔層和焦炭夾層按等溫線規(guī)律共同組成了一個完好的軟熔帶(見圖47)。在軟镕帶以下，只需焦炭堅持著固體狀；軟熔帶中，依然明顯地堅持著按裝料順序構(gòu)成的焦礦分層形狀。只是固態(tài)礦石層變成了軟熔層或熔

13、著層。 顯然，軟熔帶外形、構(gòu)造(位置、尺寸)對煤氣流運動阻力p有艱苦影響。它決議著高爐中煤氣流分布情況，并對塊料帶和爐喉煤氣分布有重要影響。4.3.3.4 軟熔帶外形軟熔帶外形 軟熔帶外形隨原料和操作條件的變化而襯所不同。根據(jù)高爐解剖研討結(jié)果軟熔帶外形根本由三種類型即“形，“V形和“w形，分別示于圖47(a)、(b)、(c)巾。 (1) “ ，形軟熔帶。這種形狀促進中心氣流開展，有利于活潑、疏松中心料柱使燃料帶產(chǎn)生大量煤氣，易于穿過中心焦炭料桂，并橫向穿過焦窗，然后折射向上從而使高爐壓差p降低。同時改善了煤氣流的二次分布情況，添加了煤氣流與塊料帶礦石的接觸面和時間，加速了傳熱、傳質(zhì)過程。此外，

14、由于中心氣流開展，邊緣氣流相對減弱，可減輕爐襯的熱負荷和沖刷作用，既能減少熱損失，又能維護爐襯，延伸高爐壽命。 (2)“v形軟熔帶。這種外形是中心過重邊緣氣流過分開展致使軟熔帶根部升高，頂部降低的結(jié)果。在這種情況下，中心堆積料柱嚴密，透氣性差， p升高；大量煤氣從邊緣選出，不利于煤氣的利用，對高爐強化、順行也非常不利。 (3)“w形敦熔帶。這種方式是適當開展中心和邊緣兩道氣流的結(jié)果，是長期來高爐操作的傳統(tǒng)方式，七能堅持高爐順行；同時在一定程度上改善煤氣能量利用，但不能滿足提高強化和降低燃耗的要求。 根據(jù)實驗研討氣流通道軟熔帶的阻力損失與軟熔帶各參數(shù)之間存在如下關系： 顯然，軟熔帶愈窄，焦炭夾層

15、層數(shù)愈多，夾層愈高(厚)，空隙率愈大，那么軟熔帶透氣阻力指數(shù)愈小，透氣性愈好。反之，透氣性愈差。 從各要素冪指數(shù)看、hc 、n影響較大，故焦炭夾層對軟熔帶透氣性有決議性影響。 合理的煤氣流分布是高爐順行的重要標志之一。在高爐料柱透氣良好、煤氣流分布合理時，高爐爐料順利下降。爐況穩(wěn)定順行，爐溫充足，整個料柱透氣性好；煤氣能量利用允分，爐頂溫度低而CO利用率高最終表現(xiàn)為焦比、燃料比降低。可見，爐況順行與煤氣合理分布親密相關。 消費中主要是利用沿爐喉截面小同半徑方向上煤氣的溫度和CO2分布曲線來判別煤氣分布情況的。取樣和測溫位置普通在爐喉料下12m處。在不同半徑方向上進展五點取樣。測定結(jié)果繪制如圖4

16、8所示。由圖48看到，溫度和CO2曲線，兩者完全對應相反。因此，消費中普通只會繪制CO2曲線 由圖由圖48可判別可判別煤氣沿爐喉截面和徑煤氣沿爐喉截面和徑向的分布情況和利用向的分布情況和利用情況。凡情況。凡CO2低處，低處， CO必然高。煤氣溫度必然高。煤氣溫度也高，闡明那里煤氣也高，闡明那里煤氣流開展，煤氣利用不流開展，煤氣利用不好。反之、凡好。反之、凡CO2高高處，處， CO必低，煤氣必低，煤氣溫度也低，闡明那里溫度也低，闡明那里煤氣流較少，煤氣利煤氣流較少，煤氣利用較好。用較好。 高爐合理煤氣分布規(guī)律，首先是要堅持爐況穩(wěn)定，控制邊緣與中心兩股氣流；其次是最大限制改善煤氣利用降低焦炭耗費。

17、但它沒有一個固定方式。隨著原燃料條件改善和冶煉技術開展而相應變化。50年代燒結(jié)礦粉多，無篩分整粒設備，為堅持順行必需控制邊緣與中心相近的“雙峰式煤氣分布。60年代以后，隨著原燃料條件改善，高壓、高風溫暖噴吹技術的運用，煤氣利用改善，構(gòu)成了邊緣CO2略高于中心的“平峰式曲線。20世紀70年代，隨著燒結(jié)礦整粒技術和爐料構(gòu)造的改善，出現(xiàn)了邊緣煤氣CO2高于中心、而且差距較大的“展翅形煤氣曲線，綜合CO2量到達1920。 合理的煤氣分布曲線不是一成不變的，而是隨著消費程度的開展而開展。但無論怎樣變化都必需堅持中心與邊緣兩股氣流，過分加重邊緣會導致爐況失常。在爐型和原料物理性質(zhì)一定的情況下，可經(jīng)過下部控

18、制熄滅帶中部控制軟熔帶以獲在爐型和原料物理性質(zhì)一定的情況下，可經(jīng)過下部控制熄滅帶中部控制軟熔帶以獲得合理的煤氣流分布。在高爐爐喉，煤氣的分布主要取決于爐料的分布。因此?？梢缘煤侠淼拿簹饬鞣植肌Ｔ诟郀t爐喉，煤氣的分布主要取決于爐料的分布。因此。可以經(jīng)過布料來控制煤氣分，使其按一定規(guī)律分布。經(jīng)過布料來控制煤氣分，使其按一定規(guī)律分布。4.3.5.1 影響爐喉布科的要素影響爐喉布科的要素影響爐喉布料的要素很多影響爐喉布料的要素很多(1)爐料的種類一粒度一自然堆角一料層厚度等對煤氣分布有重要影響。通常，焦炭爐料的種類一粒度一自然堆角一料層厚度等對煤氣分布有重要影響。通常，焦炭集中的地方，透氣性好，阻力小

19、；礦石集中的地方，透氣性差，阻力大。集中的地方，透氣性好，阻力小；礦石集中的地方，透氣性差，阻力大。 (2)大塊與小塊比較，大塊集中的地方，透氣性好，阻力??；反之，小塊集中處阻力大。大塊與小塊比較，大塊集中的地方，透氣性好，阻力??；反之，小塊集中處阻力大。(3)料層薄的地方，阻力小，煤氣經(jīng)過的多；料層厚處阻力大，煤氣經(jīng)過的少。料層薄的地方，阻力小，煤氣經(jīng)過的多；料層厚處阻力大，煤氣經(jīng)過的少。 (4)爐料偏析的影響在爐料堆腳處，大塊多，阻力??；在堆尖處，小塊粉末多，阻力大。爐料偏析的影響在爐料堆腳處，大塊多，阻力小；在堆尖處，小塊粉末多，阻力大。 這種偏析作用是由于散料都有一定的自然堆角。尺粒度

20、大，比重小，表向光滑的這種偏析作用是由于散料都有一定的自然堆角。尺粒度大，比重小，表向光滑的爐料，其滾動性好，白然堆角小，分布時領先滾向堆角。凡粒廢小、密度大、外表爐料，其滾動性好，白然堆角小，分布時領先滾向堆角。凡粒廢小、密度大、外表不規(guī)那么的爐料滾動性差，自然堆角大，分布時停滯于堆尖。因此，將不同粒度不規(guī)那么的爐料滾動性差，自然堆角大，分布時停滯于堆尖。因此，將不同粒度的礦石倒成一堆時，大塊那么集中于堆角；而小塊尤其是粉末，那么集中于堆尖。的礦石倒成一堆時，大塊那么集中于堆角；而小塊尤其是粉末，那么集中于堆尖。爐料粒度不均時，偏析作用影響甚大；經(jīng)過整粒，使粒度均勻化，可使偏析影響減爐料粒度

21、不均時，偏析作用影響甚大；經(jīng)過整粒，使粒度均勻化，可使偏析影響減小。小。 此外，爐料堆角，粒度，比重，外形等原料要素；裝料設備方式、參數(shù)，爐喉直徑和間隙等設備要素和裝料工藝制度方面的要素等。如鐘式高爐裝料時爐料從大鐘滑落到爐內(nèi)，由堆尖兩側(cè)按一定角度構(gòu)成料面(圖4-9)。無料鐘爐頂?shù)难b料是經(jīng)過旋轉(zhuǎn)溜槽進展單環(huán)、多環(huán)、扇形或定點布料(圖4-10)。4.3.5.2 裝料制度裝料制度裝料制度是高爐上部調(diào)劑的主要手段，正確選擇裝料制度是保證高爐順行，獲得合裝料制度是高爐上部調(diào)劑的主要手段，正確選擇裝料制度是保證高爐順行，獲得合理煤氣分布，充分利用煤氣能量的重要環(huán)節(jié)。爐料制度的內(nèi)容包括料線高低、批艱理煤氣

22、分布，充分利用煤氣能量的重要環(huán)節(jié)。爐料制度的內(nèi)容包括料線高低、批艱苦小和裝料順序苦小和裝料順序A 料線料線 鐘式高爐大鐘全開時，大鐘下沿為料線的零位。無料鐘高爐料線零位在爐喉鋼磚下沿。零位到料面間隔稱為料線深度。普通高爐正常料線深度為1.52.0m。每座高爐在各自詳細條件下，都有一個適宜的料線，用探料尺來測定。高爐裝料是按料線分批進展的，每次裝料后，大鐘封鎖或無鐘爐頂?shù)牧锊弁ｎD任務后，料尺下放到料面隨料面下降，當降到規(guī)定的位置時，提起料尺裝料。 料線對爐料分布影響的普通規(guī)律是料線愈深，堆尖愈接近邊緣，邊緣分布的爐料愈多。料線對布料的影響示于圖4-11。牛產(chǎn)中料線普通是相對穩(wěn)定的，只需在裝料順序

23、調(diào)理尚不能滿足要求時才改動料線。為防止布料混亂料線普通選在碰撞點以上某一高度。料線不宜選得太深，由于過深的料線不僅使爐喉部分容積得不到利用，而且礦焦界面混合效應加大，不利于煤氣流運動和爐況順行。B 批重批重裝入高爐的每一批爐料是由焦炭、礦石和熔劑裝入高爐的每一批爐料是由焦炭、礦石和熔劑按一定分量比例組成的。三者的總分量稱為料按一定分量比例組成的。三者的總分量稱為料批重，其中礦石的分量稱為礦批重，焦炭的分批重，其中礦石的分量稱為礦批重，焦炭的分量稱為焦批重。礦石和焦炭的分量比稱為焦炭量稱為焦批重。礦石和焦炭的分量比稱為焦炭負荷，即單位分量焦炭所負擔的礦石量。負荷，即單位分量焦炭所負擔的礦石量。前已討論，軟熔帶寬度前已討論，軟熔帶寬度(L)主要取決于礦石主要取決于礦石的軟化特性。的軟化特性。 主要取決于焦炭的質(zhì)量和粒主要取決于焦炭的質(zhì)量和粒度組成。在軟熔帶高度和其他條件一定的情度組成。在軟熔帶高度和其他條件一定的情況下，焦炭夾層層數(shù)況下，焦炭夾層層數(shù)n和高度和高度h c主要取決于主要取決于料批的大小，即存在著一個適宜的焦料批的大小，即存在著一個適宜的焦(礦礦)層層厚度問題。厚度問題。前蘇聯(lián)對前蘇聯(lián)對1000一一2000m級高爐操作總結(jié)的批重是以焦炭層厚度表示的級高爐操作總結(jié)的批重是以焦炭層厚度表示的我國鞍鋼總