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【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流高炉布料操作.精品文档.高炉布料操作(提纲)刘云彩1, 高炉布料的作用1.1,布料能改变高炉产量水平、改善顺行,降低燃料消耗: 布料能改变产量水平,能提高高炉接受风量的能力;改善顺行,大幅降低燃料消耗:炉内料柱的空隙度大约在0.350.45之间。上升的煤气对炉料的阻力约占料柱有效重量的4050%。煤气分布是不均匀的,对下降炉料的阻力差别很大。利用不同的煤气分布,减少对炉料的阻力,从而保持高炉稳定、顺行。有了顺行,就有可能提高冶炼强度,增加产量。 1.2,通过布料能延长功率寿命 边缘气流过分发展,必然加剧炉墻侵蚀。通过布料控制边缘气流,保护炉墻。 1.3,通过布料,预防、处理一些类型的高炉冶炼进程发生的事故 这些类型包括: 高炉憋风、难行; 渣皮脱落;边缘过轻,危害很大。边缘过轻,首先表现在炉顶温度过高。影响炉顶温度的因素较多,边缘发展,是其中之一。炉顶温度每降低100,大约可降低焦比3-5公斤,主要来自三个方面:A, 气带走的热量;B, 冷却水及炉体散热;C, 煤气利用率下降。正常冶炼水平,炉顶温度与渣量关系密切。边缘过重,同样会带来灾难。1982年首钢2高炉,连续发生风口压入炉内事故,给生产带来很大损失: 表2 渣皮脱落日期风口号开始漏常压时间停风时间更 换 设 备风口中缸弯头831222222:2822:4523:5817:1818:5023:584:131119.122225:5015:556:058:1516:0717468:1512:5217:4521:56111119.2184:084:057:337:3311:4911累计7小时20分18小时51分532炉腹渣皮结到一定厚度,自行脱落,由于边缘煤气量不足,不能很好的熔化,大块渣皮沿炉缸壁下滑,将深入炉内的风口压入炉内。类似的现象,在宝钢和日本也出现过。日本把这一现象叫“曲损”。 炉墙结厚; 减少一些铁中的有害元素。装料制度也有局限性:严重的炉缸堆积,解决不了;严重的炉墙结厚,效果很小。布料的作用,是通过不同的装料方法,改变煤气流分布,并影响软融带的形状。改变炉料位置及矿、焦在炉喉径向的比例,是控制煤气流分布的有效手段。双钟装料设备,炉料分布受到限制,调节煤气流的作用比较有限。无钟的出现,克服了大钟的缺陷。第一座无钟高炉,于1972年在蒂森公司汉博恩厂投产。这是卢森堡阿贝尔公司的重大发明,它以全新的原理、紧凑的结构,克服了大钟布料器的缺点,使高炉布料,完成一次革命。很快,在世界范围推广。它通过改变旋转溜槽角度,可把炉料布到炉喉内任何位置。2, 布料操作 2.1,煤气流的作用 煤气分布对高炉的作用是多方面的。煤气在高炉内的分布,分四种类型。各种类型的作用如表3:表3,布料的作用(高炉布料规律,135页表40)2.2,软融带的形状,对高炉行程有重要影响,煤气分布在很大程度上决定软融带的形状(图1)。图1,软融带形状及煤气分布 2 2.3,批重的作用:批重大小,对煤气分布影响极大。大批重普遍加重边缘及中心;小批重发展边缘及中心。各炉在一定的条件下,均有一个临界范围。当批重大于临界范围,随批重增加而加重中心;当批重小于临界范围,随批重增加而加重边缘或作用不明显1。依此原理,当炉料较好时,应当用大批重;外部条件变坏时,应缩小批重。大批重,能控制气流稳定分布。因此,随冶炼强度的提高,应扩大批重。当炉况难行时,应缩小批重,以还取风量,保持顺行。 2.4,料线多作用:料线越深,炉料越靠近炉墙。利用不同料线深度,可有效的调整炉料分布。3, 大钟操作;高炉最早出现于中国,已有2700年的历史23。高炉装料方法多种多样,均未流传下来。1850年,当巴利式大钟布料器在英国出现,尽管它不能旋转并有许多缺点,还是流传了下来。在此基础上,不断改进、完善,终于在1907年出现了“马基式”布料器,并迅速在世界范围普及。为什么大钟布料器得到发展,能够在炼铁历史中,占有重要地位?因为它解决了高炉长期以来,一直困饶的煤气流合理发布问题。通过大钟布料器落入炉内的炉料,形成边缘高中心低的反锥体料面。当炉喉直径大于3.5米时,边缘和中心的料面差,已经超过1米,这就使中心的料柱透气性明显提高。从图24看到,高炉每米工作高度的压力差大约0.04-0.07kpa,推动了煤气流向高炉中心流动。这一作用,也为高炉扩大,奠定了基础。大钟式布料所形成的料面,是以后各种布料器,共同遵循的准则,无钟布料也不例外。图2,不同容积高炉的阻力系数(图中数据是高炉容积)31,扩大矿石批重: 大批重,有利于煤气流稳定,能改善煤气利用,降低燃料比;但高炉压差可能提高,所以,扩大批重是有条件的:A, 冶炼强度提高;B, 高炉炉况允许。表4 首钢2炉1982年9月数据(1327 m3)日期WKKJ日产焦比燃料比风量综合冶强校正焦比校正燃料比吨度度吨kgkgm3/分吨/日. m3kgkg8-1529.53631294241751526141.16341751516-19333732286441852825601.13940751420-28353833299140251126171.166389501日期煤气,%半 径 煤 气 分 布 , %塌料CO2COCO12345次/日8-1518.6624.243.5417.9219.519.2217.049.691.2516-1918.6324.343.418.519.3719.3317.2210.721.520-2818.8923.2244.8618.1819.3619.1318.3610.820.78各时期的原料条件如下表,折合焦比、燃料比也按下列条件计算(表5)。表5:日期矿耗矿石含铁焦灰煤灰灰石铁耗风温湿度Sikg%kgkg/t0Cg/ m3%8-15170858.6912.3916.5619952116214.170.5416-19171858.612.5616.2223982118114.650.5020-28167858.6812.6416.002497111539.720.50 32,同装与分装: 由于界面效应,分装的矿、焦混合与变形,较同装小,因此料柱透气性更好。高炉一般采用分装。表6是首钢3号炉(1036 m3)的实践结果。表6时间日产冶强CO2co装料料线WKWJK/J透指风量tt/日. m3%mttQ/Pm3/分1-20/120150.99617.541.4同装1.7523.16.013.846162418891-9/221401.07217.741.9分装2.024.15.944.061734199018-25/221301.00817.942.5分装2.026.36.334.1516701945时间焦比燃料比校正焦比校正燃料比kgkgkgkg1-20/13955104825421-9/239351142054518-25/2374490400516 33,综合装料5:为改善煤气利用,加重边缘,发展中心,在1982年实验综合装料制度,获得良好结果。矿石3车,分两次开大钟。第一次按料线1.75米加料,接着不等料线第二次开大钟,加入后续料,1号炉实践结果如下(表7):表7时间装料制度利用系数焦比校正焦比煤比燃料比校正燃料比t/日.m3kgkgkgkgkg1-13/5KKJJ2.639381381163.8544.8544.814-24KKJJ2.679375377162.5539.5537.525-29KKJJ2.104363366123.8486.8489.826-29/6K1.5KJJJ1.52.875366375138.8504.8513.8时间风量风压透指煤气CO2co边缘CO2中心COm3/分kpaQ/P%1-13/514761.65171315.7735.886.78.514-2414871.62177015.4535.657.08.725-2911911.28172617.1939.1511.910.926-29/614871.62172817.2838.5313.47.3 34,大小料批混装6:为克服大钟装料的局限性,首钢曾在进入末期的3号炉用大小批重混装的方法,修补炉墙并稳定高炉气流,受到很好的效果,操作结果见表8。具体方法是:mA +nB A = KKJJ KK=20吨 B =KJKJ K=10吨表8(1962年)时间装料制度利用系数焦比校正焦比冶强K/J塌料坐料风温t/日.m3kgkgt/日. m3次/日次/日次/日0C1-10/1KKJJ1.5m1.347180.9422.931.40.881811-31(2A+3B)1.5m1.4766927011.013.181.20.6828时间结矿比TFE焦灰Si加湿CO2煤 气 半 径 分 布,%g/ m3%123451-10/110042.3115.011.2825.513.77.612.414.512.910.611-3198.1343.2815.41.232714.28.512.614.411.89.4使用混装后,实际焦比下降20公斤,折算后降低17公斤。一月份炉身下部炉墙厚度460mm,到3月7日墙厚580mm。大批重稳定气流,小批重加重边缘,两者结合,既改善顺行,也保护了炉墙。35,抽矿或抽焦: 炉况不稳定,炉料又不好,不具备使用大批重的条件,可用抽矿或抽焦的方法,稳定气流。具体做法石:mKKJJ + KKKK 或 mKKJJ + JJJJ36,双装: 出于同样理由,也可用双装。但双装在一定程度上改变气流分布,其“双”的部分,对气流的影响,和配“双”的相反。如下式所表示的,前一批示正装,和它相配的是倒装。每隔m批,有一批双装,在料柱中有一个大批重:JJJJ。 mKKJJ + JJKK 37,半倒装: 20世纪60年代,钢铁生产相当困难。原料很差,数量短缺。高炉或经常封炉,或维持生产。高炉难行、结瘤是经常的。半倒装由此流行。当时首钢(石钢)流行一句顺口溜:“小批半倒,灵丹妙药”。 “小批”,保证高炉煤气两条通路,半倒是把焦碳装到高炉边缘及中心。这是发展两头的装料制度,煤气利用率很差,燃料比高。可以当“药用,处理炉墙不干净,或因原料质量太差,保持高炉顺行。是“药”,不能当“饭”,不能经常使用。经常使用,燃料消耗太高。4, 无钟与大钟布料的区别41,大钟布料是一次性的,大钟打开后,炉料在很短时间落到炉内,图3是大钟布料的炉料分布7。无钟布料是连续的,布一批料须较长时间(图4)8,大约布812圈。图5是无钟布料示意图9。由于料流较慢,无钟的粒度偏析严重(图6)2。图3,大钟布料的炉料分布(高炉布料规律,277页表56)图4 图5,无钟布料示意图 图6 粒度偏析42,大钟布料的炉料分布,位置比较固定,每批料的堆尖位置只能在炉喉间隙以内。利用不同料线、不同批重、不同装料次序及不同装料方法,改变炉料分布;而无钟,通过改变溜槽角度,可以将炉料,布到任何位置、并且有多种不同的布料方式(图7)。 图7 无钟可将炉料布到任何位置43,溜槽旋转产生离心力,使溜槽外侧的炉料堆角变小,外侧料面较平坦,当多环部料时,形成炉料平台。大钟布料则无此特点。图8,布料形成的平台5,无钟布料操作51,单环与多环无钟的特点,导致:A,单环布料,偏析严重,特别是粒度不均匀的炉料。单环布料,扩大了无钟的缺点,降低了无钟的优势。B,单环布料时,改变或试验不同装料制度,比较困难。变动结果,不仅影响边缘煤气分布,同时也影响中心,改变布料,引起的变化较大。 边缘 中心 中心 边缘 图9 改变单环示意图多环布料,按要求将炉料加到一定的位置,可以满足冶炼需要。多坏,才能充分发挥无钟作用。通过多环布料,保持高炉中心活跃,边缘有足够的煤气流通过,以保证高炉顺行。多环,调剂煤气分布更灵活,更有利于高炉强化。在多环条件下,改变煤气分布,一般通过改变边缘或中心的矿或焦的环数,即可实现,不必改动所有各环。改后是否准确,也容易判断。多环,把粉料分散到较大的面积内,从而降低了粉料的破坏作用,提高了料柱透气性。52, 边缘料面平台 稻叶晋一等总结加古川高炉布料经验,边缘炉料在炉喉内形成一定宽度平台,高炉顺行很好,由此作为无钟布料规律,得到推广【10】。 图10,平台53,无钟布料实例按生产需要,确定布料方式。图11是追求低焦比、高产量的、中心发展型的煤气分布所作的不同装料生产过程9。图11 千叶6号炉的布料实践10 图11是追求低焦比、高产量的、中心发展型的煤气分布所作的不同装料生产过程9。图5左边的横座标是布料角度,1是边缘位置,10是中心位置。黑的是矿,白的是焦;纵座标本是布料圈数。右图是不同装料方法的煤气分布结果。最上边是5月,最下边是10月的煤气分布。图中4个月的4次改变,边缘第一环(520)、第二环(50.50)布的矿石和焦碳始终未变。第一次改变,仅变更第五、第六环(图中上部,5月到6月)。以后两次改变,均在37环之间。这正是多环部料的优点。从下图可以看到,边缘煤气利用率并未发生变化,中心煤气利用率逐次提高。图12是日本一座高炉的布料操作结果12。图中第一列是布料方法,第二列是炉料分布,第三列是炉喉煤气及温度分布,第四列是冷却壁温度分布。从图中第三列看到,径向煤气温度和煤气中的CO2%含量是相反的。从第四列中看到,布料对后温度的重要影响。图125.4,宝钢布料13: 宝钢重视布料平台。矿石在炉内形成自炉墙起1.31.7米宽的平台。具体的布料方法和布料的相关考虑见图13、表9。图13表9 2004年3月宝钢无钟布料操作:炉别容积dm系数冶炼强 度焦比kg煤比kg风温0CCO2富氧炉渣碱度铁水Si,%炉料结构,烧结矿球团矿生矿1406313.42.231.06261207124422.802.601.220.367751824063142.171.03309164122922.71.880.347751834350142.351.07273202124823.32.841.24.2877518装料制度:炉别hmWKtWJtK 环数J 环数123203456740089101232034567400891011-1.513124.721.213126.73333233332331.213124.73333233332355,其他厂经验 A,上钢一厂炉别容积dm系数冶炼强 度焦比kg煤比kg风温0CCO2富氧炉渣碱度铁水Si,%炉料结构,烧结矿球团矿生矿3250011.12.4369110116021.671.671.160.39-0.4182126炉别hmWKtWJtK 环数1500247.5345.5443540.563773483192710230111831.56014.41344J 环数222122 布料分11环。较分10环或分偶数环,有明显的有点,即有一个偶数环,将炉喉面积,等分。如分11环时第6环等分炉喉面积。上钢一厂3高炉,炉喉面积分11环。次炉布料,焦炭布到中心方向较明显。B, 首钢 2004年3月炉别容积dm系数冶炼强 度焦比kg煤比kg风温0CCO2富氧炉渣碱度铁水Si,%炉料结构,烧结矿球团矿生矿1253611.562.161.1340887.310560.21.080.5875.815.88.4装料制度:炉别hmWKtWJtK 环数123423052662973283593701011.247.513.9525J 环数52221123首钢当时焦炭强度不佳,焦炭在较大范围分布。 C,昆钢6高炉炉别容积dm系数冶炼强 度焦比kg煤比kg风温0CCO2富氧炉渣碱度铁水Si,%炉料结构,烧结矿球团矿生矿1.22000102.01.024526210301.040.49751411装料制度:炉别hmWKtWJtK 环数1100222.2327.2431.7535.7639.2742.1844.6946.81048.81150.311.247.513.92231J 环数1100222.2327.2431.7535.7639.2742.1844.6946.81048.81150.3225678 典型的中心加焦。 D,武钢炉别容积dm系数冶炼强 度焦比kg煤比kg风温0CCO2富氧炉渣碱度铁水Si,%炉料结构,烧结矿球团矿生矿215368.92.231.14408128112819.280.921.070.5276420装料制度:炉别hmWKtWJtK 环数122.2229333436.8540.5643.5746843.5948.51050.31150.311.247.513.92233J 环数110222.2329433536.8640.5743.5846948.51050.31150.312222 矿石反复布料(见红字): 6 7 8 943.5 46 43.5 48.5 2 2 3 356,不同先进高炉的温度分布曲线见图14。图14 煤气温度分布【13】6,布料新动向高炉按自己的需要,采取不同的装料方法。日本川崎公司,研究逆向布料,炉料从中心开始(图13),和传统布料不同13,炉料在炉内很少位移或滚动。这种探索精神,表现继续挖掘潜力的决心。 图13 逆向布料参考文献2 前田久纪等,高炉装入物分布制御,制铁研究,第325号(1987),2133。5 陈欣田,高炉正正分装大料批的技术操作,首钢科技,1982,12,1-11。6 陈家华,石钢高炉使用大小料批混装降低焦比的经验,1964年10月,油印本。7.,1959,10,869880。8 E.Legille,Ironmaking Proceedings,32(1973),144162.9 MNomura, etc.,Ironmaking Proceedings,v.43(1984),111117。【10】稻叶晋一等,神户制钢技报,1984,34(4),4247。11 JKurihara,etc.,Ironmaking Proceedings,v.40(1980),113122。12 W.K.Lu (by Edited),OPTIMUM BURDEN DISTRIBUTION IN BLAST FURNACE,Canada,1978,10-110-7。13 余琨等,高炉喷煤,东北大学出版社,1995年第84-88页。14 佐藤 健等,铁钢,Vol86(2000),No.10,813。附:邯钢5高炉(初期)hWKWJK 环数mtt148.5247345443540.56387358329281022.51.247.513.910J 环数55不论矿石或焦炭,均不向高炉靠近中心。起初用布料校正,少加重边缘,高炉立即难行,风量大减,高炉不接受,生产损失很大。装料方式举例如下:(改变一例)hWKWJK 环数mtt146244341.5439537635732.582992310181.247.513.975J 环数2222212 这是我最沉重的冶炼经历之一。hWKWJK 环数mtt146244341.5439537635732.582992310181.247.513.91341J 环数321135曾两次用焦炭热洗,按经验,足以起作用,但并未奏效。
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