高炉布料操作讲解.docx
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高炉布料操作讲解
高炉布料操作(提纲)
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0.35—0.45之间。
上升的煤气对炉料的阻力约占料柱有效重量的40
—50%。
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10°,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
1
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
8.31
~\
22
17:
佃一18:
50
1
22
22:
28
22:
45—23:
23:
58—4:
13
1
1
58
9.1
22
5:
50
6:
05—&15
8:
15—12:
52
1
1
1
22
15:
55
16:
07—仃一
17:
45—21:
56
1
1
46
9.2
18
4:
08
4:
05—7:
33
7:
33—11:
49
1
1
累计
7小时20分
18小时51分
5
3
2
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)。
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[2][3]。
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2[4]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。
0.1
0.09
0.08
0.07数
系0.06力
阻0.05
0.04
0.03
0.02
*550
.1002—
2毀6
+2580*403T3350505067415807
25040336*135350*41585
蹲翥卅64羸
丼巒14036122i5)0*5444158
£15i6i6P*62^4158
'12601009
•11車1050
■11
二世0
13
.4236
"00
3x50■40633>1513
摯00_零2324197"4蜒0卻558°3000
632857
*4617*61^27703»»仃19魁0‘2000
5026.3200
*4288*21562700
2000
+3016
鼻3000
020406080100120140160
高炉数据组数,个
图2,不同容积高炉的阻力系数(图中数据是高炉容积)
3.1,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(1327m3)
日期
Wk
ak
aJ
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
kg
kg
m3/分
吨/日.m3
kg
kg
8-15
29.5
36
31
2942
417
515
2614
1.163
417
515
16-19
33
37
32
2864
418
528
2560
1.139
407
514
20-28
35
38
33
2991
402
511
2617
1.166
389
501
日期
煤气,%
半径煤气分布,
%
塌料
CO2
CO
nco
1
2
3
4
5
次/日:
8-15
18..66
24.2
43.54
17.92
19.5
19.22
17.04
9.69
1.25
16-19
18.63
24.3
43.4
18.5
19.37
19.33
17.22
10.72
1.5
20-28
18.89
23.22
44.86
18.18
19.36
19.13
18.36
10.82
0.78
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
[Si]
kg
%
%
%
kg
kg/t
0C
/3
g/m
%
8-15
1708
58.69
12.39
16.56
19
952
1162
14.17
0.54
16-19
1718
58.6
12.56
16.22
23
982
1181
14.65
0.50
20-28
1678
58.68
12.64
16.00
24
971
1153
9.72
0.50
3.2,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(1036m3)的实践结果。
表6
时间
日产
冶强
CO2
nco
装料
料线
W
VJ
K/J
透指
风量
t
t/日.m3
%
%
%
m
t
t
Q/△P
m3/分
1-20/1
2015
0.996
17.5
41.4
同装
1.75
23.1
6.01
3.846
1624
1889
1-9/2
2140
1.072
17.7
41.9
分装
2.0
24.1
5.94
4.06
1734
1990
18-25/2
2130
1.008
17.9
42.5
分装
2.0
26.3
6.33
4.15
1670
1945
时间
焦比
燃料比
校正焦比
校正燃料比
kg
kg
kg
kg
1-20/1
395
510
[482
542
1-9/2
393
511
420
545
18-25/2
374
490
[400
516
3.3,综合装料⑸:
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.
3m
kg
kg
kg
kg
kg
1-13/5
KKJJJ
2.639
381
381
163.8
544.8
544.8
14-24
KKJJJJ
2.679
375
377
162.5
539.5
537.5
25-29
KKJJJJ
2.104
363
366
123.8
486.8
489.8
26-29/6
K1.5J
KJJJ1.5J
2.875
366
375
138.8
504.8
513.8
时间
风量
风压
透指
煤气CO2
nco
边缘CO2
中心CO
m3/分
kpa
Q/AP
%
%
%
%
%
1-13/5
1476
1.65
1713
15.77
35.88
6.7
8.5
14-24
1487
1.62
1770
15.45
35.65
7.0
8.7
25-29
1191
1.28
1726
17.19
39.15
11.9
10.9
26-29/6
1487
1.62
1728
17.28
38.53
13.4
7.3
3.4,大小料批混装⑹:
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&具体方法是:
mA+nBA=KKJJJKK=20吨
B=KJJKJJK=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
厂3
t/日.m
kg
fkg
t/日.m3
次/日:
次/日
次/日
0c
1-10/1
KKJJJ
1.5m
1.34
718
0.942
2.93
1.4
0.8
818
11-31
(2A+3B)
J1.5m
1.476
692
701
1.01
3.18
1.2
0.6
828
时间
结矿比
Tfe
焦灰
[Si]
加湿
CO2
煤气半径分布,%
%
%
%
%
3g/m
%
1
2
3
4
5
1-10/1
100
42.31
15.01
1.28
25.5
13.7
7.6
12.4
14.5
12.9
10.6
11-31
98.13
43.28
15.4
1.23
27
14.2
8.5
12.6
14.4
11.8
9.4
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。
3.5,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+JJJJ
3.6,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:
JJJJo
mKKJJ+JJKK
3.7,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
4.1,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8—12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]。
31"
图3,大钟布料的炉料分布(高炉布料规律,277页表56)
卸料时间海
O
___L=H)oK)pooQ5O50757-
图5,无钟布料示意图
粗粒
图6粒度偏析
4.2,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)。
单坏布斜
定点布料
廂形布料
图7无钟可将炉料布到任何位置
4.3,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
5.1,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。
Z\
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。
5.2,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】。
炉喉向度
图10,平台
5.3,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]。
19勇年5口皆丁石□焦垠
9
10
円79年&月BI旷石□焦疑
54321
C)
中心
1979^7月■旷石□焦眾
LM9年⑴月■旷方□焦按
E09R7654
4
45&7
煤气取样f立呂
910
炉墙
32
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(52°)、第二环(50.5°)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3—7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是日本一座咼炉的布料操作结杲[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C02%含量是相
反的。
从第四列中看到,布料对后温度的重要影响。
EKI-电1Ms匸武MBB=-咅占・
0齐”!
*亠却呼
k?
e41jc*r>"1Kii-h和巾*7・丄0・・
图12
5.4,宝钢布料[13]:
宝钢重视布料平台。
矿石在炉内形成自炉墙起1.3—1.7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。
档位
5
1.23m
矿万
圈数
合阶边缘
1林
台晞边垛矿
■L1
1
1234567S9
栏位
A洌
档位
6
1,50m
旷石
I网
图13
議豪4仁
序
co
(V
K
叭
r
/
%
f
VJ
£
$
rItHfr
Jmmuisms
72«
也31
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lift
逾
C]J3)UKlQU4JHIXJ
13»MIK1
亦
«K«r
sa.4
LU
1輻
144
◎
su<
053
4^3
-
12Kr
霜
lEJ4S.uarrZUUCT03U13XI
IHU1L1U3£X1
S70
d处
5U.4
Ifit
Ul
139
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
0c
CO2
%
富
氧%
炉渣碱度
铁水
Si,%
炉料结构,%
烧
结
矿
球团矿
生矿
1
4063
13.4
2.23
1.06
261
207
1244
22.80
2.60
1.22
0.36
77
5
18
2
4063
14
2.17
1.03
309
164
1229
22.7
1.88
0.34
77
5
18
3
4350
14
2.35
1.07
273
202
1248
23.3
2.84
1.24
.28
77
5
18
装料制度:
炉别
hm
Wk
t
Wj
t
ak环数
a'环数
1
2
320
3
4
5
6
7
40°
8
9
10
1
2
320
3
4
5
6
7
400
8
9
10
1
1-1.5
131
24.7
2
1.2
131
26.7
3
3
3
3
2
3
3
3
3
2
3
3
1.2
131
24.7
3
3
3
3
2
3
3
3
3
2
3
5.5,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
0c
CO2
%
富氧%
炉渣
碱度
铁水
Si,%
炉料结构,%
烧
结
矿
球团矿
生矿
3
2500
11.1
2.4
369
110
1160
21.67
1.67
1.16
0.39-0.41
82
12
6
炉别
hm
Wk
t
Wj
t
ak环数
1
50°
2
47.5
3
45.5
4
43
5
40.5
6
37
7
34
8
31
9
27
10
230
11
18
3
1.5
60
14.4
1
3
4
4
a环数
2
2
2
1
2
2
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
0C
CO2
%
富
氧%
炉渣
碱度
铁水
Si,%
炉料结构,%
烧结
矿
球团
矿
生矿
1
2536
11.56
2.16
1.13
408
87.3
1056
0.2
1.08
0.58
75.8
15.
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- 高炉 布料 操作 讲解
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