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对中部调剂的思考

浏览次数: 日期:2019年4月15日 09:31

高炉中部调剂是指通过对高炉炉腹炉腰或炉身下部冷却水压水量水温的调剂与控制,从而达到消除或防止高炉在此部位的结厚结瘤,稳定渣皮,保证炉衬规整的一种调剂手段。多见于对高炉炉墙结厚后的辅助处理手段,常用的方法一般为通过严格控制冷却构件供水压力和水量,从而提高进水温差,以期使冷却构件热面温度升高,达到使粘结物熔化脱落的目的。

对于一般的炉墙结厚的处理通常都会在洗炉的同时辅以中部调剂,以期收到较好的处理效果。然而,实践证明,实施中部调剂对于炉墙结厚的处理收效甚微,即使偶有效果,其实也是洗炉效果的作用,只是两种调剂同时釆用,混淆了相互的效果而已,相反,中部调剂在运用中带来的危害却不容小觑,控制稍有不当,极易造成冷却构件的烧毀损坏。所以有人称中部调剂为高炉操作调剂中的鸡胁操作,本人虽不敢苟同,却也颇有同感,为什么这样认为呢,我们逐一进行分析。

 

一、冷却构件水流量对热流强度的影响

热流强度也称为热流通量,其定义为单位时间内通过单位面积的热流量,数值上与温差及导热物体的导热系数相关.单位为瓦每平方米.

高炉热流强度计算公式为:

P=0.278*(冷却水流量*4.2*水温差)/冷却器面积.

由冷却构件的热流强度定义可以知道,冷却构件的热流强度与高炉内高温三相(气固液)所带给冷却构件的热流量有关,计算公式中采用单位冷却面积冷却水带走的热量表示热流强度,只是为定量的表示冷却构件的热流强度而选用的纯数学表达式.冷却水量及水温差变化并不能影响热流量,也不影响冷却构件所承受的热流强度.所以控制冷却水流量使水温差升高并不能影响通过冷却构件的热流强度.真正影响冷却构件热流强度的是高炉内通过冷却构件热面的气固液三相所带来的热量..

那么控制冷却水量会不会使冷却构件热面温度升高呢?由热流强度计算公式可得出,当热流强度P一定时,冷却水量和水温差成反比关系,即水量增加,水温差会下降,反之,水量减少,水温差会升高,这是以纯数学的公式得出的结论(即我们假定水量对热的传导率不产生影响).事实上,当水量无限增大时(这种可能受管道直径影响也不可能实现)冷却水温差将会无限减小趋近于零.当水量无限减小趋近于零时,水温差会不会无限增大呢?一定不会,因为水到100度会汽化,汽化吸收大量热量,使冷却构件温度降低,当然当水量无限减小,水的汽化亦不足以吸收冷却构件热面热量时,会导至冷却构件热面温度上升而烧毁.所以控制水量可以导致冷却构件热面温度上升,但上升的温度有限,我们知道,对于铸铁冷却构件来说,其热面承受的安全温度是不大于400度,当大于400度时,会使其晶相发生变化而损坏.所以控制水量使水温差升高所能使冷却构件热面温度升高的最大值不超过400度,否则冷却构件烧毁.显然400度的温度是不足以使炉墙粘结物软化熔融的.所以从这一点看,控制水量使冷却构件热面温度升高对处理炉墙结厚基本无意义,只会加快冷却构件的烧损速度.

 

二、粘结物的热传导率对热流强度的影响

对于表面结厚或挂渣的冷却构件来说,因为粘结物一般为灰质的渣性粘结,其热传导率很低,即使是铁质粘结物,其最里层也是有一层渣性粘结或者是渣质与铁质的混合体,其热的传导率都很低(约为1.2W/m.k),这使得结厚部位冷却构件表面的热流强度急剧降低,而热流强度的降低又加剧了粘结物的形成和结厚,形成恶性循环.这样一方面控制冷却水不会增加冷却构件热面的热流量,另一方面,粘结物极低的热传导率使炉内高温热流很难传到冷却构件热面使其热流强度增加,这也说明,处理炉墙结厚想要靠增加冷却构件热面热流强度来使粘结物软化熔融从而脱落是很难的。

 

三、影响冷却构件热流强度的因素

实践表明,通过中部调剂仅能在一定范围内轻微影响冷却构件热面温度,对炉墙粘结物或渣皮的粘结与脱落影响甚微,真正影响粘结物或渣皮脱落与重塑的因素主要与炉渣的物化性质和通过冷却构件的表面热流强度有关。炉渣的物化性质决定了炉渣的软化熔融温度(或固结温度),也就是决定了挂渣温度,是内因。而热流强度决定了结厚部位或渣皮所能得到的温度,为外因。内外因结合形成了冷却构件表面结厚或渣皮的厚度。实际生产中由于炉料结构相对稳定及对生铁质量的要求,炉渣的物化性质也相对稳定,挂渣温度也基本确定(洗炉除外)。要改善结厚及渣皮厚度,只有通过改变热流强度从而改变结厚或渣皮所能得到的温度实现。

影响热流强度的因素主要与通过其表面的气固液三相温度和通量有关,炉内煤气流分布形态又直接决定了三相所能得到的温度,因而,改变煤气流分布可以改善通过炉衬表面的热流强度,影响结厚或渣皮厚度。

 

四、影响冷却壁热面温度的因素

由以上分析可得出,影响冷却壁热面温度的因素主要是热流量,其次是冷却构件对热的传导率,而冷却介质对冷却壁热面温度的影响佷小,几乎可以忽略,(除非将水停掉但接着也会带来冷却构件的损坏)。热流量受炉内煤气流分布影响,热的传导率受冷却构件材质的影响,如近年来普遍釆用的铜质冷却壁,其热传导率远优于铸铁冷却壁,其热面温度通常要低于铸铁冷却壁。

 

小结

1中部调节的任务是通过对冷却介质的控制保证冷却构件的正常运行延长冷却构件使用寿命,对结厚和挂渣的厚度影响甚微。

2热流强度,挂渣温度是影响结厚和挂渣厚度的外因和内因。直接影响其脱落和厚度。

3冷却构件材质决定了其对热的传导效率,也决定了其热面所能得到的温度。

(转自 头条号 高炉炼铁技术分享

 

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该资讯的关键词为:高炉炉墙  高炉水温差  高炉冷却水