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复风初期高炉中心气流发展的原因浅析

浏览次数: 日期:2019年4月15日 10:04

细心的朋友经常发现,很多时候高炉在修风后复风初期,虽然下部风压较低,上部有时也适当釆取相对发展边缘的裝料制度,但从炉顶成像上看,往往表现为较发展的中心气流。表示很是疑惑,是炉顶成像造成的假象,还是确实是中心气流比较发展了呢,下面由高炉休风后炉内状况的变化做一下简析,希望能达到抛砖引玉的效果.

 

高炉休风后炉内状况的变化

1 正常生产的高炉,休风后,炉内物料的分布基本维持原状,当然在休风瞬间,由于回旋区的消失,风口以上整个料柱会有一个向下移动的过程,这导至软熔带也向下移动,因为在风口以上高炉在垂直方向上的温度分布是由上至下递增的,所以软融带是进入了一个温度更高的区域,这使得在休风后,软融带还会有部分的渣铁熔化滴落,另一方面,休风后的高炉虽然会及时堵风口,防止进风,但不可避免的还是会或多或少的有少量风进入炉内,这些进入炉内的少量自然风燃烧焦炭产生的煤气会沿炉墙上升,熔化还原高炉边缘的炉料.

2 休风后,高炉内最大的变化莫过于热量的损失,这也是我们日常休风下休风料的依据,不难想象,其热量损失的分布是由边缘向中心递减的,也就是说,越靠近缘,热量损失越大,这主要是炉皮散热及冷却系统的作用,而越靠近中心,其热量损失越少,对于较短时间的休风来说高炉中心热量的损失接近于零.

3 通常,高炉内的负荷分布一般是中心轻,中心以外的其它地方负荷较重,即使休风前采用较发展的边缘装制,也只是相对的,其实际负荷仍然是中心相对较轻的,这种负荷分布虽然不是休风引起的,但为了进一步讨论休风后炉内的渣铁相变化,所以在此提出.

 

休风后炉内变化对高炉滴落带的影响

首先,由以上的分析可知,高炉休风后,仍然会有少量的渣铁熔化滴落,这些由软融带滴落下来的渣铁,进入滴落速带的焦碳层以后,已还原的铁可以顺利滴入炉缸,而还原出来的初渣由于还含有较多的未还原的低价化合物(主要是亚铁),这些未还原的低价化合物在经过滴落带的焦层时,要发生直接还原,消耗大量热量,这使得已经休风后没有热量来源的滴落带温度加速降低,滴落速带温度的降低使初渣粘度增加甚至失去流动性,因而使滴落带滞留的初渣增多,严重阻碍滴落带透气透液性.这应该也是高炉休风后炉内三相不同于正常生产时的最大的变化.

其次,休风后高炉径向上的温度损失是由边缘向中心递减的, 这使得中心的温度要高于边缘的温度,也使得越是靠近高炉边缘的熔渣其温度的损失越大,粘度越大,在滴落带的滞留量也就越大.而中心由于热量损失很少,滞留的渣铁也就相对要少.

最后,由于高炉内在径向上的负荷分布也是边缘重,中心轻,所以,可以这样认为,休风后从边缘滴落下的渣铁量要大于从中心滴落下的渣铁量,这些大量从边缘滴落下的渣铁由于热量损失又最快,所以在边缘滴落带的滞留量远大于中心,

由上所述可知,休风后,高炉内从软融带到滴落带,由于热量的损失,加重了渣铁在滴落带的滞留量,使滴落带的透气透液性严重恶化,这种恶化的分布趋势是由热量损失的多少来分布的,也即边缘透气性恶化最严重,由边缘向中心逐步减缓.

 

复风后中心气流发展的原因分析

由于休风后,热量的损失不一样,导致休风后炉内特别是软融滴落带的透气透液性重新分布,这使得在送风后,虽然风压尚低,但由于滴落带边缘透气性极差或基本不透气,这就相当于变相的加长了风口,使鼓风吹向中心,所以送风后,从一次煤气流的分布来看,煤气流的分布是中心强于边缘的,

软融带对煤气的二次分布起决定作用,同样,由于软融带的热量损失同样遵循从边缘到中心逐步减弱的规律,软融带在边缘的热量损失远大于中心,使边缘透气性严重恶化,所以煤气流的二次分布仍然是中心较发展,边缘气流很弱.

再看煤气流的三次分布,我们知道,煤气流的三次分布通常受煤气流的一二次分布影响较小,主要决定于装料制度,也即由散料层的透气性及厚度决定,正常的布料,中心区是有漏斗的,这使得在散料层,中心气流发展占有优势.而透气性一方面由负荷的分布决定,另一方面也由料层的疏松程度决定,当然,负荷的分布我们已经知道,边缘一般要大于中心,这也使得气流有向中心发展的趋势,但起决定作用的应该还是料层的疏松程度.休风后复风时,料层一般比较死,透气性差,这时,哪一部分先动起来,无疑会很快改变这一部分料层的透气透液性,由于高炉下部中心煤气流比较发展,所以会促使中心料柱先疏松活动,从而带动上部散料层也疏松活动,使散料层的透气性得到改善.以上原因决定了,在很大一部分时间内,高炉休风后复风时,中心气流会首先表现为较发展,之后,随着时间的推移和逐步的加风,由中心向边缘温度逐步扩散,使边缘温度回升,滞留在边缘较多的渣铁液不断升温,流动性改善,滴落回炉缸,边缘透气性改善,从而使边缘气流逐步发展,边缘气流的发展使得中心气流逐步减弱,这是一个煤气流的三次分布都同时减弱的过程.

所以,我们说,休风后复风初期,高炉中心气流比较发展,是休风后高炉热量损失在径向上的分布不均匀引起的正常现象.认识这一规律,对于快速合理的恢复炉况也是不无裨益的.

 

应用这一现象对一些高炉炉况的解释和应用

1 计划休风复风难行.

很多朋友遇到过这样的情况,高炉生产正常,平时无计划休风,恢复很快且顺行,而有计划休风时,休风料也下得到位,却恢复艰难,时间较长,甚至引起炉况不顺,百恩不得其解.这里试着解释一下.

A有这种情况的高炉,一般平时生产边缘气流相对都比较发展,中心气流不是太畅通,无计划休风时,一般都是因事故休风,减风休风较快,高炉在较短的时间内停风.且上部也基本上没有时间改变发展边缘的料制.而有计划休风时,一般都要适当加一些有利于边缘发展的料制,并且在休风时,还要适当喷一下铁口,分几次减风,最后才停下来,从减风到休风时间较长.

B 由于高炉本身中心就不太顺畅,加之有计划休风适当的发展边缘,也造成中心较重,关健是过长的减休风时间,使得边缘气流更加发展,中心气流更弱,休风后由于边缘如上面分析的一样,一定会因热量的损失而出现边缘透气性极度恶化,而此时,由于中心本就不太畅通,就使得复风时,中心和边缘气流都受到抑制,煤气流无出路,此时如能以低风压小风量耐心等待,尚可顺利恢复炉况,如强加风,则势必吹成管道,使炉况失常.

C 对于无计划休风,由于减休风较快,高炉在基本维持原有冶炼状态下停风,而且一般这样的休风在复风时都会万分小心,风压风量不会加得过快,这使得使中心稍有不畅,也能在缘慢加风中逐步使边缘气流发展起来,使炉况顺利恢复.

2 快速加风法

国内炼铁界的前辈们,根据日常的生产经验,曾发明了高炉休风后快速加风法,三步加风法等快速恢复炉况的方法,高炉这所以能适应快速加风,是因为高炉有比较发展的中心气流,高炉复风,即使风压尚低,也会有较发展的中心气流,这为快速加风创造了条件.

3 对休风料的思考

通常的情况下,休风料会采用一些较发展边缘的装制以利于复风或保证高炉顺行,由上面的分析可知,在休风前无论怎么样发展边缘,休风后,边缘的透气性还是要首先恶化的,因此,这种休风料下法不仅不利于高炉的复风,而且由于是中心加重反而会使复风艰难,所以个人认为,休风前采取发展边缘的装料制度是有待商榷的.

 

小结

1 高炉冶炼千变万化,不变的是温度,很多的炉况多是由于温度的缺失,掌握住温度的变化趋势,就能氢握住炉况的大多数变化.

2 高炉复风初期中心气流发展,是休风后炉内温度变化的不均匀性引起的确,是正常的炉况反应,我们在日常休风时,只能运用掌握这一规律而不能逆势改变这一规律而使炉况恢复困难.

3 以上分析及看法纯属个人臆断,不具备专业分析和详尽的数据证明,仅做茶余饭后的谈资.欢迎炼铁界的朋友批评指正.

(转自 头条号 高炉炼铁技术分享

 

 

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