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高炉出铁两场温度相差较大的的原因分析

 高炉炼铁技术 2022-05-16 发布于河南

      近期,有网友提出高炉出铁两场温度相差较大的问题,希望能对其温度差别较大的的原因及应对措施进行一些基础的分折和探讨。对于两个或三个铁口的大中型高炉,两场出铁温度差别较大的现象,并非个例,这种现象在不少双铁口高炉上都会时有发生或者在一个较长时间段内存在,而且两场温度的差别也有大有小,轻者不足为虑,重者两场温度差距可达到20-30度左右。虽然,两场温度的差别短时间内不会对高炉的稳定顺行产生较严重的影响,但对于一向追求完美的炼铁人来说,这无疑也是一块心病,挥之不去,搁置揪心。

      探讨两场温度产生较大差别的原因,首先应理解影响渣铁温度变化的一些因素。无论是大高炉还是中小型高炉,影响渣铁温度的首先是焦炭负荷,这是影响渣铁温度的最直接因素;其次是入炉料的冶金性能,特别是炉料的软融特性、还原性等,当然也包括对造渣制度的选择,它们对渣铁温度的影响主要是通过软融带位置的改变从而影响炉料的预热还原时间、影响渣铁滴落入炉缸时的热焓,从而影响渣铁温度;最后就是煤气流的分布形式,煤气是热量的携带者和传递者,不同的煤气流分布形式直接影响炉内的温度场的分布,从而影响渣铁所能得到的温度水平,常见的如中心气流发展的煤气流分布形式相对边缘发展的煤气流分布形式的渣铁温度水平要高。另外,也有同行认为,风口前理论燃烧温度的水平不同,也会影响渣铁所能达到的温度,理论上来说,应该是正确的,但一般高炉的理论燃烧温度都控制在2100-2300度左右,而渣铁温度在1350-1550度左右,远低于理论燃烧温度的水平,因此无论理论燃烧温度是高还是低,渣铁滴落过回旋区时都会吸收热量使温度升高,其所能得到的温度与其滴落过回旋区的时间有关,而受理论燃烧温度水平高低影响不大。

      对于同一高炉来说,两场温度差别较大,显然与负荷、炉料特性、造渣制度及理论燃烧温度等因素关系不大。因为无论哪一方向的出铁场,对炉内相同方向对应的炉料的焦炭负苻、炉料特性、炉渣碱度等都基本是和另一场是一样的,不会产生较明显的差别,也就不会产生较明显的温度差别。

      所以,能够使两场渣铁温度产生较大差别的唯一原因,也就是两场所对应的方向上的煤气流分布的差别了,煤气流在高炉周向分布的不均匀导致了两场渣铁温度的差别,而形成高炉周向煤气流分布不均的原因可归纳为以下几点:

      1、风口进风状态不匀,如风口面积不一样,或围管远进风端和近进风端压力阻损较大以致两场方向上的进风量差距较大。

      2、喷吹不匀,两场方向上差别较大的;

      3、布料偏析,各种原因导致的周向布料不均匀,从而导致两场上方料柱透气性有较大差别;

      4、炉喉中心与溜槽布料中心及风口水平面的中心不在同一竖直线上,即三心不照,使布料偏析较大;

      5、各种原因造成的炉体倾斜也使炉喉中心与风口水平面中心相差较大,使炉料分布及煤气流分布产生较大偏析;

      6、炉衬侵蚀程度差别较大,两场方向的炉衬侵蚀程度相差较大,也使煤气分布及炉料分布两场侧存在较大差别;

      事实上不仅是两个以上铁口的大中型高炉存在两场渣铁的温度差别,对于单铁口的小型高炉,因边缘煤气流分布与中心煤气流分布的不同,也存在出铁前期和后期的温差现象,温差的产生是煤气流分布不同的结果,而与负荷、造渣制度、理论燃烧温度等因素关系不大。

      当然,也有同行认为是炉缸不活造成的两场温度差别,但个人认为,除非是炉缸严重的堆积,或者是局部的堆积或者是某一场方向冷却器严重漏水,也有可能形成两场温度差别较大,否则的话,多数情况下的两场温度差别大并未见有炉缸堆积的明显征兆,所以,炉缸堆积也可能产生两场温度的差别,但不是所有的两场温差都是炉缸堆积产生的。当然,这也只是个人观点,正确与否,也需要实践的检验与验证。

      关于两场温度差别较大的处理措施,其实最好的方法就是找出引起煤气流分布不匀的原因并努力去克服,当然,这中间多数因素因与高炉本体的设计建造或生产炉型有关,很难在短时间内克服或基本不可能克服,能够釆取的措施也就相对有限了,主要包括:

      1、根据实际情况调整局部风口进风面积。如偿试适当增加两场中温度高的一侧的进风面积,或缩小温度低的一侧的进风面积。

      2、保证顺行的情况下,适当压制边缘气流发展中心气流,边缘气流周向分布不匀是煤气流分布不匀的主要矛盾,适当压制边缘气流,可以有效缩小周向煤气流分布不匀的程度,使周向煤气流分布趋于均匀,从而减小两场温度差别。

      3、增加两场中温度高的一侧的出铁次数,一方面可以改善这一侧料柱透气性,增加进风量,提高这一侧下料速度,另一方面,减少这一侧炉缸渣铁滞留量,使上方滴落的渣铁能快速通过回旋区,缩短在回旋区的滞留时间,从而使温度降低。

小结:1、引起两场温度差别的本质是两场方向上煤气流分布的不匀形成的。

       2、努力保证煤气流分布的周向均匀性是保证两场温度均匀的基础。

       3、调整风口布局、发展中心气流,调整两场出铁次数,可以在一定程度上改善两场温度差别大的现状。

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