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在传统高炉操作中，为了降低燃料消耗，降低生产成本，都提倡顶温越低越好，这样有利于提高煤气利用，减少能量损失。但近年来，顶温经常出现偏低的情况(顶温长期低于100度)，过低的顶温会使除尘布袋结露粘结灰尘透气性差，压差高，反吹效果差，容易使布袋板结损坏。这给干法布袋的正常使用带来较大影响，更有甚者，重力流水放不出灰，使高炉煤气没有出路，严重影响高炉的正常生产,现就针对顶温低原因及一些应对措施作一些总结，希望能抛砖引玉，探讨出有效的解决途径： 一造成顶温过低的原因分析 1理论方面影响顶温的因素 从热交换角度分析,高炉炉顶温度主要由料面以上空区的温度及W料/W气决定,当空区温度一定时,顶温由W料/W气比值确定,比值越小,煤气在热交换中损失的热量越少,则顶温越高,相反,比值越大,则顶温越低.. 从热平衡角度分析,高炉上部热量的支出主要包括预热炉料使炉料升温,石灰石分解吸热及上部冷却热量损失,热量的收入主要来自风口区碳素的燃烧,中温区间接还原反应放热及炉料带入的部分显热,忽略炉料带入的显热后,则顶温主要由煤气从高温区离开时带入的热量和部分间接还原放出的热量,当高炉生产及操作一定时,焦比一定,顶温的高低主要取决于间接还原反应进行的程度, 2实际生产中影响顶温的因素 从高炉热交换及热平衡理论中可以看出,影响高炉顶温的因素很多,现列举出实际生产中对一些对顶温可能造成影响的因素以供讨论 1) 炉料的性质,不同的炉料结构其物理性质各不相同,水当量也不一样,从而影响着W料的值不同,当炉料的水当量过大时,在上部热交换区强烈吸热,以至于顶温降低较快,其次,入炉料的温度是炉料带入的显热,入炉料温度高低也是影响高炉顶温的一个因素,另外,焦炭水分含量也影响着顶温的高低,焦炭含水份越高,水份蒸发吸收的热量越多,顶温越低. 2) 炉料的化学成份及性质,我们知道,在高炉内部在小于570度时,铁氧化物的间接还原反应全部是放热反应,在大于570度的中温区,除磁铁矿的间接还原反应是吸热反应外,其余全为放热反应,所以炉料结构中磁铁矿占比越大,其在中温区的间接还原反应吸热越多,同时因为铁氧化物的间接还原反应基本上都是放热反应,发展间接还原有利于提高顶温,当炉料结构中含有较多碳酸盐时如石灰石时,碳酸盐的分解是吸热反应,也会使顶温降低.最后,入炉料的还原性好坏,是炉料在中低温区还原程度的决定性因素,炉料还原性好,气孔率高,则炉料在中低温区还原的程度高,不仅增加了在中低温区的间接还原反应(放热反应),而且减少了在高温区的直接还原(吸热反应),所以炉料的还原性越好,气孔率越高,在中低温区还原的越充分,顶温越高, 3) 喷煤量的影响:喷煤量越大,则煤气发生量越大,有利于提高顶温 4) 富氧量的影响:富氧率越高,单位生铁产生的煤气量越小,顶温越低,另外,富氧率越高,则料速越快,料速的快慢是直接影响高炉顶温的重要因素. 5) 焦比的影响,我们知道高炉热量收入主要来自于焦炭的燃烧,焦比的高低直接决定着吨铁的热量收入多少,所以焦比越高,热量收入越高,顶温自然也就越高,冶炼高标号铸造铁时,顶温甚至有控制不住的情况就是这个道理,但是通常生产中我们不希望用提高焦比的方法来提高炉顶温度,这样是不经济的, 6) 煤气流的分布对顶温的影响,通常生产中我们希望煤气流分布合理,煤气流分布越合理,煤气利用越好,则顶温应该越低,反过来说顶温越低,我们就会认为煤气利用越好,其实用顶温高低来衡量煤气利用好坏存在一个误区,我们常说的顶温越低,煤气利用越好,其实只是指的对煤气热能的利用,而不能代表对煤气化学能的利用,当然通常情况下煤气的化学能的利用率和热能的利用率是成正比的,然而当入炉料结构不同时,相同的热能利用率却不代表具有相同的化学能利用率. 二 提高顶温的方法 针对不同的高炉,提高顶温的方法也不同,生产中应从实际出发,找出影响顶温的关键因素加以改善,才能取得较好的效果,这里列出一些常规的方法供在生产中选用, 1 适当扩大矿批,实践表明,适当扩大矿批,维持合理的料速,一方面延长了两间料之间的间隔,宜于提高顶温,另一方面,改善煤气流分布,提煤气利用率,从而也有利于提高顶温. 2维持合理的富氧率,合适的富氧率一方面使料速稳定,不至于料速太快,另一方面使煤气量在合适的范围内,保证炉顶温度,实际生产经验表明,富气率对顶温的影响很小,这可能是因富氧率降低,喷煤量也会相应降低,从而单位生铁的煤气量基本维持不变而相互抵消的原因吧, 3增加喷煤量,适当增加喷煤量可增加煤气发生量,从而有利于提高顶温,但生产中应保证有合适的理论燃烧温度,不应过份追求喷煤量而使理论燃烧温度过低反而影响高炉顺行国. 4减少生矿配量和石灰石用量,提高入炉孰料率.我们知道孰料的还原性要好于生料,提高孰料率可以改善炉料的还原特性,促进间接还原,同时,尽量不用石灰石直接入炉,也可减少热量支出,有利于提高顶温 5改善烧结矿质量,提高烧结矿的还原性,这是提高顶温的关健因素,烧结矿通常在炉料结构中占比较大,改善烧结矿的还原性,可以大量促进间接还原反应,减少高温区的直接还原反应,有利于提主顶温, 6使用热烧结矿入炉,增加炉料带入的显热, 7降低入炉焦水份,可使用干熄焦,或者在焦仓上设置烘干装置,利用生产废气烘干焦炭, 以上方法因根据不同高炉实际情况选择适合本高炉的具体方法实施,不可盲目的不加选择的采用,以免造成不利影响, 结语: 1 炉顶温度偏低的根本原因是入炉料的还原性和炉料下降速度不区配,导致间接还原反应不能充分进行,直接还原反应增加,使热量收支失衡造成的一类特殊炉况,生产中应着重改善入炉料的还原性,这也是提高顶温的最有效的途径, 2 从热交换角度考虑,因选择合理的炉料结构以降低炉料的水当量,同时通过装料制度的合理运用改善高炉煤气利用,提高煤气的水当量. 3从热平衡解度来看,提高焦比有利于提高顶温,但不经济,一般不采用. 4 从节能角度考虑,提高煤气利用率是改善顶温的根本途径,实践经验表明,高炉煤气利用率每提高1%,顶温可提高30度左右. 5生产中对煤气利用率的考核,应着重考虑其化学能利用率,而以热能利用率作参考.
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