高炉工艺装料制度

装料制度

1.装料制度的概念

炉料装入炉内的方式方法的有关规定，包括装入顺序、装入方法、旋转溜槽倾角、料线和批重等。

2.炉料装入炉内的设备

钟式炉顶装料设备和无钟炉顶装料设备。

3.影响炉料分布的因素

◆装料设备类型(主要分钟式炉顶和布料器，无钟炉顶)和结构尺寸(如大钟倾角、下降速度、边缘伸出料斗外长度，旋转溜槽长度等)。

大钟倾角愈大，炉料愈布向中心。现在高炉大钟倾角多为50°～53°。

大钟下降速度和炉料滑落速度相等时，大钟行程大，布料有疏松边缘的趋势。大钟下降进度大于炉料滑落速度时，大钟行程的大小对布料无明显影响。大钟下降速度小于炉料滑落速度时，大钟行程大有加重边缘的趋势。

大钟边缘伸出料斗外的长度愈大，炉料愈易布向炉墙。

◆炉喉间隙。

炉喉间隙愈大，炉料堆尖距炉墙越远；反之则愈近。

批重较大，炉喉间隙小的高炉，总是形成“V”形料面。

只有炉喉间隙较大，或采用可调炉喉板，方能形成“倒W”形料面。

◆炉料自身特性(粒度、堆角、堆密度、形状等)。

◆旋转溜槽倾角、转速、旋转角。

◆活动炉喉位置。

◆料线高度。

◆炉料装入顺序。

◆批重。

◆煤气流速。

4.钟式炉顶布料的特征

◆矿石对焦炭的推挤作用。

矿石落入炉内时，对其下的焦炭层产生推挤作用，使焦炭产生径向迁移。

矿石落点附近的焦炭层厚度减薄，矿石层自身厚度则增厚；但炉喉中心区焦炭层却增厚，矿石层厚度随之减薄。

大型高炉炉喉直径大，推向中心的焦炭阻挡矿石布向中心的现象更为严重，以致中心出现无矿区。

◆不同装入顺序对气流分布的影响。

炉料落入炉内，从堆尖两侧按一定角度形成斜面。

堆尖位置与料线、批重、炉料粒度、密度和堆角以及煤气速度有关。

先装入矿石加重边缘，先加入焦炭则发展边缘。

5.无料钟布料

无料钟布料特征

◆焦炭平台：高炉通过旋转溜槽进行多环布料，易形成一个焦炭平台，即料面由平台和漏斗组成，通过平台形式调整中心焦炭和矿石量。

平台小，漏斗深，料面不稳定。平台大，漏斗浅，中心气流受抑制。

◆采用多环布料，形成数个堆尖，小粒度炉料有较宽的范围，主要集中在堆尖附近。在中心方向，由于滚动作用，大粒度居多。

◆无料钟高炉旋转滑槽布料时，料流小而面宽，布料时间长，矿石对焦炭的推移作用小，焦炭料面被改动的程度轻，平台范围内的O／C比稳定，层状比较清晰，有利于稳定边缘气流。

布料方式

◆单环布料。溜槽只在一个预定角度做旋转运动。其控制较为简单，调节手段相当灵活，大钟布料是固定的角度，旋转溜槽倾角可任意选定，溜槽倾角α越大炉料越布向边缘。当αC>αO时边缘焦炭增多，发展边缘。当αO>αC时边缘矿石增多，加重边缘。

◆螺旋布料。从一个固定角位出发，炉料以定中形式在进行螺旋式的旋转布料。每批料分成一定份数，每个倾角上份数根据气流分布情况决定。如发展边缘气流，可增加高倾角位置焦炭分数，或减少高倾角位置矿石份数，否则相反。每环

布料份数可任意调整，使煤气流合理分布。

◆扇形布料。可在6个预选水平旋转角度中选择任意两个角度，重复进行布料。可预选的角度有0°、60°、l20°、l80°、240°、300°。这种布料方式为手动操作，只适用于处理煤气流分布失常，且时间不宜太长。

◆定点布料。可在11个倾角位置中任意角度进行布料。这种布料方式手动进行，其作用是堵塞煤气管道行程。

无钟炉顶的运用

运用要求：

◆焦炭平台是根本性的，一般情况下不作调节对象；

◆高炉中间和中心的矿石在焦炭平台边缘附近落下为好；

◆漏斗内用少量的焦炭来稳定中心气流。

运用要求的控制：

正确地选择布料的环位和每个环位上的布料份数。

环位和份数变更对气流的影响如表4—3所示。

表4—3环位和份数对气流分布影响

表中可知，从l～6对布料的影响程度逐渐减小，1、2变动幅度太大，一般不宜采用。3、4、5、6变动幅度较小，可作为日常调节使用。

无钟炉顶和钟式炉顶布料的区别

无钟炉顶和钟式炉顶布料的区别如表4—4所示。

表4—4无钟炉顶和钟式炉顶布料的区别

6.批重

批重对炉喉炉料分布的影响

批重变化时，炉料在炉喉的分布变化如图4—3所示。

图4—3 批重对炉喉分布的影响

◆当y0=0，即批重刚好使中心无矿区的半径为0，令此时的批重W=W0，称为临界批重。

◆如批重W>W0，随着批重增加，中心y0增厚，边缘yB 也增厚，炉料分布趋向均匀，边缘和中心都加重。

◆如批重W

◆当n=d／2时，即堆尖移至炉墙，W减小则中心减轻；若W

给批重W0和△W以一定值，可算出yB、y0和yG，即边缘、中心和堆尖处的料层厚度。yB／y0、yG／y0和W0+N △W的关系构成的炉料批重特征曲线图4—4。

W0+N△W

图4—4 炉料批重的特征曲线

曲线有3个区间：激变区、缓变区和微变区，其意义如下◆批重值在激变区时，批重波动对布料影响较大，边缘和中心的负荷变化剧烈，正常生产不宜选用此种批重。

◆原料好，设备和操作水平高时，批重可选在微变区，此区炉料分布和气流分布都稳定，顺行和煤气利用较好；但增减批重来调剂气流的作用减弱。

◆若炉料粉末较多，料柱透气性较差，为防止微变区批重，宜选用缓变区批重，其增减对布料的影响介于上述两者之间。少许波动不致引起气流较大变化，适当改变批重又可调节气流分布。

批重决定炉内料层的厚度。批重越大，料层越厚，软熔带焦层厚度越大；此外料柱的层数减少，界面效应减小，利于改善透气性。但批重扩大不仅增大中心气流阻力，也增大边缘