高炉布料操作

高炉布料操作1，高炉布料的作用1.1，布料能改变高炉产量水平、改善顺行，降低燃料消耗：布料能改变产量水平，能提高高炉接受风量的能力；改善顺行，大幅降低燃料消耗：炉内料柱的空隙度大约在0.35―0.45之间。

上升的煤气对炉料的阻力约占料柱有效重量的40―50%。

煤气分布是不均匀的，对下降炉料的阻力差别很大。

利用不同的煤气分布，减少对炉料的阻力，从而保持高炉稳定、顺行。

有了顺行，就有可能提高冶炼强度，增加产量。

1.2，通过布料能延长功率寿命边缘气流过分发展，必然加剧炉η质础Ｍü布料控制边缘气流，保护炉Α1..3，通过布料，预防、处理一些类型的高炉冶炼进程发生的事故这些类型包括：高炉憋风、难行；渣皮脱落；边缘过轻，危害很大。

边缘过轻，首先表现在炉顶温度过高。

影响炉顶温度的因素较多，边缘发展，是其中之一。

炉顶温度每降低100，大约可降低焦比3-5公斤，主要来自三个方面：A，气带走的热量；B，冷却水及炉体散热；C，煤气利用率下降。

正常冶炼水平，炉顶温度与渣量关系密切。

边缘过重，同样会带来灾难。

1982年首钢2高炉，连续发生风口压入路内事故，给生产带来很大损失：炉腹渣皮结到一定厚度，自行脱落，由于边缘煤气量不足，不能很好的熔化，大块渣皮沿炉缸壁下滑，将深入炉内的风口压入炉内。

类似的现象，在宝钢和日本也出现过。

日本把这一现象叫“曲损”。

炉墙结厚；减少一些铁中的有害元素。

装料制度也有局限性：严重的炉缸堆积，解决不了；严重的炉墙结厚，效果很小。

布料的作用，是通过不同的装料方法，改变煤气流分布，并影响软融带的形状。

改变炉料位置及矿、焦在炉喉径向的比例，是控制煤气流分布的有效手段。

双钟装料设备，炉料分布受到限制，调节煤气流的作用比较有限。

无钟的出现，克服了大钟的缺陷。

第一座无钟高炉，于1972年在蒂森公司汉博恩厂投产。

这是卢森堡阿贝尔公司的重大发明，它以全新的原理、紧凑的结构，克服了大钟布料器的缺点，使高炉布料，完成一次革命。

很快，在世界范围推广。

它通过改变旋转溜槽角度,可把炉料布到炉喉内任何位置。

2，布料操作2.1，煤气流的作用煤气分布对高炉的作用是多方面的。

煤气在高炉内的分布，分四种类型。

各种类型的作用如表3：表3，布料的作用（高炉布料规律，135页表40）2.2，软融带的形状，对高炉行程有重要影响，煤气分布在很大程度上决定软融带的形状（图1）。

图1，软融带形状及煤气分布2.3，批重的作用：批重大小，对煤气分布影响极大。

大批重普遍加重边缘及中心；小批重发展边缘及中心。

各炉在一定的条件下，均有一个临界范围。

当批重大于临界范围，随批重增加而加重中心；当批重小于临界范围，随批重增加而加重边缘或作用不明显。

依此原理，当炉料较好时，应当用大批重；外部条件变坏时，应缩小批重。

大批重，能控制气流稳定分布。

因此，随冶炼强度的提高，应扩大批重。

当炉况难行时，应缩小批重，以还取风量，保持顺行。

2.4，料线多作用：料线越深，炉料越靠近炉墙。

利用不同料线深度，可有效的调整炉料分布。

3，大钟操作；高炉最早出现于中国，已有2700年的历史。

高炉装料方法多种多样，均未流传下来。

1850年，当巴利式大钟布料器在英国出现，尽管它不能旋转并有许多缺点，还是流传了下来。

在此基础上，不断改进、完善，终于在1907年出现了“马基式”布料器，并迅速在世界范围普及。

为什么大钟布料器得到发展，能够在炼铁历史中，占有重要地位？因为它解决了高炉长期以来，一直困饶的煤气流合理发布问题。

通过大钟布料器落入炉内的炉料，形成边缘高中心低的反锥体料面。

当炉喉直径大于3.5米时，边缘和中心的料面差，已经超过1米，这就使中心的料柱透气性明显提高。

从图2看到，高炉每米工作高度的压力差大约0.04-0.07kpa，推动了煤气流向高炉中心流动。

这一作用，也为高炉扩大，奠定了基础。

大钟式布料所形成的料面，是以后各种布料器，共同遵循的准则，无钟布料也不例外。

图2，不同容积高炉的阻力系数（图中数据是高炉容积）3．1，扩大矿石批重：大批重，有利于煤气流稳定，能改善煤气利用，降低燃料比；但高炉压差可能提高，所以，扩大批重是有条件的：A，冶炼强度提高；B，高炉炉况允许。

表4 首钢2炉1982年9月数据（1327 m3）各时期的原料条件如下表，折合焦比、燃料比也按下列条件计算（表5）。

3．2，同装与分装：由于界面效应，分装的矿、焦混合与变形，较同装小，因此料柱透气性更好。

高炉一般采用分装。

表6是首钢3号炉（1036 m3）的实践结果。

表6燃料比kg 510 511 490482 420 400时间1-20/1 1-9/2 18-25/2395 393 374焦比kg校正焦比kg校正燃料比kg 542545 5163．3，综合装料：为改善煤气利用，加重边缘，发展中心，在1982年实验综合装料制度，获得良好结果。

矿石3车，分两次开大钟。

第一次按料线1.75米加料，接着不等料线第二次开大钟，加入后续料，1号炉实践结果如下（表7）：3．4，大小料批混装：为克服大钟装料的局限性，首钢曾在进入末期的3号炉用大小批重混装的方法，修补炉墙并稳定高炉气流，受到很好的效果，操作结果见表8。

具体方法是：mA +nB A = KKJJ↓ KK=20吨B =KJ↓KJ↓ K=10吨使用混装后，实际焦比下降20公斤，折算后降低17公斤。

一月份炉身下部炉墙厚度460mm，到3月7日墙厚580mm。

大批重稳定气流，小批重加重边缘，两者结合，既改善顺行，也保护了炉墙。

3．5，抽矿或抽焦：炉况不稳定，炉料又不好，不具备使用大批重的条件，可用抽矿或抽焦的方法，稳定气流。

具体做法石：mKKJJ + KKKK 或mKKJJ + JJJJ3．6，双装：出于同样理由，也可用双装。

但双装在一定程度上改变气流分布，其“双”的部分，对气流的影响，和配“双”的相反。

如下式所表示的，前一批示正装，和它相配的是倒装。

每隔m批，有一批双装，在料柱中有一个大批重：JJJJ。

mKKJJ + JJKK3．7，半倒装：20世纪60年代，钢铁生产相当困难。

原料很差，数量短缺。

高炉或经常封炉，或维持生产。

高炉难行、结瘤是经常的。

半倒装由此流行。

当时首钢（石钢）流行一句顺口溜：“小批半倒，灵丹妙药”。

“小批”，保证高炉煤气两条通路，半倒是把焦碳装到高炉边缘及中心。

这是发展两头的装料制度，煤气利用率很差，燃料比高。

可以当“药‘用，处理炉墙不干净，或因原料质量太差，保持高炉顺行。

是“药”，不能当“饭”，不能经常使用。

经常使用，燃料消耗太高。

4，无钟与大钟布料的区别4．1，大钟布料是一次性的，大钟打开后，炉料在很短时间落到炉内，图3是大钟布料的炉料分布。

无钟布料是连续的，布一批料须较长时间（图4），大约布8―12圈。

图5是无钟布料示意图。

由于料流较慢，无钟的粒度偏析严重（图6）。

图3，大钟布料的炉料分布（高炉布料规律，277页表56）图4图5，无钟布料示意图图6 粒度偏析4．2，大钟布料的炉料分布，位置比较固定，每批料的堆尖位置只能在炉喉间隙以内。

利用不同料线、不同批重、不同装料次序及不同装料方法，改变炉料分布；而无钟，通过改变溜槽角度，可以将炉料，布到任何位置、并且有多种不同的布料方式（图7）。

图7 无钟可将炉料布到任何位置4．3，溜槽旋转产生离心力，使溜槽外侧的炉料堆角变小，外侧料面较平坦，当多环部料时，形成炉料平台。

大钟布料则无此特点。

图8，布料形成的平台5，无钟布料操作5．1，单环与多环无钟的特点，导致：A，单环布料，偏析严重，特别是粒度不均匀的炉料。

单环布料，扩大了无钟的缺点，降低了无钟的优势。

B，单环布料时，改变或试验不同装料制度，比较困难。

变动结果，不仅影响边缘煤气分布，同时也影响中心，改变布料，引起的变化较大。

边缘中心图9 改变单环示意图多环布料，按要求将炉料加到一定的位置，可以满足冶炼需要。

多坏，才能充分发挥无钟作用。

通过多环布料，保持高炉中心活跃，边缘有足够的煤气流通过，以保证高炉顺行。

多环，调剂煤气分布更灵活，更有利于高炉强化。

在多环条件下，改变煤气分布，一般通过改变边缘或中心的矿或焦的环数，即可实现，不必改动所有各环。

改后是否准确，也容易判断。

多环，把粉料分散到较大的面积内，从而降低了粉料的破坏作用，提高了料柱透气性。

5．2，边缘料面平台稻叶晋一等总结加古川高炉布料经验，边缘炉料在炉喉内形成一定宽度平台，高炉顺行很好，由此作为无钟布料规律，得到推广。

图10，平台5．3，无钟布料实例按生产需要，确定布料方式。

图11是追求低焦比、高产量的、中心发展型的煤气分布所作的不同装料生产过程。

图11 千叶6号炉的布料实践图11是追求低焦比、高产量的、中心发展型的煤气分布所作的不同装料生产过程。

图5左边的横座标是布料角度，1是边缘位置，10是中心位置。

黑的是矿，白的是焦；纵座标本是布料圈数。

右图是不同装料方法的煤气分布结果。

最上边是5月，最下边是10月的煤气分布。

图中4个月的4次改变，边缘第一环（520）、第二环（50.50）布的矿石和焦碳始终未变。

第一次改变，仅变更第五、第六环（图中上部，5月到6月）。

以后两次改变，均在3―7环之间。

这正是多环部料的优点。

从下图可以看到，边缘煤气利用率并未发生变化，中心煤气利用率逐次提高。

图12是日本一座高炉的布料操作结果。

图中第一列是布料方法，第二列是炉料分布，第三列是炉喉煤气及温度分布，第四列是冷却壁温度分布。

从图中第三列看到，径向煤气温度和煤气中的CO2%含量是相反的。

从第四列中看到，布料对后温度的重要影响。

图125.4，宝钢布料：宝钢重视布料平台。

矿石在炉内形成自炉墙起1.3―1.7米宽的平台。

具体的布料方法和布料的相关考虑见图13、表9。

图13 表92004年3月宝钢无钟布料操作：装料制度：5．5，其他厂经验布料分11环。

较分10环或分偶数环，有明显的有点，即有一个偶数环，将炉喉面积，等分。

如分11环时第6环等分炉喉面积。

上钢一厂3高炉，炉喉面积分11环。

次炉布料，焦炭布到中心方向较明显。

装料制度：首钢当时焦炭强度不佳，焦炭在较大范围分布。

C，昆钢6高炉装料制度：典型的中心加焦。

D，武钢装料制度：矿石反复布料（见红字）：6 7 8 943.5 →46 →43.5 →48.5 → 2 2 3 35．6，不同先进高炉的温度分布曲线见图14。

图14 煤气温度分布6，布料新动向高炉按自己的需要，采取不同的装料方法。

日本川崎公司，研究逆向布料，炉料从中心开始（图13），和传统布料不同，炉料在炉内很少位移或滚动。

这种探索精神，表现继续挖掘潜力的决心。

图13 逆向布料。