炼铁高炉布料器中心喉管的设计及材质选用

炼铁高炉布料器中心喉管的设计及材质选用

摘要：布料器是高炉装料设备中最重要的设备，其喉管的设计一直是业界注重的。本文根据多年实践及理论给出喉管直径计算法及上部结构。

关键词：高炉中心喉管设计

Design and material distributing device of blast furnace throat selection Li Jianguo

Beris Engineering and Research CorporationShandong 266555

Abstract: The distributor is the most important equipment in the furnace. Design of the throat has been the industry focus. The diameter calculation method and the upper structure of the throa based on many years of practice and theory.

Key words:Blast furnaceThroatDesign

1、中心喉管通径经济性

在高炉生产装料过程中，从物料下料流畅来说，中心喉管的通径越大越好。但是过大的中心喉管通径在生产实践中来说是弊大于利的，首先就结构来说，如下图所示：中心喉管口径越大，相应的外环水冷套就越大，随着拖动布料器旋转的耳轴转套等部件就越大，上部的回转支承就越大，这一系列的扩大，使得布料器内部结构增大，检修空间减小，而制造成本也大大增加。笔者曾做过统计，以∮500mm喉管直径为基础，喉管直径每增加10%，布料器成本就增加25%~40%，这个统计是被实践所证明的。如喉管为∮500mm的布料器价格是1，则喉管为∮650mm的布料器价格就是2，喉管为∮700mm的布料器价格则是4。从统计中看出，喉管通径越大，布料器的价格就越高。而布料器又是高炉装料设备中最为关键的设备，其价格一般为整个高炉装料机械设备的40%~50%，这对于动辄就数百万元的高炉装料设备来说不是一个小的数字。所以节约布料器的成本就能节约整个高炉装料设备的成本。况且从高炉炉顶装料设备整体结构来说，也不允许布料器的结构作的很大。

2、喉管直径的分析

从使用上来说，较大口径的喉管对高炉布料器溜槽冲涮破坏非常严重。笔者在几座1200m³级高炉总做过统计记录，在同样别的高炉中，使用同样规格的布料器及溜槽分别采用∮600mm和∮650mm的中心喉管，结果是采用∮600mm喉管的布料器溜槽比∮650mm喉管的布料器溜槽寿命长了一个半月，相当于延长了喉管寿命百分之十几，这个成绩是十分可观的。

我们在设计中一般将溜槽的宽度设计的比喉管直径大一些，从图纸上看，这

样在布料时就以为物料都能落入溜槽内，就没问题了。但在实践中，相差较大，因为溜槽是在不断旋转，其长一些的溜槽下部线速度达到2米／秒以上。物料下落时总有一些料砸在溜槽一侧的侧壁上，加速其损坏。要想溜槽寿命较长又使用口径较大的中心喉管，就没有把溜槽宽度做的较宽，这在布料器结构设计中是绝对不允许的，所以从保护溜槽出发，应该尽量选取口径较小的中心喉管。从实践中来看，选择比计算通径小一些的喉管，完全可以满足工艺要求。如包钢数套2200m3以上的高炉，按计算应为∮700mm———∮750mm，但出于从保护溜槽考虑，都选择为∮650mm的喉管，实践效果很好，完全可满足工艺布料要求。

3、中心喉管通径计算方法

那么是否中心喉管直径越小越好呢？不是！过小的喉管易发生卡料现象，一般来说，喉管直径应大于5倍物料的粒度的最大直径。而喉管直径上限则应根据工艺布料要求，作出计算。怎样合理确定喉管直径呢？通过近几年推广BT型高炉装料设备的情况，可根据下式计算：

D=1.128；t=；

式中：D——喉管内径，m；

Ω——原料通过中心喉管的流量,m3/s；

v——原料通过中心喉管的速度，与原料有关,m/s；

v=；

λ——原料的流动系数，对于焦碳取0.4～0.5，对于烧结矿取0.5～0.6；t——一次布料的时间，s；

V——料罐有效容积（即最大批料量）m3；

4、怎样延长中心喉管的寿命

喉管置于布料器内部，一般很少更换，理想中的寿命为4年或更长。

为此可在设计中加以考虑。

首先根据其使用环境：高温、煤气侵蚀、物料冲击磨损等情况，我们设计喉管时，其材质应为耐高温、抗冲击、高硬度含较高的Mn、Mo、Cr、Ni、w等元素合金的铸件。其次，采用特殊的铸造工艺也是致关重要的。

其次在结构设计中，我们一般把其上部导料锥斗内径设计的同为喉管直径或较小一些，而导料锥斗很好更换，在其直段熔铸或镶嵌一些耐磨合金柱，十分经用。这样既可保证中心喉管的过料量和寿命，又可保护溜槽。

参考文献：机械设计手册（第四版）