高炉上部煤气流调剂影响研究

第２期朱清天等：高炉上部煤气流调剂影响研究

图３堵风口后煤气流速径向分布曲线

Ｆｉｇ．３Ｒａｄｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｇａｓｆｌｏｗ

ｗｉｔｈｐｌｕｇｇｅｄｔｕｙｅｒｅｓ

口及软熔带对上部煤气分布影响很小，用炉顶煤气分布无法反映下部情况。

图４为不同标高下煤气流矢量分布，图４（ａ）为三维矢量图，图４（ｂ）为流速在横截面上的投影图。从图４（ａ）可清楚看出，在ｚ＝３．５Ｉｎ以下区域煤气流分布受风口回旋区影响很大，此区域内边缘煤气流分布很小，且有一定煤气在流向边缘，这正是散料层对煤气的“整流”，煤气在上升过程中在逐渐按透气性在分布，初始煤气流对上部影响较小，但其确实改变了下部煤气流的分布，减弱了炉腹边缘煤气流的分布。比较横截面流速分布可看出，风口数减少，回旋区增大，在相同标高下煤气流分布影响增大，但回旋区的影响同样在随煤气上升逐渐减小，仅仅是其影响距离略有增大。从横截面上的煤气分布也可看出下部炉墙附近煤气流分布很小，导致煤气有很大趋势流向炉壁，从而说明下部调剂对改变下部煤气流分布的显著作用。

在实际操作中也可见炉料对煤气流的“整流”作用。在济钢、莱钢等高炉的实测热电偶温度发现，炉

图４堵风口后不同标高煤气流速矢量分布

Ｆｉｇ．４Ｖｅｃｔｏｒｓｏｆｇａｓｆｌｏｗａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔ身下部在圆周上受出铁影响相对在出铁口角度的热电偶温度较高，而温度在圆周上分布的不均匀必然是煤气流分布不均引起的，因而可见在炉身下部煤气在圆周上分布不均匀。但实测炉顶煤气流温度在圆周上分布却是均匀的，也就是炉顶煤气流在圆周上已经分布均匀。比较可知，下部煤气流分布对上部影响较小，也很难通过炉顶煤气流来反映下部炉况，这正是由炉料的“整流”造成的。

从炉料对煤气流的“整流”作用可见，布料是高炉操作的关键，也是解决失常炉况的根本方法。实际高炉操作中，当出现中心不活跃时，首要操作就是在中心加大块焦，后加风量、富氧及提高理论燃烧温度，使热区向中心扩展，后者其实是为了加速炉料下降和更替，使中心焦炭更换，中心透气性变好，发展中心，活跃死焦堆。通过此操作可得到活性较好的死焦堆，解决死焦堆不活跃带来的一系列问题，此操作过程需要约４周［２］。可见要有一个好的煤气流分布，整个料柱合理的炉料分布是关键，但用其来调整煤气流分布见效速度较慢。

综合以上分析可知，在软熔带及下部影响的煤气流分布仅是进入块状带的一个初始状态，由于块状带较厚，透气性差及炉料分布各异，料层对煤气流的“整流”相当严重，因而下部煤气流分布情况很难在炉顶煤气流中反映，甚至在块状带内部出现的特殊煤气流分布，也会在上升过程中快速重新分布，以适合所在料层的分布情况。所以煤气流出软熔带后，其分布状况在不断变化，不断发生“整流”，特别当煤气上升到料面附近，此时煤气流将受到料面形状及透气性分布的影响，使炉顶煤气流分布变化。因此，料层“整流”作用的存在，更突出了炉料分布的重要性。

由于整个块状带的合理分布才能有一个好的煤气流分布，所以通过装料制度来调节整个块状带的煤气流分布是一个较慢的过程。而鼓风制度却是一种及时改变下部煤气流分布的有效辅助手段。在实际高炉操作中，常运用鼓风制度来快速处理失常炉况，如增减风量和风温、改变风口大小、堵风口等，但其不能决定整个块状带的煤气流分布。因而布料操作才是达到煤气流合理分布的根本，没有好的炉料分布，达到高炉稳定、高效地生产很难。

４结论

（１）煤气流分布趋向于适合料层透气性的分布，

（下转第３４页）

高炉上部煤气流调剂影响研究

作者：朱清天， 程树森， ZHU Qing-tian， CHENG Shu-sen

作者单位：朱清天,ZHU Qing-tian(北京科技大学冶金与生态工程学院,北京,100083;宝山钢铁股份有限公司宝钢分公司,上海,200941)， 程树森,CHENG Shu-sen(北京科技大学冶金与生态工程学

院,北京,100083)

刊名：

钢铁

英文刊名：IRON & STEEL

年，卷(期)：2008,43(2)

被引用次数：3次

1.傅世敏;刘子久;安云沛高炉过程气体动力学 1990

2.朱清天高炉内煤气流分布的研究 2007

3.Kawai H;Takahashi H Solid Behavior in Shaft and Dead-man in a Cold Model of Blast Furnace With Floating-Sinking Motion of Hearth Packed Bed Studied by Experimental and Numerical DEM Analyses 2004(07)

4.Kalevi Raipala Deadman and Hearth Phenomena in Blast Furnace 2000

5.徐万仁;朱仁良;张龙来宝钢2号高炉炉缸侧壁侵蚀原因及控制实践[期刊论文]-钢铁 2007(01)

1.朱清天.程树森高炉上部调剂对煤气流分布的影响[会议论文]-2007

2.朱清天.程树森高炉块状带煤气流分布的数值模拟[会议论文]-2006

3.薛崇盛.曹卫华.吴敏.何勇.XUE Chongsheng.OAO Weihua.WU Min.HE Yong高炉料面煤气流分布识别方法[期刊论文]-清华大学学报（自然科学版）2008,48(10)

4.姜慧研.许桂清.周建常高炉煤气流分布模式识别与布料操作指导专家系统[期刊论文]-控制与决策2001,16(6)

5.韩淑峰鞍钢无料钟高炉合理煤气流分布技术研究[学位论文]2005

6.吴敏.聂秋平.许永华.曹卫华.WU Min.NIE Qiu-ping.XU Yong-hua.CAO Wei-hua高炉煤气流分布性能可拓评价方法研究及其应用[期刊论文]-中南大学学报（自然科学版）2010,41(3)

7.王晓鹏.王胜.陈军.魏红旗.马洪斌.齐树森.刘莎莎.吴建.马富涛.周检平.Wang Xiaopeng.Wang Sheng.Chen Jun .Wei Hongqi.Ma Hongbin.Qi Shusen.Liu Shasha.Wu Jian.Ma Futao.Zhou Jianping首钢2号高炉煤气流分布的调整[期刊论文]-炼铁2009,28(1)

8.侯金姝.刘志朝.Hou Jinshu.Liu Zhichao高炉中心煤气流不稳定原因分析及改进措施[期刊论文]-金属世界2008(5)

1.徐辉.李晓清.林金嘉.朱锦明COREX竖炉内煤气流分布的三维数值模拟[期刊论文]-世界钢铁 2012(1)

2.毕忠新.朱建秋承钢新2500m3高炉操作优化实践[期刊论文]-河北冶金 2011(6)

3.林成城高炉原燃料条件劣化的技术对策[期刊论文]-炼铁 2008(6)

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