高炉料速

科技工作者之家 2020-11-17

高炉料速(High charge rate)是指在高炉炉料运动过程中炉料的下降速度。通常用设置于炉顶,其头部重锤随料面同步下降的机械传动式探料尺来测定。通常以每小时下料批数说明料速大小。操作者可根据探料尺测定并及时显示出来的料线深度一时间曲线大致判断原料在炉内的下降状况。

简介高炉料速(High charge rate)是指在高炉炉料运动过程中炉料的下降速度。通常用设置于炉顶,其头部重锤随料面同步下降的机械传动式探料尺来测定。通常以每小时下料批数说明料速大小。操作者可根据探料尺测定并及时显示出来的料线深度一时间曲线大致判断原料在炉内的下降状况1。

高炉炉料运动高炉炉料运动是指在高炉炼铁过程中从高炉炉顶加入的原、燃料在炉内的运动过程。冶炼中炉料不断下降,并与上升的高温煤气流相接触,矿石和熔剂被加热、分解、还原,经软化、熔融,最后形成铁水和熔渣,积存于炉缸,定期或连续排出炉外;焦炭则被氧化形成上升的煤气流1。

力学分析炉料在高炉内连续下降的条件是炉料下方不断提供空间和炉料本身的重力超过它在下降过程中遇到的阻力。

炉料得以下降的空间是由3个过程提供的:

(1)焦炭中的碳在直接还原中被铁矿石中的氧所氧化和在风口前燃烧气化而消耗;

(2)炉料下降过程中料块重新排列,小块不断充填于大块之间,且随温度升高逐渐软熔使体积缩减;

(3)排渣、出铁。这些因素中以风口前焦炭燃烧引起的体积缩减最大,因而对炉料运动状态的影响也最大。

炉料下降所遇到的阻力有:

(1)墙与炉料间的摩擦力;

(2)不同下降速度的料块间摩擦力;

(3)煤气流的支托力,这种力相当于炉料在流体中受到的浮力2。

影响炉料下降的因素高炉炉料可认为是散料体。它与其他流体的区别在于其内部没有或很少有结合力,但具有很大的摩擦力。由料块组成的料柱其质量所产生的压力,从一块传到另一块,对周围炉墙产生很大的侧压力和摩擦力。

因此,料柱本身质量在克服了各种摩擦力后作用于底部的那部分,亦即有效质量要比实际料重小得多口模型实验及高炉测定结果表明,各因素对有效质量的影响如下:

(1)炉身角愈小或炉腹角愈大,则炉墙对沪料的摩擦力愈小,有效质量愈大。但炉身角过小会使炉墙边缘煤气流过分发展,炉腹角过大时炉腹砖衬易被烧坏,故应取适宜值;

(2)随料柱增高,有效质量系数减小,表明炉墙对料柱摩擦力相对量增加;

(3)风口增多或风口前焦炭燃烧的空间分布愈接近风口而远离炉子中心,则有效质量愈大。因为燃烧带上面的炉料是运动的,运动的炉料愈多且更多地靠近炉墙,可更多地减少炉墙对炉料的摩擦力;

(4)其他条件不变时,炉料平均堆密度大,则风口平面上料柱的有效质量也大,故有利于顺行。

风口喷吹燃料后,由于焦炭负荷(每批料中矿石与焦炭质量之比)稍有增大,炉料堆密度相应增大。这对由高炉喷吹然料引起的煤气量增大和因此时料柱透气性变坏对炉料下降的不利影响,有部分抵消效果。此外,初渣性质、炉料下降均匀性和炉墙表面状态等也有影响。原料准备不好,初法过钻,渣量过大,会使炉料间及料墙间摩擦力增大。炉墙长瘤或冷却水箱裸露出来,也会使炉墙对下降料柱的摩擦力增大,故加强原料准备,改善造渣制度,保持护衬平整有利于炉料顺行。设法活跃炉缸中心,减少中心“死”料对周围炉料下降的阻力,也利于炉况顺行。影响炉料下降的另一类因素是煤气压差3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学

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