高炉合理煤气流分布与软熔带理论和实践问题的探讨

本文经过对国内外某些高炉冶炼实践问题分析,阐述了现今公认的最佳软熔带倒V型及相应的煤气流分布形式是造成高炉中部结厚的根本原因,提出合理煤气流分布形式及其相应的软熔带形状为小W型(区别于双峰式、W型),可防止高炉中部结厚失常,并使高炉获得高产、优质、低耗、长寿的冶炼效果。     

高炉软熔带形态研究

对高炉软熔带形态进行了三维动态热模拟实验研究。结果表明，采用发展中心和中心加焦的装料制度，有利于形成位置较高的倒Ｖ型软熔带，可提高料柱透气性、降低炉内总压降，是增大喷煤量、疏导炉内煤气流、促进高炉顺行的有效手段。     

高炉料面结构对煤气流分布影响的模拟

高炉上部操作引起的料面形状变化会直接影响炉内煤气流的分布,而煤气流的分布也会直接影响炉内煤气利用率及高炉顺行.为研究高炉不同料面形状对炉内煤气分布的影响规律,建立三维高炉数学模型,对不同形状的料层分布情况进行了计算.结果表明：“V”形料面和“平台+漏斗”形料面都是发展中心气流的料面结构;在“V”形料面下,随着料面倾角的增大,高炉炉顶中心的煤气流速也增大;与“V”形料面相比,“平台+漏斗”形料面的高炉中心煤气流速减小,而边缘煤气流速增大,整体上煤气流分布更加均匀.     

湘钢高炉最佳软熔带

众所周知,高炉软熔带最佳形状是高倒“V”型。在这种结构型式下,高炉煤气流稳定,分布最合理,利用最好,相应最佳炉喉煤气CO_2曲线呈“展翅”型。软熔带对气体流动及炉料下降状态具有积极作用,且与生铁温度及成分有密切的关系。因此,探索软熔带的形成过程,分析它在高炉中的行为,控制其最佳形状和位置,     

小高炉煤气流分布的探讨

小高炉煤气流分布有其不同于大容积高炉的特点，主要取决于鼓风动能和风速，另外，渣铁液分布、炉缸液面高度、焦炭质量、软熔带形态、进料质量等对煤气分布也有影响。     

软熔带对高炉强化冶炼的影响

本文以模型实验为基础,研究了高炉内不同软熔带形状、位置对气流分布和煤气利用的影响。软熔层之间的焦炭夹层透气性良好,气流易于通过,维持适宜的软熔层形态借以形成适宜的焦炭夹层分布,会使高炉压差降低,有利于提高强度和强化冶炼过程。倒V型的软熔带结构有利于疏通中心,促进中心气流开放,形成自下而上“树枝状”的流向线分布,使炉缸工作均匀、活跃、稳定,这种结构也有利于提高冶炼强度,改善煤气利用和获得优质生铁。当倒V型软熔带的顶层出现位置高时,炉内压差降低,有利于加风强化,但间接还原区缩小;当顶层出现位置低时,间接还原区扩大,但可能导致压差升高和边缘过分发展。软熔带的适宜位置应根据综合冶炼条件确定,一般以始于炉身下部为宜。     

高炉软熔带的研究

本文描述首钢实验高炉 (23m~3) 解剖后出现的软熔带形状和分布特征,它基本上是焦矿交替的倒V形结构.高炉解剖发现有粘结层,它是形成软熔带的过渡层.软熔带全部形成过程包括固相反应、粘结、软熔和滴落等.决定软熔带形状的是温度场和矿物组成.在软熔带渣铁开始分离,软熔带主要由未渗碳、熔点高的金属铁组成,平坦式的软熔带分布能保证高炉顺行和最大限度提高间接还原率.     

Qi式炉顶装置的设计与研究

“Ｑｉ”式炉顶集中心加焦、矿焦混装和矿焦层装三项装料技术于一体,它可实现高炉料柱中的焦炭呈“塔松”状充填结构分布,形成高大的倒Ｖ型软熔带,确保足够、稳定的中心煤气流和较为理想的煤气分布,以达到哟化冶炼、改善各项技术经济指标和延长高炉寿命等目的。     

矿焦混装布料试验与工艺设想

矿焦混装是近年开发高炉装料的一项新技术,它给高炉冶炼带来三大好处:①改善高炉料柱(块状带和软熔带)的透气性,有利于高炉强化和顺行。②由于矿石与焦炭均匀混合在一起,有利于铁矿石的加热与还原,煤气热能和化学能得到充分利用,提高了煤气的利用率。③增加了炉料的堆比重和入炉矿石量。由于料柱的有效重量增加,从而允许高炉在较高的压差下工作,可使高炉获得增     

Qi式炉顶装置的设计与研究

“Ｑｉ”式炉顶集中心加焦,矿焦混装和矿焦层装三项装料于一体,用其装料,可实现高炉料柱中的焦炭呈“塔松”状充填结构分布,形成高大的倒Ｖ型软熔带,确保足够,稳定的中心煤气流和较为理想的煤气分布,以达到强化冶炼,改善各项技术经济指标和延长高炉一代寿命等目的。     

超大型高炉高球比低碳冶炼技术应用

为实现低碳炼铁生产,首钢基于秘鲁矿粉资源高品位低硅含量的特点,确定了高炉高球团比例冶炼的技术路线。依据炉渣碱度平衡、球团性能和炉料结构软熔性能试验研究,开发出35%碱性球团矿 + 20%酸性球团矿+ 40%烧结矿 + 5%块矿的高炉基础炉料结构。根据高比例球团矿同时抑制边缘和中心的特性,通过料序控制减少球团在边缘与中心的分布,实现酸碱性炉料的均匀混合,并采用中心加焦布料方式开放中心、适当疏导边缘,以稳定煤气分布。在活跃炉缸基础上,通过高富氧高顶压控制炉腹煤气指数来降低压差提高冶炼强度。低渣比下通过提高镁铝比至0.60~0.65来改善脱硫排碱能力。55%球团比例下高炉实现了高效稳定顺行,平均利用系数达到2.3 t/(m3·d),渣比低于220 kg/t,燃料比降至480 kg/t,炼铁系统碳排放降低8.6%。     

高炉炉料软熔滴落性能的研究现状与展望

高炉生产能耗高、CO₂排放量大,在国家“双碳”背景下,稳定顺行是高炉节能减排的重要前提。高炉软熔带的形状、厚度、位置决定着炉内煤气流的二次分布,对高炉顺行起决定性作用。含铁炉料的软熔滴落性能试验在一定的负载和还原条件下模拟高炉内渣铁形成过程,是目前表征高炉软熔带矿石软化熔融过程的最直接手段。综述了高炉炉料软熔滴落性能的研究现状及影响因素,指出改善炉内矿石还原条件及炉料造渣过程是优化炉料软熔滴落性能与软熔带分布的根本。在不影响高炉炉渣性能的前提下,适当调整炉料化学成分、调整炉料结构、增加球团矿比例、向焦炭中添加CaO等碱性物质以及使用富氢气体还原等均能改善矿石在高炉内的还原条件,优化软熔滴落性能。高炉富氢冶炼是未来高炉发展的重要方向,对高炉炼铁节能减排及高炉顺行具有重要意义。     

无钟炉顶高炉"漏斗形"料面建立与维护方法的探讨

高炉解剖研究成果表明,软熔带一般是倒“V”形,软熔带中的“焦窗”起“透气”作用“。平坦形”和“馒头形”料面均影响高炉透气性,不利于高炉顺行,分析溜槽布料与料面形状的关系也表明“漏斗形”料面是炉况稳定的合理料面。并提出通过使用附加焦或正常料焦批等建立与维“护漏斗形”料面的简易方法。     

大型高炉煤气流分布的研究

在鞍钢七号高炉(2580m~3)炉身上设置三层取样装置,研究了高炉内煤气流分布,进一步证实了煤气流的三次分布。应用测定的温度分布及矿石软熔性能,计算得出研究期间软熔带呈“W”形,分析了影响煤气流分布的主要因素,提出了改善煤气能量利用的途径。     

高炉中心加焦对气流分布及煤气利用的影响

中心加焦可以减小中心区域的矿焦比,增加中心气流强度,形成倒V形软熔带,提高料柱的透气性;由于中心气流中CO含量高,焦炭的溶损少,颗粒进入炉缸时保持较大的粒度,提高死焦堆的透气透液性。中心加焦对高炉操作有很多积极作用,但中心加焦也会减小中心气流的利用率,提高燃料比。当中心加焦过量时,高炉内的气流分布出现异常,因此需要研究合理的中心加焦量以及中心加焦方式。利用Ergun公式,对不同中心加焦量条件下,高炉内的煤气分布、压差变化等参数进行计算,并根据煤气分布情况简单计算了中心加焦对高炉内煤气利用率的影响。根据计算分析结果,对高炉中心加焦量及中心加焦方式进行讨论。研究结果可以为实际高炉中心加焦操作提供理论参考。     

高炉富氢冶炼后焦炭的性能演变研究现状及展望

在国家提出“碳达峰”和“碳中和”的背景下，钢铁企业的绿色改革迫在眉睫。钢铁企业的化石燃料消耗和CO₂排放主要来源于高炉炼铁工序，高炉富氢冶炼技术可以有效降低高炉焦炭消耗和CO₂排放，高炉内H₂体积分数的增加将使焦炭的性能演变过程发生较大变化，因此，探索这一变化过程对高炉生产的稳定顺行和节能减排尤为重要。综述了高炉富氢后对焦炭的气化反应、微观结构以及软熔带渣铁-焦界面熔蚀过程影响的研究现状。与传统高炉不同，高炉富氢冶炼加大了低温区焦炭的气化反应失重率，但是高温条件下焦炭的气化过程主要发生在表面，这抑制了高温区焦炭反应后强度的降低；高炉软熔带渣铁对焦炭的侵蚀减少，同时焦炭表层灰分质量分数较大，阻碍了渗碳反应的发生。在此基础上对需要进一步深入研究的问题进行了展望，为富氢高炉生产以及焦炭的选择提供参考。     

高炉上部煤气流调剂影响研究

利用数值模拟对煤气流的流场及温度场进行了计算.根据高炉不同部位的煤气流速分布,分析得出炉料分布对中上部煤气流分布和软熔带形状有决定作用,而鼓风制度可快速改变下部煤气流分布,并结合实际高炉中的现象及操作讨论了炉料分布的重要性.结果表明:在高炉生产中,有一个合理的布料制度是高炉操作的关键,径向煤气流分布受炉料透气性分布影响很大,初始煤气流对其影响较小,下部煤气流分布信息很难在上部反应.     

高炉矿焦混装降低燃料比

<正>高炉软熔带的透气性是高炉顺行的关键,其占高炉阻力损失的60%以上,矿焦混装后焦炭支持其上部料层的负荷,使矿石层在高温下能保持一定的空隙度,煤气流通过这些空隙,为炉料的透气性和改善高温下的还原提供了保障,这对大料批布料条件下作用尤为明显,也为煤气流在软熔带的合理分布创造了条件。日本的研究证明:在1050~1200的高温下,无论烧结矿的比例是75%还是65%,当焦炭比例增加到     

高炉炉内焦炭充填结构暨炉顶装料装置的设计与研究

定钟动斗导焦管式钟阀炉顶融中心加焦、矿焦混装和矿焦层装三项装料技术于一体，可实现高炉料柱中的焦炭呈“塔松”状充填结构分布，形成高大的倒Ｖ型软熔带，确保足够、稳定的中心煤气流和较为理想的煤气分布，以达到强化阈炼，改善各项技术经济指标和延长高炉一代寿命等目的。     

软熔带形状参数对高炉下部压力场的影响

利用商业软件fluent研究了不同的软熔带形状参数下高炉下部压力场的变化。分析得出以下结论:倒V形软熔带有利于降低高炉下部压力,高炉下部中心轴和炉墙处的压力随着软熔带厚度、宽度和根高的减少而降低,软熔带形状和根高的改变所带来的效果不如改变软熔带宽度和矿焦层厚度比所带来的效果明显。