1880m3高爐風(fēng)口回旋區(qū)特征的研究

李繼鋒（山東萊鋼集團(tuán)型鋼煉鐵廠，山東　萊蕪　271104）

1880m3高爐風(fēng)口回旋區(qū)特征的研究

李繼鋒
（山東萊鋼集團(tuán)型鋼煉鐵廠，山東萊蕪271104）

隨著新中國(guó)的成立，我國(guó)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展十分迅速，現(xiàn)在已經(jīng)成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，并成為世界生產(chǎn)的第一大國(guó)。鋼鐵生產(chǎn)的高爐內(nèi)的一大重要反應(yīng)區(qū)域就是高爐風(fēng)口回旋區(qū)，回旋區(qū)的形成以及反應(yīng)的情況，將對(duì)高爐上部爐料的均衡下降、下部煤氣的分布以及整個(gè)高爐內(nèi)的傳質(zhì)轉(zhuǎn)熱過程產(chǎn)生直接的影響。因此，本文通過對(duì)1880m3高爐風(fēng)口回旋區(qū)的形成進(jìn)行分析，進(jìn)一步對(duì)其特征進(jìn)行分析。

1880m3高爐 ；風(fēng)口；回旋區(qū)；高爐煉鐵 ；特征

一、1880m3高爐風(fēng)口回旋區(qū)的形成

高爐風(fēng)口回旋區(qū)是高爐穩(wěn)定操作不可缺少的重要反應(yīng)區(qū)。風(fēng)口回旋區(qū)的形狀對(duì)高爐下部氣流、爐缸活躍程度及爐料下降影響很大。此外,高爐生產(chǎn)所需化學(xué)能和熱能主要來源于燃料在風(fēng)口回旋區(qū)燃燒產(chǎn)生的煤氣。風(fēng)口回旋區(qū)的尺寸大小將直接影響高爐下部煤氣的分布、上部爐料的均衡下降以及整個(gè)高爐內(nèi)的傳熱傳質(zhì)過程。

以前在利用小高爐進(jìn)行煉鐵時(shí)，由于風(fēng)機(jī)的能力小、鼓風(fēng)的流速低等原因，使高爐風(fēng)口前焦炭的燃燒與炭的氣化過程被視為是不動(dòng)焦炭層地燃燒。隨著我國(guó)科技技術(shù)的不斷進(jìn)步，高爐不斷趨向與大型化，例如1880m3、2000m3，甚至是4350m3的高爐都在不斷地出現(xiàn)。目前，高爐鼓風(fēng)的速度也已經(jīng)提高到100-200m/s,在利用1880m3的高爐進(jìn)行煉鐵工作時(shí)，由于大型化高爐的風(fēng)口前的焦炭受到了強(qiáng)烈的流體動(dòng)力的作用，因此，就使焦炭在高爐的風(fēng)口前緣形成了一個(gè)內(nèi)部回旋運(yùn)動(dòng)的空腔，這個(gè)空腔就被稱為高爐的回旋區(qū)。

1880m3的高爐在進(jìn)行煉鐵時(shí)，高爐風(fēng)口前緣的整個(gè)回旋區(qū)內(nèi)分別存在著一個(gè)化學(xué)和物理現(xiàn)象。在高爐中焦炭不但在爐中運(yùn)動(dòng)，還伴隨著燃燒反應(yīng)，并且跟鼓風(fēng)帶進(jìn)來的氣流之間有熱量和質(zhì)量的傳遞進(jìn)行，所以，在整個(gè)物質(zhì)傳熱以及燃燒的過程就構(gòu)成回旋區(qū)的化學(xué)環(huán)境；同時(shí)，高爐內(nèi)煤氣流與焦炭顆粒之間的動(dòng)能傳遞，兩者的相互作用以及運(yùn)動(dòng)的過程構(gòu)成了回旋區(qū)的物理環(huán)境。所以，在1880m3的高爐在化學(xué)與物理過程相互耦合的作用下就產(chǎn)生了風(fēng)口回旋區(qū)。

事實(shí)上在1880m3的高爐風(fēng)口回旋區(qū)內(nèi)的焦炭發(fā)生兩種主要的燃燒反應(yīng)。一種是焦炭層與鼓風(fēng)氣流發(fā)生的燃燒反應(yīng)，這時(shí)的焦炭是相對(duì)靜止的，因?yàn)樗秋L(fēng)口回旋區(qū)形成并向爐缸的中心發(fā)展最主要的原因；另外一種是煤粉與焦炭顆粒在爐缸中劇烈的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的氣化反應(yīng)。

二、1880m3高爐風(fēng)口回旋區(qū)的特征研究

1 1880m3高爐的下部送風(fēng)制度

1880m3高爐的下部送風(fēng)制度主要是體現(xiàn)在其控制參數(shù)上，其中高爐的鼓風(fēng)動(dòng)能決定了高爐風(fēng)口回旋區(qū)地大小，使初始?xì)饬鞯暮侠矸植际艿接绊?，從而使?fàn)t缸的活躍程度、溫度的分布梯形度以及高爐風(fēng)口的工作狀態(tài)等受到一定的影響。而且鼓風(fēng)的動(dòng)能主要是通過高爐的上部布料、高爐風(fēng)口面積以及頂壓等進(jìn)行調(diào)整的，所以不同的高爐的鼓風(fēng)動(dòng)能是不一樣的。在日常的高爐煉鐵生產(chǎn)中，都是通過下部調(diào)劑為主，與上部調(diào)劑相配合來促使合理的風(fēng)口回旋區(qū)的形成。

一旦將高爐的下部風(fēng)口面積進(jìn)行確定，就不能夠隨時(shí)進(jìn)行調(diào)劑，爐缸頂壓主要是根據(jù)高爐風(fēng)壓的實(shí)際情況來進(jìn)行確定的，在風(fēng)量不變的情況下，風(fēng)壓的高低會(huì)對(duì)高爐的鼓風(fēng)動(dòng)能產(chǎn)生較大的影響，還會(huì)對(duì)高爐風(fēng)口回旋區(qū)中心氣流的強(qiáng)弱產(chǎn)生一定的影響，這時(shí)，就可以根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)高爐的頂壓做相應(yīng)的調(diào)劑，使高爐的鼓風(fēng)動(dòng)能穩(wěn)定。所以，在使用1880m3高爐進(jìn)行煉鐵時(shí)，要適當(dāng)?shù)膶L(fēng)口的長(zhǎng)度增加，以保證回旋區(qū)能夠向爐缸的中心處延伸，使控制邊緣與中心的煤氣流進(jìn)行合理的分布，以及讓未燃的煤粉均與分布在高爐中。

2 1880m3高爐的上部布料制度

在使用1880m3高爐進(jìn)行煉鐵時(shí)，既然下部的送風(fēng)制度進(jìn)行了確定，那么就必須要有相應(yīng)并合理的上部布料制度來與之相對(duì)應(yīng)?，F(xiàn)在大型化的高爐，使風(fēng)口回旋區(qū)地平臺(tái)更寬、水溫的差降低以及氣流更加穩(wěn)定，所以，高爐生產(chǎn)的煤比也隨之提高，風(fēng)口的煤氣量發(fā)生的變化也大。從大型化地高爐實(shí)際生產(chǎn)情況來看，再將高爐風(fēng)口風(fēng)量穩(wěn)定在基本不變的情況下，煤比與煤氣量的增加，就會(huì)影響到下部氣流的分布，所以為了使氣流穩(wěn)定，那么就要對(duì)上部布料制度進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。在高爐煉鐵生產(chǎn)時(shí)，如果增加煤量，就要縮短高爐風(fēng)口回旋區(qū)的徑向長(zhǎng)度；如果邊緣的氣流相應(yīng)發(fā)展，就要對(duì)邊緣氣流進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊种啤?/p>

結(jié)語(yǔ)

通過本文對(duì)1880m3高爐風(fēng)口回旋特征的形成以及煉鐵特征的分析和研究，我們可以知道，對(duì)于大型化高爐來說，高爐風(fēng)口回旋區(qū)對(duì)于創(chuàng)造最佳化的高爐煉鐵條件具有重要的作用和意義，因此，在平時(shí)的生產(chǎn)過程中，我們要對(duì)高爐風(fēng)口回旋區(qū)不斷的進(jìn)行探索，以及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，以便在以后的高爐煉鐵技術(shù)中提供合理、有效的依據(jù)。

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TF543

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李繼鋒，男，畢業(yè)于重慶科技學(xué)院煉鐵專業(yè)，現(xiàn)為萊鋼集團(tuán)型鋼煉鐵廠助理工程師，主要研究方向：冶金生產(chǎn)。