《高炉布料论》PPT课件.ppt

关于高炉布料技术中 几个问题的探讨 赵 军 刘东英 （河北钢铁集团唐钢炼铁厂）,摘 要： 本文叙述了唐钢无钟炉顶布料技术的发展历 程，并根据生产实践总结了无钟炉顶布料的一些规律，探讨了一些生产实践中关注的技术问题。 关键词： 高炉、无钟炉顶、多环布料。,主要内容：,一、前言 二、唐钢高炉布料技术的发展历程 三、对高炉布料技术中几个问题的探 讨 四、结束语,无钟炉顶在我国大型高炉上应用已有20多年的历史，近几年400m3级的小型高炉也多数开始采用无钟炉顶。无钟炉顶给高炉冶炼带来的好处不言而喻，无钟炉顶布料的方法灵活多样，这也使之成为高炉操作人员重点研究的课题。 唐钢高炉布料技术经历了从认识到逐渐成熟的历程，期间也走过很多弯路，目前仍有一些具体问题需要进一步研究和探讨。,1.前言,2.1 初步认识无钟炉顶： 1989年，唐钢1#1260m3高炉投产，唐钢由100m3级小高炉跨越到1000m3以上的大型高炉，许多大型高炉操作和技术管理的理念还没有形成，对无钟炉顶布料技术也是刚刚接触，使用单环布料方式，一般o3035、c2732，对布料规律也只是粗线的认识。 1994年2#1260m3高炉投产、1998年#2560m3高炉投产，逐渐开始使用多环布料，一般34个档位，后来开始使用中心加角技术，这时高炉的利用系数达到2.0以上。,2.唐钢高炉布料技术的发展历程,2.2 布料技术的探索与进步： 随着三座高炉的投产，布料技术不断得到总结和提高，陆续总结了一些适应不同情况的布料方式和上、下部调剂方法： 2.2.1 确立了“以中心气流为主、适当发展边缘”的基本操作模式： 通过学习和研究，逐渐形成了布料的基本模式，控制气流分布以“中心为主、适当发展边缘”，十字测温边缘120180，中心400600，中间几点的温度在100300之间，由边缘到中心依次升高。 布料制度一般为： 高炉技术指标达到改善：利用系数达到2.2以上，综合焦比500kg/t以下，煤比130kg/t以上。,2.唐钢高炉布料技术的发展历程,2.2 布料技术的探索与进步： 随着三座高炉的投产，布料技术不断得到总结和提高，陆续总结了一些适应不同情况的布料方式和上、下部调剂方法： 2.2.2 以“小批半倒”的方法处理失常炉况： 在2007年以前，对于炉况失常或焦炭质量较差引起的炉况难行，常采用“小批半倒”的装料制度，即缩小矿批、边缘和中心同时减少矿石环数增加焦炭环数，以强制发展两道气流，类似于钟式炉顶“半倒装”的装料方式，这对改善料柱透气性、扭转炉况失常摆动局面、在一定程度上起到了积极的作用。 这时的布料制度一般为：,2.唐钢高炉布料技术的发展历程,2.2 布料技术的探索与进步： 随着三座高炉的投产，布料技术不断得到总结和提高，陆续总结了一些适应不同情况的布料方式和上、下部调剂方法： 2.2.2 以“小批半倒”的方法处理失常炉况： 高炉开炉时也曾采用这种料制，较快地形成了相对合理的气流恩不，加快了达产的速度。 曾经有一段时间，因焦炭质量不好，长时间采用这样的布料制度，甚至更加偏激，曾采用过： 这样虽然能勉强维持了炉况的稳定，但带来的损失就是燃料比的大幅度升高和炉墙的侵蚀。实际上，这时的矿石布料方式相当于单环布料。,2.唐钢高炉布料技术的发展历程,2.2 布料技术的探索与进步： 随着三座高炉的投产，布料技术不断得到总结和提高，陆续总结了一些适应不同情况的布料方式和上、下部调剂方法： 2.2.3 上下部调剂相结合，应对炉墙粘结： 唐钢高炉在2007年以前，经常出现炉墙粘结现象，那时逐渐摸索了一套上下部相结合的操作制度以避免炉墙粘结，主要是：上部始终保持充足的边缘气流（一般十字测温边缘温度不低于150），下部靠缩短风口、扩大风口面积促使初始煤气流向边缘的发展。其基本想法就是通过上下部配合，始终让炉墙温度保持在较高的区间，而且还要采取减少冷却水量、提高冷却水温等“中部调剂”措施。,2.唐钢高炉布料技术的发展历程,2.2 布料技术的探索与进步： 随着三座高炉的投产，布料技术不断得到总结和提高，陆续总结了一些适应不同情况的布料方式和上、下部调剂方法： 2.2.3 上下部调剂相结合，应对炉墙粘结： 这一时期典型的布料制度是： 这样的操作制度能维持较长时间不出现粘结现象，但也没有完全避免，而且势必带来燃料比的升高和高炉寿命的降低。,2.唐钢高炉布料技术的发展历程,2.2 布料技术的探索与进步： 2.2.4 薄壁炉衬高炉布料制度的摸索 ： 2007年9月，唐钢南区3200m3高炉开炉，这座高炉炉身下部和炉腰采用的铜冷却壁，属薄壁炉衬结构，通过对武钢等同类型高炉的学习和我们的摸索，确立了“大角度、大角差、大矿批、重边缘”的装料模式： “大角度”是布料的最大角度要使矿石的落料点在距离炉墙150300mm的位置； “大角差”是矿石布料最大角度与最小角度的差值要在1214之间，以获得较宽的布料平台； “大矿批”是矿石批重尽量提高，3200m3一般控制在90t以上； “重边缘”是通过加大边缘的矿焦比、使十字测温边缘温度控制在80以下（甚至低于50），还包括铜冷却壁的温度和炉身中上部铸铁冷却壁的温度没有大的波动并保持在一个合理的范围；,2.唐钢高炉布料技术的发展历程,2.2 布料技术的探索与进步： 2.2.4 薄壁炉衬高炉布料制度的摸索 ： 布料制度大致是： 相应的，下部缩小风口已获得较高的鼓风动能，并加长风口、力争吹活炉缸。 在原燃料质量较好的情况下，这种操作制度能够较好地发挥高炉的潜力，产量高、接受高煤比、高富氧、重负荷，可以获得较好的经济技术指标。,2.唐钢高炉布料技术的发展历程,3.1 气流分布形式与原燃料质量的关系： 通过实践，我们认识到，选择什么样的气流分布形式，与原燃料质量，特别是焦炭的质量有直接的关系，原燃料质量好，则料柱透气性好、炉缸通透性好，就可以适当抑制气流、特别是边缘气流，反之，就需要适当发展两股气流以保持顺行。 这只是基本原则，实际操作中，气流控制到什么程度算是到了原燃料质量的承受范围，这一点很难掌握的，需要与其他高炉进行详细地对比分析，来判断自己的高炉处于什么状态、是否还有潜力。,3.对高炉布料技术中几个问题的探讨,3.2 合理的操作炉型： 高炉合理的操作炉型是顺行、指标优化和高炉长寿的基础，特别对大型高炉尤其重要。 日常应关注的操作炉型不仅仅指炉身、炉腰部位，而应包括：从炉底、炉缸到炉候各个部位的温度及稳定性，还应包括上下部气流的分布和料面形状、软融带形状和位置等等。这些都是需要通过上下部调剂制度来控制的，当然还与原燃料条件有关。,3.对高炉布料技术中几个问题的探讨,3.3 上下部调剂的关系： “以下部调剂为基础，上下部调剂相结合”，这是教科书上经常看到的一个原则，实践当中我们有这样几点体会： 当采用抑制边缘、以中心发展为主的上部气流分布形式时，下部应采用以高风速吹透中心、并适当加长风口的调剂原则，否则边缘气流难以控制；当上部气流中心和边缘都较开放时，下部调剂对上部气流分布的影响相对小一些； 对于炉墙温度的控制，上部抑制边缘气流对降低炉身中上部的温度，可以起到明显的作用，但对炉身下部和炉腰的温度作用不明显；提高风速和加长风口对对炉身下部和炉腰的温度作用较明显；,3.对高炉布料技术中几个问题的探讨,3.3 上下部调剂的关系： “以下部调剂为基础，上下部调剂相结合”，这是教科书上经常看到的一个原则，实践当中我们有这样几点体会： 对于中心气流，如果下部动能不足、单纯靠上部调剂（如增加中心焦量）开放中心气流，需要中心的温度较高，而且会影响煤气利用；严重时还会出现料面中心高的情况，这说明炉缸的气流分布影响了中心部位炉料的下降速度；当下部提高了鼓风动能、吹活中心，上部则可以适当控制中心气流的温度和宽度，从而提高煤气利用、降低燃料比。 通过抑制气流、增大矿批、增加焦炭负荷等手段提高煤气利用后，可以提高炉缸的温度，有利于炉缸的活跃，这就是所谓的“上闷下活” 慢风时会使上下部的中心气流减弱，下部炉墙温度的波动增大。,3.对高炉布料技术中几个问题的探讨,3.4 布料角度和档位的选择： 布料角度和档位的选择，都是为在原燃料条件基础上的气流和料面形状的控制服务的，实践中有几点经常问题值得研究： 3.4.1角度的选择 各个档位角度的选择一般用等环面积反算的方法，理论上就是要使每一档位上的一圈炉料都能达到同样的料层厚度，但实际上炉内的情况复杂多变，很难达到理想的状态，实际上不必严格按照等环面积确定角度，可以参考计算结果进行适当调整。 最大角度和边缘矿焦负荷影响了布料平台的边缘位置和边缘气流的控制范围，一般应考虑在炉喉中心线半径上距边缘10%左右的位置上。,3.对高炉布料技术中几个问题的探讨,3.4 布料角度和档位的选择： 布料角度和档位的选择，都是为在原燃料条件基础上的气流和料面形状的控制服务的，实践中有几点经常问题值得研究： 3.4.1角度的选择 最大角度和边缘矿焦负荷影响了布料平台的边缘位置和边缘气流的控制范围，一般应考虑在炉喉中心线半径上距边缘10%左右的位置上。 矿焦角差的计算：对于多环布料，我们分别以矿、焦的加权平均角度计算矿焦角差，一般控制矿的加权平均角度比焦加权平均角度大36。 需要注意的是，中心加焦对焦炭的加权平均角度影响很大，其影响不能代表布料的真实效果，因此我们计算焦炭加权平均角度时不包含中心加焦。,3.对高炉布料技术中几个问题的探讨,3.4 布料角度和档位的选择： 布料角度和档位的选择，都是为在原燃料条件基础上的气流和料面形状的控制服务的，实践中有几点经常问题值得研究： 3.4.2 各档位权重或矿焦比 各档位的权重或矿焦比主要根据料面形状和上部气流分布调整，一般以两端档位的调整为主。 布料总圈数也是一个需要注意的问题，圈数太少，则调整一圈的影响较大，圈数太多，一是延长了布料时间，可能影响下料速度，二是料流阀开度太小，圈数不容易准确控制。 相邻两个档位的圈数相差不能太大，根据堆角计算，在正常矿批重时，当某档位的圈数是相邻档位圈数的3倍时，这一档位的布料将完全覆盖相邻档位的布料，这也就失去了多环布料的意义。,3.对高炉布料技术中几个问题的探讨,3.4 布料角度和档位的选择： 布料角度和档位的选择，都是为在原燃料条件基础上的气流和料面形状的控制服务的，实践中有几点经常问题值得研究： 3.4.2 各档位权重或矿焦比 相邻两个档位的圈数相差不能太大，根据堆角计算，在正常矿批重时，当某档位的圈数是相邻档位圈数的3倍时，这一档位的布料将完全覆盖相邻档位的布料，这也就失去了多环布料的意义。,3.对高炉布料技术中几个问题的探讨,3.5 批重的选择和调整： 理论上，增大矿石批重有稳定煤气流、提高煤气利用的作用，对于上部调剂而言，增大矿批将使料面形状发生改变，从而影响气流分布，一般，增大矿批重抑制中心气流的作用大于抑制边缘气流，但实践中我们发现，对于边缘气流减弱、中心气流较发展的炉况，扩大矿批对边缘气流的作用更明显。 为了稳定气流，一般在负荷变动时，要尽量固定焦炭批重调整矿石批重。,3.对高炉布料技术中几个问题的探讨,3.6 布料调整的作用周期： 实践中我们体会到，布料调整在半个冶炼周期左右就能影响上部气流的分布（第三次气流分布），之后有可能逐渐对软融带的形状发生作用，这要到5个冶炼周期以后、甚至更长时间才能完全作用，一般对下部的气流分布左右很小。,3.对高炉布料技术中几个问题的探讨,3.7 与炉顶设备相关的几个问题： 3.7.1 并罐炉顶的布料偏析问题 并罐炉顶的布料偏析现象的确很严重，我厂在原2560m3高炉布料测定时观测到，两个料罐布料的中心点偏差在500800mm，布料偏析可以通过倒罐、倒转的周期交错等方法得到一定的弥补。 实践中发现，布料偏析对气流的影响也因炉况而不同，当气流不稳定时，布料偏析对气流分布的影响非常大，我厂曾出现过这样的现象：当炉况不稳定时，倒转前后半小时内气流由中心发展型很快转换成边缘发展型，但当气流稳定，炉况较好时，偏析对气流分布的影响几乎察觉不到，分析认为，此时的布料和下料过程与气流的上下部分布相互适应，达到了一个相对稳定的状态，布料的偏析不足以打破这种稳定。,3.对高炉布料技术中几个问题的探讨,3.7 与炉顶设备相关的几个问题： 3.7.2 关于中心加焦的角度 理论上要求中心加焦要加到料面的中心，所以有人认为中心