高炉合理煤气流分布探讨

1、高炉高炉煤气流分布及常见失常炉况煤气流分布及常见失常炉况探讨探讨1 前前 言言 近年来，随着炉料优化，设备现代化，管理科近年来，随着炉料优化，设备现代化，管理科学化，操作标准化，高炉冶炼的外部条件发生了很学化，操作标准化，高炉冶炼的外部条件发生了很大的改变，但从高炉冶炼工艺来讲，炉内冶炼实质大的改变，但从高炉冶炼工艺来讲，炉内冶炼实质并未改变，煤气流和炉料的逆流运动仍然是炉内一并未改变，煤气流和炉料的逆流运动仍然是炉内一切反应的基础，是影响传热和传质过程的根本因素，切反应的基础，是影响传热和传质过程的根本因素，因此稳定合理的煤气流分布是高炉取得良好技术经因此稳定合理的煤气流分布是高炉取得良好技

2、术经济指标的关键。根据高炉冶炼的理论和实践，合理济指标的关键。根据高炉冶炼的理论和实践，合理煤气流分布的概念应是：以具体的原燃料条件和设煤气流分布的概念应是：以具体的原燃料条件和设备条件为基础，在一定的冶炼制度下，既能保证高备条件为基础，在一定的冶炼制度下，既能保证高炉顺行，炉温稳定，又能获得该条件下最佳煤气利炉顺行，炉温稳定，又能获得该条件下最佳煤气利用率，最佳的技术经济指标，并有利于保护炉衬的用率，最佳的技术经济指标，并有利于保护炉衬的气流分布。因此，探讨寻求合理的煤气流分布是高气流分布。因此，探讨寻求合理的煤气流分布是高炉操作的重要课题，有很强的现实意义。炉操作的重要课题，有很强的现实意

3、义。 22 22 22 17 17 17 12 12 12 7 2 煤气流分布基本形式及其特征煤气流分布基本形式及其特征 CO2% CO2% CO2% A型 B型 C型 图1 三种基本型式煤气流分布曲线图 边缘 中心 边缘 边缘 中心 边缘 边缘 中心 边缘三种煤气流分布的特征三种煤气流分布的特征 燃料比最低的高炉为燃料比最低的高炉为A型（中心发展型），型（中心发展型），C型（边型（边缘发展型）高炉燃料比最高，缘发展型）高炉燃料比最高，B型（两道气流型）介于中间。型（两道气流型）介于中间。 A型的煤气利用率型的煤气利用率CO最高，边缘环圈的最高，边缘环圈的CO中心中心环圈的环圈的CO；C型高炉

4、的煤气利用率型高炉的煤气利用率CO最低，边缘环圈最低，边缘环圈的的CO中心环圈的中心环圈的CO，B型则介于二者中间，其边缘型则介于二者中间，其边缘环圈环圈CO稍高于中心环圈稍高于中心环圈CO。 A型高炉因边缘型高炉因边缘CO高，说明边缘环圈的透气性低于高，说明边缘环圈的透气性低于中心环圈。因此边缘气流较弱有利于保护炉衬。而边缘气中心环圈。因此边缘气流较弱有利于保护炉衬。而边缘气流发展的流发展的C型高炉一般炉衬寿命较短。型高炉一般炉衬寿命较短。 CO较高的煤气流分布要求有较高的料柱透气性来保较高的煤气流分布要求有较高的料柱透气性来保证顺行。这与入炉料的理化性能密切相关。只有使用强度证顺行。这与入

5、炉料的理化性能密切相关。只有使用强度高，含粉率低的原燃料，才能既保证高高，含粉率低的原燃料，才能既保证高CO，又可保证顺，又可保证顺行。行。CO2% 中间：22.4 CO2% 中间：19.9 CO2% 中间：22.3 CO2% 中间：17.5 图2 南钢高炉煤气流分布曲线图 3南钢炼铁高炉煤气流分布型式南钢炼铁高炉煤气流分布型式 22 22 22 2217 17 17 17 12 12 12 12 7 边缘：17 边缘：17.7 边缘：13.3 边缘：7.7 中心：12.4 中心：12.7 中心：17.3 中心：17.25 ：4.6 ：5.0 ：-4.0 ：-9. 边缘 中心 边缘 边缘 中心

6、 边缘 边缘 中心 边缘 边缘 中心 边缘 5#炉（准A型） 3#炉（准A型） 2#炉（准B型） 1#炉（C型） 4 影响煤气流分布的因素影响煤气流分布的因素 炉料物理性质；炉料物理性质； 装料制度；装料制度； 送风制度；送风制度； 炉型状况；炉型状况； 设备状况。设备状况。 送风制度送风制度 选择合理的送风制度，以维持合适的回旋选择合理的送风制度，以维持合适的回旋区（燃烧带）大小和形状，对煤气流的合理分区（燃烧带）大小和形状，对煤气流的合理分布有着重要意义。生产实践表明，回旋区过小，布有着重要意义。生产实践表明，回旋区过小，易造成中心堆积和下料不畅，当回旋区向横向易造成中心堆积和下料不畅，当

7、回旋区向横向和纵向扩大时，气流将以回旋区为放射中心，和纵向扩大时，气流将以回旋区为放射中心，向其两侧和中心扩展，使气流分布趋于合理均向其两侧和中心扩展，使气流分布趋于合理均匀。影响回旋区大小形状的因素有：风量、风匀。影响回旋区大小形状的因素有：风量、风温、喷吹量、风口面积、风口长度和形状等。温、喷吹量、风口面积、风口长度和形状等。送风制度对煤气流分布的影响见表。送风制度对煤气流分布的影响见表。 送风制度对煤气分布的影响送风制度对煤气分布的影响 风量增加风量增加发展中心气流发展中心气流风温提高风温提高发展中心气流发展中心气流喷吹量增大喷吹量增大发展中心气流发展中心气流风口面积缩小风口面积缩小发展

8、中心气流发展中心气流风口长度加长风口长度加长发展中心气流发展中心气流斜风口斜风口发展边缘气流发展边缘气流直风口直风口发展中心气流发展中心气流富氧率增加富氧率增加发展边缘气流发展边缘气流炉型状况炉型状况 设计炉型设计炉型 在炉身角小，炉腹角大和高径比小的在炉身角小，炉腹角大和高径比小的“矮胖型矮胖型”高炉上，边缘气流比较发展，容易出现中心不活跃的情况，高炉上，边缘气流比较发展，容易出现中心不活跃的情况，这一点对于新建的这一点对于新建的“矮胖型矮胖型”高炉尤其要引起重视。高炉尤其要引起重视。 操作炉壁操作炉壁 当正常的操作炉型发生改变或受到破坏，比如：当正常的操作炉型发生改变或受到破坏，比如：砖衬

9、侵蚀，渣皮脱落，或炉墙结厚结瘤时，煤气流分布将会砖衬侵蚀，渣皮脱落，或炉墙结厚结瘤时，煤气流分布将会发生改变，严重时，煤气流分布将变得紊乱。发生改变，严重时，煤气流分布将变得紊乱。 发展方向：发展方向：“双峰型双峰型”转变转变到到“展翅型展翅型”和和“理想分布理想分布” 我国高炉由我国高炉由“两道气流两道气流”操作转变为操作转变为“中心气流中心气流”操作是必要的，是发展的方向，南钢高炉也不例外。操作是必要的，是发展的方向，南钢高炉也不例外。但转变是要有条件的：首先在思想认识上，主要应从但转变是要有条件的：首先在思想认识上，主要应从片面追求高炉产量转变到全力降低高炉消耗上来，要片面追求高炉产量转

10、变到全力降低高炉消耗上来，要以低消耗获得高产出。这一点对于降低生铁成本，提以低消耗获得高产出。这一点对于降低生铁成本，提高企业竟争力具有十分重要的意义。其次，在技术上，高企业竟争力具有十分重要的意义。其次，在技术上，要采取一切改善料柱透气性的措施，降低炉缸和炉顶要采取一切改善料柱透气性的措施，降低炉缸和炉顶的煤气压差。同时，应特别重视改善含铁原料的高温的煤气压差。同时，应特别重视改善含铁原料的高温还原性能，从而降低软熔带高度，减薄其厚度，改善还原性能，从而降低软熔带高度，减薄其厚度，改善其结构。这对改善料柱透气性，降低炉缸和炉顶的煤其结构。这对改善料柱透气性，降低炉缸和炉顶的煤气差是非常有利的

11、。气差是非常有利的。高炉炉况判断及炉况异常的处理 授课内容： 高炉炉况失常及处理 目的要求：1.掌握正常炉况的标志；2.知道炉况异常的类型；3.熟悉常见炉况异常的标志及处理方法。1.常见炉况异常的标志及处理方法。第二节 高炉炉况失常及处理一、正常炉况标志正常炉况的标志为： (1)风口明亮、风口前焦炭活跃、圆周工作均匀，无生降，不挂渣，风口烧坏少。(2)炉渣热量充沛，渣温合适，流动性良好，渣中不带铁， (3)铁水温度合适，前后变化不大，流动性良好，化学成分相对稳定。 (4)风压、风量和透气性指数平稳，无锯齿状。 (5)高炉炉顶煤气压力曲线平稳，没有较大的上下尖峰。 (6)炉顶温度曲线呈规则的波浪

12、形，炉顶煤气温度一般为150左右，炉顶煤气四点温度相差不大。 (7)炉喉、炉身温度各点接近，并稳定在一定的范围内波动。 (8)炉料下降均匀、顺畅，没有停滞和崩落的现象，探尺记录倾角比较固定，不偏料。 (9)炉喉煤气CO2曲线呈对称的双峰型，尖峰位置在第二点或第三点，边缘CO2与中心相近或高一些；混合煤气中CO2/CO的比值稳定，煤气利用良好。曲线无拐点。 (10)炉腹、炉腰和炉身各处温度稳定，炉喉十字测温温度规律性强，稳定性好。冷却水温差符合规定要求。二、异常炉况标志与调节1. 异常炉况的概念与正常炉况相比，炉温波动较大，煤气流分布稍见失常，采用一般调剂手段，在短期内可以恢复的炉况。也称为非正

13、常炉况。2. 异常炉况的类型基本可分为两类：一类是煤气流分布失常；另一类是热制度失常。前者表现为边缘气流或中心气流过分发展，以致出现炉料偏行或管道行程等。而后者表现为炉凉或炉热等。 3.炉温向热炉温向热的标志： (1)热风压力缓慢升高。 (2)冷风流量相应降低。 (3)透气性指数相对降低。 (4)下料速度缓慢。 (5)风口明亮。 (6)炉渣流动良好、断口发白。 (7)铁水明亮，火花减少。炉温向热的调节 (1)向热料慢时，首先减煤，减煤量应根据高炉炉容的大小和炉热的程度而定；如风压平稳可少量加风。 (2)减煤后炉料仍慢，富氧鼓风的高炉可增加氧量0.5l。 (3)炉温超规定水平，顺行欠佳时可适当撤

14、风温。 (4)采取上述措施后，如风压平稳，可加风，加风数量应根据高炉的大小和炉热的程度而定。 (5)料速正常后，炉温仍高于正常水平，可根据高炉炉容的大小和炉热的程度适当调整焦炭负荷。 (6)如果是原、燃料质量改变而导致的炉温向热，且是较长期影响因素，应根据情况相应调整焦炭负荷。 (7)如果高炉原、燃料称量设备出现误差，应迅速调回到正常水平。炉温向凉 炉温向凉的标志： (1)热风压力缓慢下降。 (2)冷风流量相应增加。 (3)透气性指数相对升高。 (4)下料速度加快。 (5)风口暗淡，有生降。 (6)炉渣流动性恶化，颜色变黑。 (7)铁水暗淡。炉温向凉的调节： (1)下料速度加快，炉温向凉时，增

15、加煤粉喷吹量，适当减风。(2)煤粉喷吹量增加后，料速仍然较快，富氧鼓风的高炉可适当减氧。 (3)如风温有余，顺行良好，可适当提高风温，加风温应考虑接受高炉的能力，防止由于加风温而导致高炉难行。 (4)采取上述措施，料速仍然较快，可再减风，直至料速恢复正常水平。 (5)料速正常后，炉温仍低于正常水平，可适当减负荷。 (6)如果是原、燃料质量改变而导致的炉温向凉，且是较长期影响因素，应根据情况相应调整焦炭负荷。 (7)如原燃料称量误差，应迅速调回正常水平。 (8)如果是风口漏水应及时更换，管道行程管道行程的概念：高炉横截面某一局部区域气流过分发展的表现。管道行程的形成原因：原燃料强度降低、粉末增多

16、，风量与料柱透气性不相适应；低料线作业、布料不合理、风口进风不均及操作炉型不规则等。管道行程标志 (1)管道行程时，风压趋低，风量和透气性指数相对增大。管道堵塞后风压回升，风量锐减，风量与风压呈锯齿状反复波动。 (2)管道部位炉顶温度和炉喉温度升高。高炉中心出现管道时，炉顶四点煤气温度成重合，炉喉十字测温中心温度升高。 (3)炉顶煤气压力出现较大的高压尖峰，管道部位炉身静压力降低。 (4)管道部位炉身水温差略有升高。 (5)下料不均匀，时快时慢。 (6)风口工作不均匀，管道方位风口忽明忽暗，出现生降现象。 (7)渣铁温度波动较大。 (8)管道严重时，管道方向的上升管时常发生炉料撞击声音。管道行

17、程调节(1)当出现明显的风压下降，风量上升，且下料缓慢的不正常现象，应及时减风。(2)富氧鼓风高炉应适当减氧或停氧，并相应减煤或停煤，如炉温较高可撤风温50100。 (3)当探尺出现连续滑落，风量风压剧烈波动时应转常压操作并相应减风。 (4)出现中心管道时，高炉临时装若干批acao 的料或增加内环的矿石布料份数。 (5)若出现边缘管道时，可临在管道部位采用扇形布料或定点布料装若干批炉料。 (6)管道行程严重时要加净焦若干批，以疏松料柱，防止炉冷。 (7)采取上述措施无效时，可放风坐料，并适当加净焦，恢复时压差要相应降低001002 MPa。 (8)如管道行程长期不能得到处理，应考虑休风堵部分风

18、口，然后再逐渐恢复炉况。边缘气流发展及中心堆积 高炉上下部调节不相适应、鼓风动能偏低、旋转溜槽磨漏等，都会造成边缘气流发展及中心堆积。边缘气流发展的标志： (1)风压偏低，风量和透气性指数相应增大，风压易突然升高而造成悬料。 (2)炉顶和炉喉温度升高，波动范围增大，曲线变宽。 (3)炉顶压力频繁出现高压尖峰，炉身静压升高，料速不均，边缘下料快。 (4)炉喉煤气CO2曲线边缘降低，中心升高，曲线最高点向中心移动，混合煤气CO2降低，炉喉十字测温边缘升高，中心降低。 (5)炉腰、炉身冷却设备水温差升高。 (6)风口明亮，个别风口时有大块生降，严重时风口有涌渣现象或自动灌渣。 (7)渣铁温度不足。

19、(8)铁水温度先凉后热，铁水成分高硅高硫。边缘气流发展的调节：(1)采取加重边缘，疏通中心的装料制度。 (2)批重过大时可适当缩小矿石批重，控制料层厚度。 (3)炉况顺行时可适当增加风量和喷煤量，但压差不得超过规定范围。 (4)炉况不顺时可临时堵12个风口，或缩小风口直径。 (5)检查旋转溜槽是否有磨漏现象，若已磨漏应及时更换。边缘气流不足的标志： (1)风压偏高，风量和透气性指数相应降低，出铁前风压升高，出铁后风压降低。 (2)炉顶和炉喉温度降低，波动减少，曲线变窄。 (3)炉顶煤气压力不稳，出现高压尖峰，炉身静压力降低。 (4)炉喉煤气CO2曲线边缘升高，中心降低，曲线最高点向边缘移动，综

20、合煤气CO2升高，炉喉十字测温边缘降低，中心升高。 (5)料速不均，中心下料快。 (6)炉腰炉身冷却设备水温差降低。 (7)风口暗淡不均显凉，有时出现涌渣现象，但不易灌渣。 (8)上渣带铁多，铁水物理热不足，生铁成分低硅高硫。边缘气流不足的调节： (1)采取减轻边缘、加重中心的装料制度，并相应减轻焦炭负荷。 (2)批重小时可适当增加矿石批重，但不宜影响顺行太大。 (3)料线低时可适当提高料线。 (4)鼓风动能高时可适当减少风量和喷煤量，但压差不宜低于正常范围的下限水平。 (5)炉况顺行时可考虑适当扩大风口直径，但鼓风动能不得低于正常水平。(6)炉况不顺时可考虑采取洗炉措施，炉渣碱度可适当降低，

21、维持正常碱度的下限水平高炉炉分况失常及处理三、失常炉况的标志及处理1. 失常炉况的概念由于某种原因造成的炉况波动，调节得不及时、不准确和到位，造成炉况失常，甚至导致事故产生。采用一般常规调节方法，很难使炉况恢复，必须采用一些特殊手段，才能逐渐恢复正常生产。2.炉况失常原因基本操作制度不相适应。原燃料的物理化学性质发生大的波动。分析与判断的失误，导致调整方向的错误。意外事故。包括设备事故与有关环节的误操作两个方面。3.失常炉况的种类 低料线、悬料、炉墙结厚、炉缸堆积、炉冷、炉缸冻结、高炉结瘤等。 4.低料线高炉用料不能及时加入到炉内，致使高炉实际料线比正常料线低05m或更低时，即称低料线。低料线

22、的原因：上料设备及炉顶装料设备发生故障。原燃料无法正常供应。崩料、坐料后的深料线。低料线的危害：破坏炉料的分布，恶化了炉料的透气性，导致炉况不顺。炉料分布被破坏，引起煤气流分布失常，煤气的热能和化学能利用变差，导致炉凉。低料线过深，矿石得不到正常预热，势必降低焦炭负荷，使焦比升高。炉缸热量受到影响，极易发生炉冷，风口灌渣等现象，严重时会造成炉缸冻结。炉顶温度升高，超过正常规定，烧坏炉顶设备。损坏高炉炉衬，剧烈的气流波动会引起炉墙结厚，甚至结瘤现象发生。低料线时，必然采取赶料线措施，使供料系统负担加重，操作紧张。低料线的处理：由于上料设备系统故障不能拉料，引起顶温高，开炉顶喷水控制顶温，必要时减

23、风。 不能上料时间较长，要果断停风。造成的深料线(大于4 m)，可在送风前加料到4m以上。由于冶炼原因造成低料线时，要酌情减风，防止炉凉和炉况不顺。低料线1h以内应减轻综合负荷5l0。若低料线lh以上和料线超过3m在减风同时，应补加净焦或减轻焦炭负荷，以补偿低料线所造成的热量损失。当装矿石系统或装焦炭系统发生故障时，为减少低料线，在处理故障的同时，可灵活地先上焦炭或矿石，但不宜加入过多。一般而言集中加焦不能大于4批；集中加矿不能大于2批，而后再补回大部分矿石或焦炭。当低料线因素消除后应尽快把料线补上。赶料线期间一般不控制加料，并且采取疏导边沿煤气的装料制度。当料线赶到3 m 以上后、逐步回风。

24、当料线赶到25 m以上后，根据压量关系情况可适当控制加料，以防悬料。低料线期间加的炉料到达软熔带位置时，要注意炉温的稳定和炉况的顺行。当低料线不可避免时，一定要果断减风，减风的幅度要取得尽量降低低料线的效果，必要时甚至停风。5.悬料炉料停止下降，延续超过正常装入两批料的时间，即为悬料；经过3次以上坐料未下，称顽固悬料。悬料的原因：悬料主要原因是炉料透气性与煤气流运动不相适应。悬料的种类：按部位分为上部悬料、下部悬料；按形成原因分为炉凉、炉热、原燃料粉末多、煤气流失常等引起的悬料。悬料主要征兆：悬料初期风压缓慢上升，风量逐渐减少，探尺活动缓慢。发生悬料时炉料停滞不动。风压急剧升高，风量随之自动减少。顶压降低，炉顶温度上升且波动范围缩小甚至相重叠。上部悬料时上部压差过高，下部悬料时下部压差过高。悬料的预防： 低料线、净焦下到成渣区域，可以适当减风或撤风温，绝对不能加风或提高风温。 原燃料质量恶化时，应适当降低冶炼强度，禁止采取强化措施。 渣铁出不净时，不允许加风。 恢复风温时，幅度不超过50Ch，加风时每次不大于150 m3min。 炉温向热料慢加风困难时，可酌情降低煤量或适当撤风温。 。悬料处理： 出现上时，应立即减风处理