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炉身静压与静压差在高炉操作中的应用 张晓冬、毕忠新、王挽平、陈党杰、刘晓龙 (河北钢铁股份有限公司承德分公司炼铁厂) 摘要：通过静压与静压差在我厂高炉应用的研究来解释高炉的阻力损失问题、炉型变化问题、边缘气流与中心气 流分配比例变化问题。有效指导高炉操作与调剂。 黉t词：炉身静压静压差高炉操作 l刖置 高炉炉身静压检测技术是上世纪80年代由宝钢从国外引进的。目的是补充以往单纯依靠热风压 力一炉顶压力两个压力检测方式，可直接监控高炉纵向边缘不同位置的煤气压力的变化情况，更为 3高炉建设引进了该技术。 超前地判断炉内局部气流变化。我厂在2005年随1260m 与其他厂高炉相比，我厂高炉缺少十字测温的更为直观而简单的检测手段、原料条件不稳定、 大型高炉冶炼钒钛矿的技术尚不成熟，造成炉况波动较大。近些年，随高炉冶强进一步提高，高炉 出现管道行程、崩料、悬料的频次明显增多。我们在实践认识到炉身静压与静压差的变化可超前反 应炉况变化。为此深入研究了静压在高炉的应用问题，并用来解释高炉的阻力损失问题、炉型变化 问题、边缘气流与中心气流分配比例变化问题，从而取代十字测温等检测手段，有效地指导高炉生 产。通过过程研究我们发现，炉身静压与静压差与上下部操作制度有明显的相关性。一方面，炉身 静压可较早的反映炉况变化，指导我们提前调剂；另一方面，我们的调剂会较早的体现在炉身静压 变化上，从而判定我们的调剂是否正确。 2相关气体动力学基础 2．1等高等截面积的单一散料 这时散料层中同一截面上的气体流速相同，该截面上的任一点的静压也相同。沿料层高度静压 降低也是相同的，料层中的等压线分布是平行而均匀的。 2．2等高不等截面积的均匀料层 气体从大面积向小面积处流动，这时中心部位距离最短，气体流速最大。中心流向线密集。等 压线分布呈现上密下疏，且呈凹型，即在同一截面上，两边的静压高，中心的静压低。 2．3不等高均匀料层 流向线是低料面处密集，高炉料面处稀疏；等压线出现高料面处距离大。 3炉身静压检测技术原理 工作原理：将高炉视为—个压力容器，向炉内吹人高于炉内压力的气体(氮气)时，吹入压力 (P吹)与炉内压力(P炉)之间有以下比例关系： Z P妒=P畎一K Q 式中：K为常数系数： Z为吹扫管路阻力，当管路确定后，Z为常数。 Q为吹入的氮气量。 4静压与压差在高炉中的一般规律 高炉呈不均匀炉料串联与并联的流体力学特点，研究起来十分复杂，但我们应用上述基础知识 可以了解静压变化的一般规律： 4．1静压压差是指压力损失．压差高说明压降较高，此段的阻力损失相对较大 这是个相对概念，△P=Q／∈×L，压差高是指相对与此段料柱的空隙度，气体量高。这也指 出了减低压差的方法是提高孔隙度或减低气体流量。 4．2在炉缸至软融带下部： (1)回旋区越大，放射面积越大，气流分散，下部压降较高，气体量上升。 (2)调整下部送风参数，改变回旋区的大小、形状可以改变散料层的静压与气流分布。 【3)初始气流向边缘的分配可以用下部压差占全炉压差比例来表征，下部压差占比越低，初始 边缘气流越强。 (4)焦炭质量差，粒度较小等造成回旋区缩小，风口焦点稳定靠近炉墙，炉腹温度上升，下部 压差占比降低而透气性变差。 4．3在软融带： (1)气体经过软融带实现二次分布，集中体现在下部、中部压差上。 12)气体二次分布改变方向，其矢量分解对湿区的液体流向与料面漏斗效应有重大影响。 (3)软融带的阻力损失正常时是全炉阻力损失最大的区域。 4．4在炉身块状带： 11)由于炉身的圆台形状，决定其有类同于与等高不等截面积的流体通过的特征。正常时。边 缘的静压较高，中心的静压较低。等压线向上密集，上部压差应稍高于中部压差。 xf))的欧根定理的函 (2)块状带压损满足：△P／L=F{(P×Q×(1一e)，(e3×d 数关系。 ， 5炉身静压在高炉应用中的一般规律