高炉料流轨迹理论与实测的对比分析.DOC

1780m3高炉料流轨迹理论计算与实测的对比分析 廉树杰芦剑韩国良 （江西萍钢实业股份公司） 前言 1780m3高炉是萍钢第一座大型高炉，大型高炉在操作上同小高炉一样，主要关注四大制度：送风制度、造渣制度、热制度、装料制度，各操作制度之间既密切相关，又互相影响。合理的送风制度和装料制度能够实现煤气流的合理分布，炉缸工作良好，炉况稳定顺行。而造渣制度和热制度不合适时，也会影响气流分布和炉缸工作状态，从而引起炉况不顺，生产过程中常因送风制度和装料制度不合适而引起造渣制度和热制度的波动，导致炉况不顺。 在四大制度中，日常调剂比较多的是装料制度，主要通过调整布料矩阵来调整气流分布，平衡中心及边缘气流，使炉况稳定，炉缸活跃；通过上部布料的调整也可以维护渣皮的稳定，避免渣皮频繁脱落影响炉缸工作。 为了选择合适的装料制度，萍钢公司1780m3高炉在开炉前对料流轨迹进行了理论计算，在后来开炉装料过程中对料流轨迹进行了实测，通过理论计算与实测的对比，对理论计算中存在的误差进行了分析。 料流轨迹的理论计算 高炉布料过程实质就是炉料运动过程，图1是炉料在布料过程中的运动示意图，根据炉料受力分析，可以建立高炉布料方程，高炉在炉内落点的计算公式（统一布料方程）如下： 其中： ：溜槽长度 β：溜槽倾角 C1：炉料离开溜槽末端的速度 ω：溜槽旋转角速度 Lx：炉料离开溜槽后在X方向移动的距离 n： 落点距离中心的距离 μ：为炉料与溜槽的摩擦系数； C0：炉料进入溜槽沿溜槽方向的初速度 h：为料线 图1：布料时炉料运动解析 e：溜槽倾动矩 通过以上有关炉料落点计算的理论，并选择合适的参数，将溜槽结构参数代入计算公式，将得到初步的炉料落点位置。 计算条件： 摩擦系数：μ=0.33（焦碳） 溜槽长度：l0=3m 溜槽倾动距：e=0.95m 溜槽旋转速度：ω=0.15圈/秒 料线高差： h2=1.3m 炉料沿溜槽运动时的初速度C1=0.3m/s 将以上数据代入炉料落点计算公式，利用计算机将得到C1、Lx、n的结果，其中不同料线不同角度下的炉料落点如表1所示： 料流轨迹实测 1780m3高炉于2008年12月24日开始装料，在装料过程中进行了料流轨迹的测量。此次开炉装料测量利用两台激光发射器在炉内布网格，通过摄像与照相系统进行料流轨迹跟踪，根据料流在激光网格中的位置，通过计算机处理计算出不同角度焦炭与矿石的料流轨迹。根据本次测量的需要设计1780m3高炉炉内激光网格见图3，在高炉炉内织构出激光网格的图像见图4。 用计算机处理料流通过激光网格的图像，通过读取数椐并将数据转化为直角坐标系的数值，画出料流轨迹曲线。溜槽角度为18、20、24、30时，在1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0m料线深度处焦炭落点位置见表1。 表1:焦炭落点离高炉中心的距离(mm) 料线 18o　 20o　 24o　 30o （m） 实测 计算 对比 实测 计算 对比 实测 计算 对比 实测 计算 对比 1.5 1015 245 770 1254 595 659 1794 1065 729 2437 1693 744 2 1130 267 863 1389 650 739 1979 1157 822 2647 1825 822 2.5 1242 289 953 1521 701 820 2158 1243 915 2846 1950 896 3 1352 308 1044 1653 749 904 2332 1323 1009 3047 2068 979 3.5 1459 327 1132 1785 794 991 2504 1400 1104 3249 2180 1069 4 1562 345 1217 1918 837 1081 2671 1473 1198 3452 2287 1165 料流轨迹理论计算与实测对比分析 高炉布料过程实际就是炉料运动过程，理论计算是以炉料受力分析为基础，通过分析炉料在运动过程中速度及位置的变化来计算出炉料的运动轨迹，在计算过程中由于选择参数不合适，可能造成理论计算与实际有较大差距。 就焦碳而言，理论计算与实测数据的对比如表1所示，从以上数据对比来看，理论计算与实际测量有较大差距，最大差距在1.22m，实测炉料落点远大于理论计算数据，如果以理论计算数值指导高炉布料将严重影响气流分布。 从炉料落点理论计算公式可以看出：n主要受Lx的影响，Lx主要受C1的影响，C1主要由溜槽结构及炉料进入溜槽的初速度C0决定，理论计算中，C0可以忽略不计的前提条件是C0很小，与C1差一个数量级，而在实际计算中，C0