2500 m~3高炉装料制度优化及其对煤气分布的影响研究.pdf

中文摘要 摘 要 随着钢铁工业的迅速发展，优质的铁矿石和焦炭等炼铁原燃料日渐匮乏，高 炉生产的原燃料组成和结构复杂多变，给高炉稳定运行、煤气流合理分布和煤气 高效利用以及高炉生产带来严重影响。本文以某钢铁厂2500 m3 高炉原燃料特点和 生产条件为对象，采用数学模拟和物理模拟方法，结合该厂高炉生产实际情况和 操作制度要求，对高炉原燃料的物理化学性质、炉料组成及结构、高炉装料制度 等对高炉煤气流分布以及煤气利用和炉料运行的影响开展了系统研究。 高炉原燃料的物理化学性质研究表明，烧结矿粒度较为均匀，粒度主要分布 在5-25 mm，占烧结矿总量的86.2%，但是粒度小于5 mm 的烧结矿含量相对较高， 占比达到4.8% ，不利于改善高炉料柱的透气性；受粒度均匀性和炉料含水率的影 响，焦炭的自然堆角大于烧结矿的自然堆角，在高炉布料过程中，焦炭落点更靠 近炉墙，容易发展边缘气流；烧结矿性能研究结果表明，烧结矿中 Al O 含量为 2 3 2.90% ，MgO 含量为2.69%，由于两者含量相对较高，所以烧结矿的熔滴性和低温 粉化性较差。 综合考虑炉料的物理化学性质特点，建立了料流轨迹模型，从而确定炉料的 落点位置；通过对炉料堆角进行修正，在料流轨迹模型的基础上，建立料面生成 模型和炉料下降模型。 根据高炉设计参数和实际原燃料条件，利用炉料分布模型模拟计算不同布料 矩阵对料面形状的影响，随着布料矿焦角的不断减小，矿焦平台逐渐向高炉中心 移动，有利于发展边缘气流；当焦炭布料角度小于20°时，大量焦炭分布到炉喉中 心，形成了类似中心加焦的效果，造成中心气流过分发展。 物理模拟研究结果表明，布料矩阵的最大矿石角度由40.5°减小到33°过程中， 料面形状的变化趋势与数学模型的预测结果基本一致，径向矿焦比在中心区域逐 渐减小，结合煤气流速的分布情况，与当前炉料相匹配的布料矩阵为            C39.5 37.5 36 34 31 25.5 O39 37.5 36 34.5 32 ；根据临界矿石批重和批重特征数的计算结果，为保 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 证高炉煤气流合理分布和煤气能高效利用，矿石批重应控制在46.9-50 吨，相应焦 炭批重应控制在9.4- 10 吨左右，料线深度控制在1.2 m 左右。 生产实践验证表明，该厂的2500 m3 高炉在应用这一装料制度后，煤气利用率 由42%提高至45% ，高炉失常次数由16 次/月降低到8 次/月，高炉运行状况得到 改善。 关键词：煤气流分布；布料矩阵；料流轨迹模型；炉料分布模型；炉料性质 I 英文摘要 ABSTRACT With the rapid development of iron and steel industry, high-quality iron ore and coke are increasingly scarce, and the composition and structure of raw materials and fuels for blast furnace production are complex and changeable, which has a serious impact on the stable operation of blast furnace, the rational distribution of gas flow, the efficient utilization of gas and the production of blast furnace. Taking the characteristics