高炉布料分析和总结.docx

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高炉布料blastfurnace)

高炉布料

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指高炉炼铁过程中，炉料(主要是矿石和焦炭)在高炉炉喉的分布。高炉布料的基本规律是高炉冶炼工艺理论的重要组成部分，控制高炉布料是高炉操作的一个重要手段。习惯上称之为“上部调剂”。通常高炉炉料是分批装入高炉炉喉的。根据经验确定一批料的矿石量与按焦炭负荷确定的批料焦炭量组成料批，通过布料设备双钟或旋转布料器装入炉喉，从炉体纵剖面上看，矿石与焦炭呈分层重叠结构(见图1)。高炉是一种逆流反应器，煤气在高炉下部产生，而后上升穿过料层；炉料从上部下降与煤气作用，完成加热、还原、造渣、熔化等冶炼过程。模型研究和高炉解剖均已证明，炉料在炉内由上而下，温度逐渐升高，直到熔化前，一直保持炉喉布料的层状结构。矿石层和焦炭层透气性不同，矿石层的阻力比焦炭层大10～20倍。实践证明，焦炭多的地方煤气流较发展，因而炉料温度升高快，从高炉料柱纵剖面上看，煤气发展的地方软融带的位置也较高。可见高炉布料对煤气分布以及软融带的形状和位置等是有重要影响的，这关系到煤气能量的充分利用，炉料的顺利下降以及高炉一代寿命的长短。正常的高炉行程在炉内圆周方向上煤气与炉料的分布都是均匀或基本均匀的，因此，分析研究煤气和炉料的分布主要是截面上沿半径方向的分布。煤气分布一般以其

成分中CO含量在半径方向不同点的数据绘成的炉顶煤气CO曲线图作分析判断，近年来发展为以

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炉喉十字测温所得温度曲线作分析判断，而炉料的分布以料层厚度或料面高度等分析判断。既然高

炉布料是控制煤气分布的重要手段，所以研究布料要先了解高炉内煤气分布的类型(见高炉煤气分布)，然后掌握布料规律、装料制度的选择、装料制度与送风制度的关系以及一种特殊装料方法：混装。

双钟炉顶布料规律 布料装置为双钟的高炉，大钟打开，炉料从大料斗内沿大钟斜面流下落到炉内料面上，形成环形料堆，从纵剖面上看炉料沿料面向高炉中心和炉墙两侧滚动、滑动、堆积，形成斜坡。炉料斜坡的坡面与水平面的夹角称为堆角(图1中ψ角)，不同炉料的堆角不同，一般情况焦炭堆角大于矿石堆角(这一性质将影响炉料分布)。料堆的顶点称为堆尖，堆尖在半径方向上的位置，可以标示炉料分布情况。影响炉料分布的因素很多，主要有料线深度、装料次序、批重等等。

料线深度高炉内的料面是不断下降的，当料面降低到一定程度时就要加料，此时料面距布料器下缘的高度即为料线深度，或简称料线。料线深度对炉料分布的影响是以堆尖在半径方向上的位置为特征的，它们的关系可用式(1)表示：

式中h为料线深度，m；β为大钟角度，(。)；Q为炉料重量，kg；P为煤气对炉料的浮力，kg；

L为炉料堆角位置距大钟边缘或溜槽末端在x轴方向的水平距离，m；η为修正系数。由式(1)可以

x

看出炉料分布与料线的关系是：在其他条件一定时，料线越深(h值越大)，堆尖越靠近边缘(L值越

x

大)，边缘分布的炉料越多。图2是用公式(1)计算的具体实例，从图中看出，当h=2．66m时，炉料

堆尖与炉墙重合，再深，炉料反弹到炉内。

装料次序 使用大钟布料器，装料次序是常用的调剂方法。装料次序有正同装、正分装、倒同装和倒分装等多种形式。正同装为矿石在前焦炭在后，大钟打开一7欠矿石和焦炭同时装入炉内；正分装为矿石在前焦炭在后大钟打开两次矿石和焦炭分别装入炉内；倒同装为焦炭在前矿石在后同时装入高炉；倒分装为焦炭在前矿石在后分别装入高炉。各种装料次序对布料的影响可用料层厚度以及矿石层和焦炭层厚度之比来判断。一批料装入炉内形成一定厚度，如图3所示，中心处厚度为

y，炉墙处厚度为y，堆尖处厚度为y，先装入炉料的炉内堆角为ψ，后装入的为ψ，则炉料任

0 B G 1 2

一点的分布可由下式计算：

(3)式中△y

1

为自高炉中心线到堆尖范围内，一批料的料层厚度，m；△y

2

为自炉料堆尖到炉墙

范围内，一批料的料层厚度，m；x为自高炉中心线到料面上任一点的水平距离，m；n为炉料堆尖

位置距高炉中心的水平距离，m；ψ1为前一层炉料(也叫原始料面或一次料面)的堆角，(。)；ψ2为后一层炉料(也称新料面或二次料面)的堆角，(。)。

由式(2)可以看出装料次序的作用：当y

0

、n一定时，堆角大的炉料布到堆角小的炉料之上，

以堆尖为界，自炉子中心到堆尖，愈向边缘，炉料分布愈多；自堆尖到炉墙则相反。一批料放到炉

内，矿石层和焦炭层厚度之比，决定煤气通过的阻力变化，反映了炉料分布的本质特征，这个比值叫布料特征数。分别用E 表示高炉边