淺析高爐風口布局的選擇原則

2021-01-08 高爐煉鐵技術分享

作者:smoke

一前言

煉鐵人都知道高爐操作:「以風為綱,有風就有鐵」 。高爐如人,風對於高爐來說就好比人的呼吸。氣順,則身體健康,活力四溢,氣阻,則百病慚生,精神萎靡.所以正確調整高爐入爐風量參數,是保證高爐高產,優質,低耗,長壽的關健,而決定高爐風量參數的除風機能力之外,起決定作用的無非就是對風口參數的選擇及風口布局的選擇,某種意義上講,除原燃料條件外,風口參數的選擇及風口的布局對高爐順行及各項指標起著至關重要的作用。

二 風速與鼓風動能

風口面積的定位和風口的合理布局決定著初始煤氣流的分布。高爐的順行講究的是「上穩下活」,即上部要通過裝料制度的調劑使氣流趨於穩定;下部說的就是風口,風口帶要保證有足夠的迴旋區,每個風口前應保持有足夠的鼓風動能以利於煤氣流的穿透和活躍爐缸。風口面積的大小主要取決於高爐的風機能力和原燃料條件。諺語說,「大風治百病」。原則上要將風機的風用盡,發揮出風機的最大能力。然後根據原燃料條件確定合適的冶煉強度,原燃料條件好時可適當提高冶強,原燃料差時要適當控制冶強,此時要著重考慮風速和鼓風動能的因素。

下面給出風速(V)和鼓風動能(E)的計算公式:

V標=Q/S;

V實=V標*(T+273)/T*1.033/(P+1.033)

E=1/2*Q*1.293/(n*9.8)*V2實

V,風速,單位m/s;

Q,風量,單位m3/s;

S,風口總面積,單位m2;

T,風溫,單位℃;

P,風壓,單位kg/m2;

E,鼓風動能,單位KJ;

n,風口個數。

風口迴旋區前端距風口水平距離(DR)計算公式:

DR=DT*0.409*pf0.693

DT,風口直徑;

pf,穿透因子。

pf=ρ0/(ρs*Dp)* V標2*T/(P*298)

ρ0,爐腹煤氣密度;

ρs,焦炭粒子密度;

Dp,風口焦平均粒度;

T,迴旋區煤氣溫度。

由此可見,除焦碳質量因素外,風速在一定意義上代表著風的穿透能力,足夠的風速為風口迴旋區提供了保證,也是保證足夠鼓風動能的必要參數。同時,足夠的鼓風動能是保證打通中心氣流通路的必要條件,也是維持爐況順行的必要條件。不同容積的高爐在不同原燃料條件下,應有一個合適的鼓風動能及風速範圍,高爐操作者應在實踐中結合本爐特點去不斷的摸索探討.以確定最合適的鼓風參數.

三 對風口參數及布局的選擇原則

風口參數主要包括風口的長短,角度,面積等,風口的長短和風口的斜度取決於高爐的實際需求。一般來說,風口型號的選擇應遵循以下幾個大的原則:

1)原燃料條件差,風機能力不足以滿足鼓風動能需求時應選用長風口;

2)高爐一代爐齡後期出於保護爐牆的考慮,宜選用長風口;

3)熱風圍管三叉管對角屬風之末端,一般應選用大風口;

4)長期發呆的風口應加大;

5)爐牆有結厚的方向風口應加大;

6)長期發暗,有過吹跡象的風口應縮小;

7)長期明亮耀眼,邊緣氣流局部過旺,對應方向的風口應縮小。

8)斜風口的優點是有利於活躍爐缸,爐缸欠活躍的情況下應選用斜風口;

9)直風口的優點是易上風量,鐵口活躍區可選用直風口。

四 堵風口的原則

實際生產中處理爐況或者休復風時,都會有堵風口的操作,堵風口的目的是在爐況欠順的情況下,臨時減小入爐風量,增加風速和風口前鼓風動能,快速打通中心氣流,增大風口迴旋區所採取的手段。其最終目的是為了加快爐況恢復的進程。還有一種情況,就是處理爐涼事故時,為了減少熱量損失,堵大部分的風口,只留鐵口兩側風口送風,後逐步恢復爐況所必須的一種手段。堵風口所要遵循的原則大致有以下幾個要點:

1)「堵活留死」。所謂「堵活留死」,就是說平時觀察到比較活躍的風口可以優先考慮堵,平時觀察到發呆的風口要謹慎。因為平時發呆的風口很有可能爐牆有不同程度的結厚現象,堵此風口有可能使結厚現象加重。而平時觀察到比較活躍的風口,此風口區域的恢復起來會比較容易。

2)注意所堵風口的均勻性。在恢復爐況初期,這涉及到一個初始煤氣流均勻分布的問題。這是顯而易見的。

3)爐涼情況下的風口恢復。在爐缸大涼的事故狀態下,應首先打通鐵口與鐵口兩側兩個風口之間的通路。然後視爐況恢復情況逐步將風口開全。此時需特別注意的是,切忌間隔開風口,一定要一個緊挨一個的開,這樣才有利於爐況熱量的快速恢復。必要時要從鐵口的其中一側開始恢復風口。

4)嚴禁長期堵風口作業。由於原燃料不足等因素造成長期減慢風操作的情況,為了維護爐況的順行,會可能造成堵風口的機會比較多,時間也比較長。這樣的情況,應果斷的縮小風口總面積,以保證在減慢風的情況下,風口區域保持足夠的風速和動能,待條件改善以後再考慮逐步恢復。長期性的堵風口作業會造成爐型的不規則。

5)隨著高爐操作水平的不斷進步,堵風口的方式也在不斷的更新和演變,象偏堵風口,均勻間隔堵風口,堵二開二等,各種堵風口的方法及其應用特點和對爐況的影響還需要廣大的高爐操作者在實踐中去摸索與探討,筆者也會在今後的發文中找機會和大家一起探討,

結語:

1) 高爐操作是一門科學更是一門藝術,藝術的魅力在於個體特徵與美的體現,所以,適合張家的方式方法並不一定適合李家,本文提供的方式方法在生產操作中應謹慎選擇性應用,不可死搬硬套.

2) 正桷的選擇風口參數是高爐操作者永遠的思考,也是一道無解或多解的命題,還需要不斷的摸索與探討.

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