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第十四届全国大高炉炼铁学术年会论文集 目前高炉设计及操作问题探讨 程树森1 李洋龙1 高建民2 高雪生3程子建1’2 (1．北京科技大学冶金与生态工程学院2．酒泉钢铁公司3．首钢长治钢铁公司) 摘要我国2012年全年生铁产量已超过6亿吨，炼铁设计及操作技术及水平日臻成熟。本文结合作者的研究及实践， 就目前高炉设计及操作涉及的技术问题，谈一些看法。包括：(1)长寿高炉设计过程中炭砖及陶瓷杯的选择及烘炉；(2) 题；(6)高炉铜冷却壁损坏问题；(7)高炉操作过程的“脱碱”问题；(8)大高炉操作的核心问题(包括高炉气象学)；(9) 高炉布料过程档位的选择及角差问题；(10)高炉长风口与斜风口使用问题。 关键词高炉炉缸炉底 l前言 高炉存在有上百年历史，随着科学技术的发展，特别是随着流体力学、传热学、传质学、燃烧学及 物理化学的发展，人们对高炉内部流动、传热、传质及化学反应的认识越加深刻。高炉的寿命和效率不 断得到提高，在市场竞争充分发展的今天，从高炉的设计、选材、砌筑、烘炉及操作等方面更深层次问 题正在被不断提出和讨论，这些讨论和研究对提高我国炼铁设计及操作水平、提高我国钢铁产业竞争力、 丰富炼铁学科有重要意义。本文就目前高炉设计及操作过程中存在的一些问题谈谈陋见，供有识之士批 评指正。 2下部操作存在的问题 (1)大高炉操作的核心之一就是保证整个炉缸的热量充沛 炉缸的活跃性实质上是指高炉整个炉缸热量充沛、焦炭粒度及焦堆空隙度适度，该热量及焦堆空隙 度能够保证渣水、铁水及煤气流动顺畅。如图1所示为高炉内部料层分布及回旋区局部图。对于大型高 炉，高炉炉缸边缘布置几十个风口，高炉回旋区长度约1米到2米之间，一般说来炉缸边缘的活跃性是 没有问题的，离燃烧带中心越远的地方温度将会越低，因此，高炉炉缸中心温度有可能是最低的。高炉 炉缸直径分别为5米，10米，15米的炉缸，其风口回旋区长度大约为1米，1．5米，2米。对于直径15 米的炉缸，高炉中心附近至少还有直径11至13米的圆柱体中没有直接燃烧着的高炉煤气火焰，值得注 意的是没有高炉煤气直接燃烧火焰的区域面积将会是94．99m2到132．67m2之间，这就需要炉缸中心附近 这些没有火焰的区域，通过良好的焦炭空隙度将高温煤气流引导到中心，这也是为何中心要加焦及中心 要降低矿焦比，越大的高炉需要越好焦炭的缘故。燃烧带上方的高炉区域是高炉炉料的快速移动区，对 提高高炉效率有利，总之，由此可见，增加回旋区长度对提高整个炉缸活跃性有重要作用。 赫0}：I s协te ● 图1 高炉内部料层分布及回旋区局部图 ·162· 第十四届全国大高炉炼铁学术年会论文集 一————————————————————————————————————————————————————————一 (2)大高炉操作的核心之二就是保证整个炉缸圆周工作均匀 直径分别为5米，10米，15米的炉缸，其周长分别为15．7米，31．4米，47．1米；其周长随直径线性 增加，保证高炉圆周工作均匀越来越困难。为了实现高炉炉缸圆周工作均匀，除了要保证原燃料透气性 在高炉圆周分布基本均匀(布料)外，还要保证风口在高炉周向闯距小、每个风口面积及长短均匀。 (3)斜风口及长风口 决定高炉燃烧带长度除了原燃料因素外，主要是鼓风的动量，使用斜风口导致高炉鼓风的水平速度 由于鼓风水平动量的减少，增加鼓风垂直方向动量只能加强风口回旋区的高度，缩短回旋区长度，加强 鼓风与炉缸铁水的热量交换，提高炉缸边缘铁水温度及环流速度，加速炉缸侵蚀，对提高炉缸中心附近 温度及活跃炉缸中心益处不大。斜风口制造及安装困难，风口二套受力更加不均，缩短二套寿命。 在原有风口长度的基础上增加其长度的是将原有回旋区向高炉中心平移，风口长度增加100mm，回 旋区长度大约也平移100mm左右，对活跃炉缸中心意义不大，因为炉缸活跃的根本所在是将高温煤气流 “引导”到炉缸中心，