1880m3高炉风口回旋区特征的研究

2015-12-22李继锋山东莱钢集团型钢炼铁厂山东莱芜271104

中国新技术新产品 2015年12期

李继锋（山东莱钢集团型钢炼铁厂，山东　莱芜　271104）

1880m3高炉风口回旋区特征的研究

李继锋
（山东莱钢集团型钢炼铁厂，山东莱芜271104）

随着新中国的成立，我国钢铁工业的发展十分迅速，现在已经成为我国国民经济的重要支柱产业，并成为世界生产的第一大国。钢铁生产的高炉内的一大重要反应区域就是高炉风口回旋区，回旋区的形成以及反应的情况，将对高炉上部炉料的均衡下降、下部煤气的分布以及整个高炉内的传质转热过程产生直接的影响。因此，本文通过对1880m3高炉风口回旋区的形成进行分析，进一步对其特征进行分析。

1880m3高炉；风口；回旋区；高炉炼铁；特征

一、1880m3高炉风口回旋区的形成

高炉风口回旋区是高炉稳定操作不可缺少的重要反应区。风口回旋区的形状对高炉下部气流、炉缸活跃程度及炉料下降影响很大。此外,高炉生产所需化学能和热能主要来源于燃料在风口回旋区燃烧产生的煤气。风口回旋区的尺寸大小将直接影响高炉下部煤气的分布、上部炉料的均衡下降以及整个高炉内的传热传质过程。

以前在利用小高炉进行炼铁时，由于风机的能力小、鼓风的流速低等原因，使高炉风口前焦炭的燃烧与炭的气化过程被视为是不动焦炭层地燃烧。随着我国科技技术的不断进步，高炉不断趋向与大型化，例如1880m3、2000m3，甚至是4350m3的高炉都在不断地出现。目前，高炉鼓风的速度也已经提高到100-200m/s,在利用1880m3的高炉进行炼铁工作时，由于大型化高炉的风口前的焦炭受到了强烈的流体动力的作用，因此，就使焦炭在高炉的风口前缘形成了一个内部回旋运动的空腔，这个空腔就被称为高炉的回旋区。

1880m3的高炉在进行炼铁时，高炉风口前缘的整个回旋区内分别存在着一个化学和物理现象。在高炉中焦炭不但在炉中运动，还伴随着燃烧反应，并且跟鼓风带进来的气流之间有热量和质量的传递进行，所以，在整个物质传热以及燃烧的过程就构成回旋区的化学环境；同时，高炉内煤气流与焦炭颗粒之间的动能传递，两者的相互作用以及运动的过程构成了回旋区的物理环境。所以，在1880m3的高炉在化学与物理过程相互耦合的作用下就产生了风口回旋区。

事实上在1880m3的高炉风口回旋区内的焦炭发生两种主要的燃烧反应。一种是焦炭层与鼓风气流发生的燃烧反应，这时的焦炭是相对静止的，因为它是风口回旋区形成并向炉缸的中心发展最主要的原因；另外一种是煤粉与焦炭颗粒在炉缸中剧烈的高速旋转运动而产生的气化反应。

二、1880m3高炉风口回旋区的特征研究

1 1880m3高炉的下部送风制度

1880m3高炉的下部送风制度主要是体现在其控制参数上，其中高炉的鼓风动能决定了高炉风口回旋区地大小，使初始气流的合理分布受到影响，从而使炉缸的活跃程度、温度的分布梯形度以及高炉风口的工作状态等受到一定的影响。而且鼓风的动能主要是通过高炉的上部布料、高炉风口面积以及顶压等进行调整的，所以不同的高炉的鼓风动能是不一样的。在日常的高炉炼铁生产中，都是通过下部调剂为主，与上部调剂相配合来促使合理的风口回旋区的形成。

一旦将高炉的下部风口面积进行确定，就不能够随时进行调剂，炉缸顶压主要是根据高炉风压的实际情况来进行确定的，在风量不变的情况下，风压的高低会对高炉的鼓风动能产生较大的影响，还会对高炉风口回旋区中心气流的强弱产生一定的影响，这时，就可以根据实际情况，对高炉的顶压做相应的调剂，使高炉的鼓风动能稳定。所以，在使用1880m3高炉进行炼铁时，要适当的将风口的长度增加，以保证回旋区能够向炉缸的中心处延伸，使控制边缘与中心的煤气流进行合理的分布，以及让未燃的煤粉均与分布在高炉中。

2 1880m3高炉的上部布料制度

在使用1880m3高炉进行炼铁时，既然下部的送风制度进行了确定，那么就必须要有相应并合理的上部布料制度来与之相对应。现在大型化的高炉，使风口回旋区地平台更宽、水温的差降低以及气流更加稳定，所以，高炉生产的煤比也随之提高，风口的煤气量发生的变化也大。从大型化地高炉实际生产情况来看，再将高炉风口风量稳定在基本不变的情况下，煤比与煤气量的增加，就会影响到下部气流的分布，所以为了使气流稳定，那么就要对上部布料制度进行相应的调整。在高炉炼铁生产时，如果增加煤量，就要缩短高炉风口回旋区的径向长度；如果边缘的气流相应发展，就要对边缘气流进行适当的抑制。