不同料柱模式下高炉内煤气流分布的模拟

高炉炼铁广泛使用高铝炉料，冶炼过程中需要控制渣成分以满足炼铁需求，这会导致渣比增加和软熔带位置改变，进而影响高炉煤气流的分布。为此，基于Flunt数值模拟手段，研究了不同料柱模式下高炉内煤气流的分布情况。结果表明，不同料柱模式主要影响软熔带附近煤气流分布，对炉身上部煤气流分布情况影响较小。倒V形软熔带的料柱模式下，随着软熔带的高度升高、厚度增加，高炉内中心处11.1 m到13.0 m高度平均煤气流速由0.76 m/s减弱到0.69 m/s,边缘处8.6 m到11.1 m高度平均煤气流速增加了0.05 m/s。W形软熔带的料柱模式下软熔带下部的煤气流速高于倒V形软熔带料柱模式下的流速。研究结果可为指导高炉大渣量冶炼提供理论依据。     

高炉适宜矿焦层厚度的研究

本文以因次分析法推导,通过模型试验,研究了高炉软熔带(焦炭夹层)的气体力学条件,得出透气性指数(ξ/ΔΗ)与焦炭夹层厚度(h),空隙度(ε)和软熔层层数(n)、宽度(L)之间的函数关系,指出它们对高炉强化冶炼、节能的重要意义,并论证了扩大料批操作及改善原、燃料质量的实际意义。根据炉喉三种布料模型(中心有矿、矿石刚到中心、中心无矿),测定其阻力系数,并按布料形状,计算实际高炉矿焦层中心和边沿厚度,结合焦炭夹层行为的研究,提出了高炉适宜的矿焦层厚度。研究指出,为达到高炉更高的煤气能利用率,合理的炉喉煤气CO_2分布曲线不是“双峰”式,也不是“平峰”式,而应该是两头翘、中心低的“展翅”式。     

矿焦混装布料试验与工艺设想

矿焦混装是近年开发高炉装料的一项新技术,它给高炉冶炼带来三大好处:①改善高炉料柱(块状带和软熔带)的透气性,有利于高炉强化和顺行。②由于矿石与焦炭均匀混合在一起,有利于铁矿石的加热与还原,煤气热能和化学能得到充分利用,提高了煤气的利用率。③增加了炉料的堆比重和入炉矿石量。由于料柱的有效重量增加,从而允许高炉在较高的压差下工作,可使高炉获得增     

高炉中心加焦对气流分布及煤气利用的影响

中心加焦可以减小中心区域的矿焦比,增加中心气流强度,形成倒V形软熔带,提高料柱的透气性;由于中心气流中CO含量高,焦炭的溶损少,颗粒进入炉缸时保持较大的粒度,提高死焦堆的透气透液性。中心加焦对高炉操作有很多积极作用,但中心加焦也会减小中心气流的利用率,提高燃料比。当中心加焦过量时,高炉内的气流分布出现异常,因此需要研究合理的中心加焦量以及中心加焦方式。利用Ergun公式,对不同中心加焦量条件下,高炉内的煤气分布、压差变化等参数进行计算,并根据煤气分布情况简单计算了中心加焦对高炉内煤气利用率的影响。根据计算分析结果,对高炉中心加焦量及中心加焦方式进行讨论。研究结果可以为实际高炉中心加焦操作提供理论参考。     

宣钢改善焦炭反应性的研究与实践

焦炭质量是高炉生产操作取得良好指标的关键,使用高反应性焦炭能增强炉内的还原气氛,促进含铁炉料的还原,而料层透气性不会有显著变化。此外,焦炭反应性的提高有利于提高含铁炉料进入软熔带和滴落带时的金属化率,减少进入软熔带和滴落带炉料中FeO的含量,有利于改善高炉内含铁炉料的软熔滴落性能。     

高炉炉料软熔滴落性能的研究现状与展望

高炉生产能耗高、CO₂排放量大,在国家“双碳”背景下,稳定顺行是高炉节能减排的重要前提。高炉软熔带的形状、厚度、位置决定着炉内煤气流的二次分布,对高炉顺行起决定性作用。含铁炉料的软熔滴落性能试验在一定的负载和还原条件下模拟高炉内渣铁形成过程,是目前表征高炉软熔带矿石软化熔融过程的最直接手段。综述了高炉炉料软熔滴落性能的研究现状及影响因素,指出改善炉内矿石还原条件及炉料造渣过程是优化炉料软熔滴落性能与软熔带分布的根本。在不影响高炉炉渣性能的前提下,适当调整炉料化学成分、调整炉料结构、增加球团矿比例、向焦炭中添加CaO等碱性物质以及使用富氢气体还原等均能改善矿石在高炉内的还原条件,优化软熔滴落性能。高炉富氢冶炼是未来高炉发展的重要方向,对高炉炼铁节能减排及高炉顺行具有重要意义。     

高炉合理煤气流分布与软熔带理论和实践问题的探讨

本文经过对国内外某些高炉冶炼实践问题分析,阐述了现今公认的最佳软熔带倒V型及相应的煤气流分布形式是造成高炉中部结厚的根本原因,提出合理煤气流分布形式及其相应的软熔带形状为小W型(区别于双峰式、W型),可防止高炉中部结厚失常,并使高炉获得高产、优质、低耗、长寿的冶炼效果。     

湘钢高炉最佳软熔带

众所周知,高炉软熔带最佳形状是高倒“V”型。在这种结构型式下,高炉煤气流稳定,分布最合理,利用最好,相应最佳炉喉煤气CO_2曲线呈“展翅”型。软熔带对气体流动及炉料下降状态具有积极作用,且与生铁温度及成分有密切的关系。因此,探索软熔带的形成过程,分析它在高炉中的行为,控制其最佳形状和位置,     

Qi式炉顶装置的设计与研究

“Ｑｉ”式炉顶集中心加焦,矿焦混装和矿焦层装三项装料于一体,用其装料,可实现高炉料柱中的焦炭呈“塔松”状充填结构分布,形成高大的倒Ｖ型软熔带,确保足够,稳定的中心煤气流和较为理想的煤气分布,以达到强化冶炼,改善各项技术经济指标和延长高炉一代寿命等目的。     

沙钢5800 m~3高炉布料系统和气流监控系统的应用

对布料系统和气流监控系统在沙钢5800m~3高炉上的应用进行了总结。布料仿真系统可计算出当前的各挡位料层结构、物料下落轨迹、布料矩阵柱状图、焦炭负荷及料层厚度,并有离线设计和在线监控两种模式;气流监控系统可对高炉径向气流、周向气流和软熔带根部位置进行监控。这两个系统投入使用以来,为高炉操作者准确地提供了高炉内部料层分布和煤气流分布等信息,在帮助操作者进行炉况诊断和调剂中发挥了重要作用。     

高炉软熔带的研究

本文描述首钢实验高炉 (23m~3) 解剖后出现的软熔带形状和分布特征,它基本上是焦矿交替的倒V形结构.高炉解剖发现有粘结层,它是形成软熔带的过渡层.软熔带全部形成过程包括固相反应、粘结、软熔和滴落等.决定软熔带形状的是温度场和矿物组成.在软熔带渣铁开始分离,软熔带主要由未渗碳、熔点高的金属铁组成,平坦式的软熔带分布能保证高炉顺行和最大限度提高间接还原率.     

萤石和氧化镁对含钒钛高炉炉料熔滴性能的影响

利用高温熔滴炉模拟实际高炉软熔带的运行情况,探讨CaF2和MgO加入炉料后,对钒钛高炉炉料透气性、软熔带厚度、压差陡升温度、软熔区间、熔融区间等炉料高温物理性能的影响;为改善软熔带透气性,找出高炉合适软熔带位置,从而达到解决利用钒钛磁铁矿带来的不利影响的目的,为提高高炉强化冶炼目的提供重要依据。结果表明:炉料中添加萤石后对软化开始温度基本无明显影响,但使软化温度区间变窄,初渣带位置形成过早,软熔带厚度、最大压差、总特性值都升高。MgO的加入使软化开始温度升高,软化温度区间变窄,说明MgO的加入使软熔带位置下移,软熔带变薄。     

低燃料比高炉最佳气流分布及控制

本文根据国内外及鞍钢高炉生产实践,结合高炉解剖调查、高炉开炉前料面测量及回旋区深度测定等,讨论了低燃料比高炉最佳气流分布型式及其与高炉炉容、原料性能等的关系。认为在目前条件下随原料性能改善,应谋求较为平坦的双峰式曲线及“W”、低“倒 V”型软熔带。气流分布及软熔带型式的控制主要是改变鼓风参数以使回旋区深度适宜及采用不同的装料方法来获得适宜的炉喉矿焦比分布。改善原燃料的高温性能和粒度组成是获得最佳气流分布的基础。     

喷煤时高炉内炉料的行为

喷煤操作引起高炉内矿焦比升高，某些喷吹的煤粉沉积在炉内成为未燃半焦。因此，高炉操作不稳定，与喷煤操作相适应的炉内煤气流控制是必须的。通过一系列实验说明了矿焦比对软熔带化学反应的影响：（１）由于矿石层厚度增加，软熔带矿石的速 原是受通过软熔煤气流阻力影响的；（２）未燃半焦比焦气化更快，因此，焦炭分解减少。     

高炉软熔带形态研究

对高炉软熔带形态进行了三维动态热模拟实验研究。结果表明，采用发展中心和中心加焦的装料制度，有利于形成位置较高的倒Ｖ型软熔带，可提高料柱透气性、降低炉内总压降，是增大喷煤量、疏导炉内煤气流、促进高炉顺行的有效手段。     

攀钢焦炭在钒钛矿冶炼中性状的研究

对0.8m～3高炉内各部位的焦炭进行了理化性质的研究。分析了这些理化性质变化的规律。在软熔带以上,焦炭理化性质的变化规律与首钢解剖高炉基本相似;软熔带以下（特别是滴下带、风口区）,焦炭的气孔率,K、Na的分布,灰份变化等与首钢焦炭的变化情况不同。论述了钒钛矿冶炼中TiO_2、V_2O_5在炉内的还原及浸透到焦炭中的过程。     

Qi式炉顶装置的设计与研究

“Ｑｉ”式炉顶集中心加焦、矿焦混装和矿焦层装三项装料技术于一体,它可实现高炉料柱中的焦炭呈“塔松”状充填结构分布,形成高大的倒Ｖ型软熔带,确保足够、稳定的中心煤气流和较为理想的煤气分布,以达到哟化冶炼、改善各项技术经济指标和延长高炉寿命等目的。     

高炉软熔带形态的实验研究

在实验室中进行了高炉软熔带形态的三维动态模拟实验研究。结果表明，采用发展中心和中心加焦的装料制度，有利于形成位置高的倒Ｖ型软熔带，可提高料柱透气性，降低炉内总压降，是增大喷煤量，疏导炉内煤气流，促进高炉顺行的有效手段。     

软熔带形状参数对高炉下部压力场的影响

利用商业软件fluent研究了不同的软熔带形状参数下高炉下部压力场的变化。分析得出以下结论:倒V形软熔带有利于降低高炉下部压力,高炉下部中心轴和炉墙处的压力随着软熔带厚度、宽度和根高的减少而降低,软熔带形状和根高的改变所带来的效果不如改变软熔带宽度和矿焦层厚度比所带来的效果明显。     

0.8m~3高炉的温度分布和气流分布

在攀钢410厂0.8m～3高炉冶炼钒钛磁铁矿的解剖研究中,用石墨盒测温片法和焦炭石墨化度法进行了测温。以等温线形式描绘了炉内的温度分布,其特点是炉缸温度偏低,炉顶温度偏高。高度方向上温度梯度较小。绘制了等还原度曲线。按射流区、再分布区和散料区对气流分布进行了分析,其特点是下部为中心气流,经软熔层再分布后成为中心也有一定发展的边沿型气流,在上部则为强烈的边沿型气流。对造成这种特点的诸多因素（料层结构、负荷分布、焦矿混杂率、边沿效应等）进行了分析讨论。根据温度分布和气流分布,分析了小高炉冶炼钒钛磁铁矿的某些特点与规律。