高炉透气性影响因素研究现状

高炉是一个气-固-液三相逆流的反应器,高炉料柱的透气性对高炉生产至关重要,但高炉内部各个区域的透气性影响因素不同,除了料柱本身的性质,鼓风参数、渣铁排放、热制度等高炉的具体操作亦会对高炉的透气性产生影响。文中综合阐述了高炉内各个区域和操作参数对高炉透气性的影响,系统地指出高炉各个区域和操作因素对透气性影响的限制性环节,旨在提供异常炉况诊断和保障高炉稳定顺行的操作思路。通过综合前人的研究成果,认为提高炉料冷、热和反应前后强度,提高炉料粒度和均匀性,降低粉末入炉,控制有害元素入炉,提高品位、降低渣量的同时控制合理的熔渣成分,保障合理的热制度、装料制度、出铁制度和鼓风制度以获得有利于透气性的煤气分布,从而提高高炉的透气性能。     

图像识别技术在炼铁原燃料粒度检测中的应用

论述了图像识别技术在高炉原燃料粒度检测中应用的技术原理,原燃料粒度大小对高炉料柱的透气性的影响非常大,实时了解原燃料粒度大小及分布变化趋势,对把控高炉炉况趋势越来越重要;本研究是通过数字图像处理技术来实时在线获得原燃料粒度的变化情况,该技术在生产中的实际应用取得良好的效果。     

高炉块状带透气性试验分析

通过试验研究了在不同球团矿配比、不同烧结矿粒度和不同料层厚度条件下,高炉块状带透气性指数的变化规律。粒度小于10 mm的烧结矿会使高炉块状带的透气性急剧变差;在保持料层炉料粒度组成不变的情况下,如果料层厚度增加,则高炉块状带的透气性降低;随着球团矿配比的增加,料层压差呈先升高后趋于稳定的状态,高炉块状带透气性升高。     

提高高炉生产率的措施

高炉生产率高受多方面因素影响，其中最基本的是炉料熔化期每个区域的透气性，在这一方面，炉料的质量及其在高炉内的情况起着重要的作用，另外，高炉顺行和高的设备利用率是提高高炉生产率的必要条件。     

炉料粒度对高炉料面炉料分布及透气性的影响

为了研究炉料粒度对炉喉内炉料分布和料层透气性的影响,建立了4070m~3高炉并罐式无钟炉顶三维模型,应用离散单元法对炉料粒级分布为25～40、40～60和60～80mm时,炉料从料仓运动至炉喉全过程进行数值计算。结果表明,不同粒级分布的炉料在炉喉内形成的料层,其周向各区域内炉料体积分布均在±10%之间波动。随着颗粒粒度增大,料面堆尖位置沿圆周分布更接近圆形。颗粒粒度越小时,壁面效应作用越弱,边缘处空隙度相对于料面中心来说差别越小。对于25～40、40～60和60～80mm粒级炉料,边缘透气度分别是料面中间区域的1.4、2.1和2.5倍左右。因此,保证料面径向颗粒粒度合理分布,对料层透气性十分重要。     

降低高炉焦比的因素及其效果

日本《钢铁界报》七月一日刊载题为《世界最高水准的高炉燃料比》的文章,摘要如下: 高炉燃料比是表明高炉经济性的重要指标。在过去二十年中,日本燃料比从九百一十五公斤降至四百九十五公斤。降低燃料比的技术有: 一、高炉入炉料的改善 炉料的尺寸应能使炉内反应快而且透气性良好。目前块矿经破碎、筛分后,粒度下限为八至十毫米,上限为二十五至三十毫米。对烧结矿和焦炭也筛除粉末,并规定粒度上限。     

矿热炉炉料导电性与透气性关系的实验研究

采用“电导池”法测量铁合金混合炉料的电阻，利用Ergun公式计算炉料的空隙率，用于评价炉料的透气性。实验表明，混合炉料中焦炭体积大于矿石体积（如硅铁冶炼，V焦／V矿〉1）时，固定矿石粒度调整焦炭的情况下。炉料电阻随炉料平均粒度的增加而减小，而透气性随炉料平均粒度增加而增加；固定焦炭粒度调整矿石的情况下，炉料电阻随炉料平均粒度增加而增加，而透气性随炉料平均粒度增加而减小。当混合炉料中焦炭体积小于矿石体积（如锰硅合金冶炼，V焦／V矿〈1）时，固定焦炭粒度改变矿石粒度调整炉料粒度，炉料的电阻随炉料平均粒度增加而减小，而炉料透气性随炉料平均粒度增加呈非线性变化规律。     

高炉高球比条件下炉料颗粒偏析行为及其优化

提高入炉球团矿比例是高炉低碳冶炼的重要手段，由于球团矿滚动性强，在高炉布料过程中会存在炉料粒度偏析的问题，因此优化布料制度、降低炉料粒度偏析，对改善高炉上部气流分布具有重要意义。为此，通过建立物理模型，研究球团矿配比、矿石批重和溜槽倾角对高炉布料偏析的影响，结果表明，提高球团矿配比能够降低炉料的粒径差，改善炉料粒度偏析情况。基于试验结果建立了炉料粒度偏析指数预测的多元回归模型，发现炉料粒度偏析指数随着溜槽倾角的增加逐渐增大，在溜槽倾角大于32°后炉料粒度偏析指数的增幅变小；炉料粒度偏析指数随着矿石批重的增加呈现先增大后减小的变化趋势。在球团矿配比固定时，采用大批重小角度溜槽倾角或者小批重大角度溜槽倾角可以有效减小炉料粒度偏析。研究结果可以为高炉采用高比例球团矿冶炼时优化调整装料制度提供参考。     

烧结矿和球团矿吸附锌的规律及冶金性能变化的研究

模拟高炉中锌的还原及其蒸气在炉料吸附的过程,对入炉烧结矿、球团矿做了锌吸附及低温还原粉化的试验。试验结果表明:烧结矿和球团矿的吸附锌量随着温度的增加而提高,随着粒度的增大而减少;随着锌吸附量的增加,烧结矿和球团矿的低温还原粉化指标下降,这会影响到高炉的透气性,生产中应对入炉原料的锌含量做严格控制。     

邯钢高炉低烧比炉料结构的优化

鉴于环保压力的影响,高炉应减少烧结矿的使用,多使用相对清洁的球团矿和块矿进行高炉冶炼。为配合酸性炉料的大比例加入,需要提高烧结矿的碱度。然而,随着烧结矿碱度的提高,高炉炉内压差升高,透气性恶化,高炉相应生产质量指标难以提升。为了避免烧结矿碱度过高所带来的问题,提出了新的技术思路,即将烧结矿中碱性熔剂取出直接加入高炉,选择适宜的球团矿种类、适宜碱度的烧结矿配加一定量的石灰石与一定比例块矿组成高炉炉料结构。研究结果表明,与综合炉料中直接加入碱度为2.3的烧结矿相比,外配石灰石的方式所组成的综合炉料熔滴性能更优,炉料透气性得到了改善。在熔滴性能满足高炉要求的情况下,通过外配石灰石的方式,炉料结构中烧结矿比例可以降低至47%左右。     

高钛型球团在攀钢高炉的应用

 经过对高炉配加高钛型球团的理论分析和在实验室对高炉利用高钛型球团炉料结构的熔滴性能研究表明,高炉配加该炉料,有利于提高钒钛烧结矿质量和球团比例,降低炉渣中高熔点物质的含量,有利于改善高炉透气性和综合炉料性能。同时生产试验亦表明,高炉利用高钛型球团对增铁节焦,增加喷煤比具有明显效果,具有优化高炉炉料结构的作用。     

大型高炉合理鼓风动能的探讨

简要分析了高炉鼓风动能的影响因素和控制方法,基于首钢京唐两座5500m~3高炉生产数据的统计分析,重点探讨了大型高炉合理鼓风动能的范围。结果表明:合理的鼓风动能和高炉料柱透气性密切相关,通过调整焦炭负荷和布料矩阵等,可以改善高炉料柱的透气性;不同的高炉应根据实际情况选择合理的鼓风动能,针对京唐2座5500m~3高炉而言,鼓风动能应控制在115~149kJ/s,风速为236~259m/s。     

高炉上部煤气流调剂影响研究

利用数值模拟对煤气流的流场及温度场进行了计算.根据高炉不同部位的煤气流速分布,分析得出炉料分布对中上部煤气流分布和软熔带形状有决定作用,而鼓风制度可快速改变下部煤气流分布,并结合实际高炉中的现象及操作讨论了炉料分布的重要性.结果表明:在高炉生产中,有一个合理的布料制度是高炉操作的关键,径向煤气流分布受炉料透气性分布影响很大,初始煤气流对其影响较小,下部煤气流分布信息很难在上部反应.     

焦炭失碳率分布研究

采用脱碳电炉和高温井式炉研究的焦炭的失碳率分布.讨论了焦炭在高炉中的失碳机理以及失碳率分布对焦炭抗压强度的影响.研究说明:焦炭在高炉内反应过程中,失碳率随粒度的增加而减小;对于同一块焦炭,失碳率由外层至内层是降低的;随着失碳率的提高焦炭的抗压强度是降低的;为保证炉料的透气性,入炉焦炭的粒度要适宜.     

装料方式对高炉间接还原区还原效率的影响

为了研究装料方式对高炉间接还原区还原效率的影响,通过模拟不同装料方式下高炉炉料组成、温度场和气体成分条件,研究了装料方式对含铁炉料静态还原的影响规律。结果表明,8号高炉现有的3种装料方式中,通过将大小烧分级入炉,在不改变原料条件下,可以改善块状带炉料的透气性,增加含铁炉料的还原度和还原效率。     

原料对高炉操作制度的影响

本文叙述了武钢高炉操作的特点。根据在生产高炉上及1比1冷态模型中进行的研究工作,作者指出:(1)风口回旋区长度与风口动能无关,而是风口鼓风动量除以料柱阻力的函数;(2)烧结矿布料反常系由烧结矿粒度小所造成;(3)烧结矿中加白云石,将MgO含量提高至9～12时,对冶炼低硅低硫铁有利;(4)改善炉料透气性是高炉操作的中心环节。     

本钢高炉强化冶炼过程分析

本文从高炉炉料的透气性和还原性、氧化带和焦炭的循环区,炉型、高压操作,影响焦此因素的分析等问题,对本纲高炉提高冶炼强度、降低焦比、强化高炉生产从理论上进行了分析。     

济钢扩大100m^3级高炉入炉焦炭粒度下限的实践

1 概述 实行精料方针是现代高炉冶炼的方向,焦炭整就是精料方针的重要组成部分。焦炭整粒可改善高炉料柱的透气性、提高焦炭的反应性,使高炉冶炼的经济技术指标不断得到改善。但是,目前许多中小型企业还不具备焦炭整粒的条件,入炉焦炭粒度很不均匀,含粉率普遍较高,一定程度上影响了高炉冶炼指标的提高和改善。     

对目前烧结矿冷却方式的几点看法

在研究热烧结矿(下简称热矿)改冷烧结矿(下简称冷矿)的必要性时,目的是明确的。首先是为了烧结矿的整粒,因为只有冷矿才便于在整粒过程中转运、破碎、筛分等作业。整粒的目的主要是解决矿块粒度的均匀性问题,为高炉提供透气性良好的炉料。根据炉料堆积理论,炉料的孔隙度取决于矿块     

基于多时间尺度的高炉透气性指数多步预测模型

高炉透气性指数是反映炉料间接还原程度以及炉况状态的重要指标,受高炉各操作在不同时间尺度下影响,目前对透气性指数发展趋势的分析、建模和预测多数是基于同一时间尺度且预测步长较短,预测结果难以指导现场判断。因此,本文提出一种基于多时间尺度的高炉透气性指数多步预测模型。首先通过机理和数据分析计算高炉各操作对透气性指数多时间尺度影响的时域特性,并结合频域特性多维度论证透气性指数受各操作在不同时间尺度影响;然后根据高炉操作在不同时间尺度影响透气性指数发展的特性,建立基于支持向量机的单步预测模型;最后在单步预测模型的基础上建立基于递归策略的透气性指数多步预测模型。实验结果表明,该方法能有效预测透气性指数未来发展趋势,便于现场决策。