合理调整高炉风口参数的数学模型及措施

 合理调整风口对大型高炉吹透中心、活跃炉缸十分重要。目前,实际操作常常认为增加风口长度、增加风口回旋区深度、缩小风口面积能提高风速,进而提高鼓风动能,以利于吹透中心。建立了调整风口参数的数学模型,并以某厂3 200 m3高炉为例,给出了在总风量不变的条件下,增加1个风口长度、减小1个风口面积以及多个风口尺寸调整时,各风口风量、风速和鼓风动能的变化。发现增加部分风口的长度时,对应风口风量、风速、鼓风动能降低。缩小少数风口的面积,会降低对应风口的风量;只有在缩小多数风口的面积时,已调整的风口风速和鼓风动能才可能提高,而未调整的风口风量、风速和鼓风动能提高幅度更大。根据该数学模型,定量化给出该高炉调整风口的相关参数,可用于调整炉缸煤气流的均匀性,维持高炉稳定、顺行。     

风口尺寸对高炉操作影响的研究

通过建立高炉送风系统模型,模拟了风口尺寸和风口压力变化对风口速度、流量和鼓风动能的影响,并结合理论分析对风口尺寸调节方法进行了探讨.研究结果表明:在高炉操作过程中,只有当多个风口的面积减小时,所有风口的鼓风动能才都会增大;在实际操作中,因为这些风口的风量明显减少,所以减小少数几个风口的操作能抑止边缘气流的发生.     

高炉合理鼓风动能与炉缸活性的关系

 通过分析高炉鼓风动能与炉缸活性的关系,认为合理的鼓风动能不仅是保持炉缸活性良好的前提条件,更是高炉操作者调节炉况的重要手段之一。通过研究合理鼓风动能的理论依据和计算方法,发现高炉合理鼓风动能不仅需要随着高炉容积的增大而增大,而且需要有合理的风量和风口面积。通过比较不同容积高炉所对应的风量,提出了风量比和风量系数的概念;介绍了本钢新1号高炉通过调节风口面积探索合理鼓风动能的过程。对高炉在不同鼓风动能条件下所产生的各种直观现象和仪表变化进行了说明,针对这些现象就可以判断出鼓风动能是否在合理范围内,并进行相应的调节。因此,合理的鼓风动能需要适应高炉生产的各方面条件的变化,这就需要对合理鼓风动能进行不断的探索和实践,以形成应变的合理的送风制度,确保高炉生产长期稳定顺行。     

通才1860 m3高炉风口鼓风均匀性仿真研究

文章提出一种能够准确评估高炉风口鼓风均匀性的方法,并以通才公司1 860 m³高炉的热风围管、热风支管、直吹管和风口小套为研究对象,采用CFD仿真研究方法,对高炉风口鼓风均匀性进行计算评估,根据评估结果对高炉风口参数进行针对性调节。结果表明,高炉风口尺寸相同时风口鼓风均匀率为95.69%,调节风口参数后风口鼓风均匀率可提高1.12个百分点,很大程度上改善了高炉风口鼓风均匀性。     

关于高炉风口面积调节方法的探讨

通过建立高炉送风系统模型,模拟了风口尺寸对风口速度、流量和鼓风动能的影响,纠正了高炉操作认识上的一些错误。研究表明,缩小少数几个风口面积会减小鼓风动能,但却增大了其它风口的鼓风动能;只有减小多个风口的面积,才会增大所有风口的鼓风动能。减小少数几个风口的操作之所以能抑止边缘气流是其风量明显减少所致。     

关于高炉风口面积调节方法的探讨

通过建立高炉送风系统模型,模拟了风口尺寸对风口速度、流量和鼓风动能的影响,纠正了高炉操作认识上的一些错误。研究表明,缩小少数几个风口面积会减小鼓风动能,但却增大了其它风口的鼓风动能;只有减小多个风口的面积,才会增大所有风口的鼓风动能。减小少数几个风口的操作之所以能抑止边缘气流是其风量明显减少所致。     

高炉风口回旋区系统的模拟

因为鼓风是预热、还原和熔化铁矿石所需要的热气体的来源,所以鼓风在各风口均匀分配是高炉顺行的重要前提.而回旋区产生的热气流在高炉边缘分布不必均匀.为了研究和分析风口参数和边界条件变化的影响,开发了一种用于风口回旋区系统的模型,对风量、风压、风口直径和喷吹还原剂的燃烧率等变量进行了研究.同时还开发了一种用于实时跟踪风口情况变化的模型在线版本.     

高炉风口风量分配均匀性的数值模拟

采用CFD方法对鞍钢2 580 m³高炉各风口风量进行数值模拟,分析了该高炉在不同风口参数下各风口风量均匀分配的情况.结果表明：在风口直径相同的条件下,高炉风口风量分配并不均匀,沿围管圆周的4个对称方位处风口风量较大,各风口风量的标准偏差为1.12.结合风口直径相同条件下及鞍钢现场生产风口风量的分配规律可知,风口风量的均匀分配需要同时考虑风口调整方位、风口调整幅度及相邻多风口调整等参数.根据以上原则提出调整鞍钢高炉风口参数的新方案,此方案下各风口风量标准偏差可降至0.67.     

3200 m3高炉供风均匀性模拟研究及其改进方案

为了改善高炉送风系统的供风均匀性,以某厂3 200 m³高炉送风系统为研究对象,采用数值模拟方法分析了总鼓风量、风口直径对系统供风均匀性的影响,并给出了具体改善方案。结果表明,在初始风口尺寸条件下,28^#和12^#风口的鼓风动能明显小于其它风口,鼓风动能最大差值为11.91 kJ/s,整体均匀性指数为2.31,系统的供风均匀性不佳。将28和12^#风口调整成130 mm后,整体均匀性指数降为0.87。在此基础上,增大所有风口直径和降低总鼓风量,均能小幅度改善系统供风均匀性,但平均鼓风动能下降较大。将送风系统的28^#风口直径调整为127 mm、12^#风口直径调整为130 mm、26^#和30^#风口直径调整为132 mm后,系统供风均匀性得到明显改善,鼓风动能最大差值降为2.27 kJ/s,整体均匀性指数降为0.45。     

大型高炉风口供风特性数值模拟研究

为优化大型高炉送风系统的供风特性,以某4000m3高炉的送风系统为研究对象,采用CFD数值模拟方法分析了风口布局、风口直径和总供风量对高炉送风管路内部及风口处压强和风速的影响规律.结果表明,大型高炉的最大风口速度一般位于距离热风总管最近的2个支管处,整体风量分布不均匀;在堵住上述2处风口后,剩余风口风量的分布均匀性有所...     

高炉风口以上冷却壁的选择

 高炉内部不同区域的环境存在差异,确定不同冷却壁在高炉内的合适安装位置,以延长冷却壁寿命,同时达到高炉长寿的目的,仍是设计师们应考虑的问题。以高炉炉内温度场为基础,从材料的导热性能、抗热冲击性能和耐磨性能3方面进行分析,提出了风口以上不同区域冷却壁的设计要求,并根据设计要求探讨了铜冷却壁和铸铁冷却壁的布置方式。研究结果表明,炉身中、上部应采用球墨铸铁冷却壁,炉腰、炉腹及炉身下部应采用铜冷却壁。     

酒钢高炉风口破损治理实践

对酒钢高炉风口破损原因进行了分析,通过采取提高渣铁水物理热、控制碱负荷、控制煤比等措施,风口破损得到了有效治理。     

高炉风口铸造工艺改进

介绍了高炉风口在铸造中遇到的问题和解决方法，讨论了降低气孔、针孔的工艺措施。     

A Mathematical Model of a Blast Furnace Injection Tuyere

One way to further utilise produced gases in an integrated metallurgical plant is to replace oil with gas as a reducing agent in a modern blast furnace. Accordingly, it is of great interest to study the injection of reducing gas into the blast furnace. Therefore, a three‐dimensional mathematical model has been developed which simulates the injection of the gas by lances into the tuyere. The model includes the coupled solution of the flow field and the chemical reaction of the gases in the tuyere. Two different types of fuel gas, coke oven gas (COG) and basic oxygen furnace gas (BOF) have been modelled using one injection lance. The modelling technique is presented and discussed as well as the implied results. Furthermore, process parameters such as different gas compositions etc. are investigated using the developed model. Not surprisingly, the main results show that the COG is combusted more completely than BOF gas, which leads to higher flame temperature of the blast putting demand forward to lower the heat load of the tuyere. However, the modelling of the raceway is as far not included in the model, hence the influence of the outlet boundary condition at the tuyere is not reflected in the presented results.     

Reactions in the Tuyere Zone of Ironmaking Blast Furnace

A series of slags can be formed in the lower part of the ironmaking blast furnace that play important roles in smooth furnace operation, and in determining iron quality and productivity. The final slag tapped from the BF has been investigated extensively as it can be collected directly. Unfortunately, difficulties in accessing the interiors of the blast furnace limit the full understanding of other slags such as primary and bosh slags. In this study, different types of samples directly obtained from the tuyere zone of the blast furnace have been systematically analyzed and characterized using scanning electron microscopy (SEM), electron probe X-ray microanalysis (EPMA), and X-ray fluorescence (XRF), with focus on the characteristics of slags formed in the tuyere level. The samples were identified into three groups according to their morphological, mineralogical, and chemical properties: (1) tuyere slags originating from the reactions between ash and dripping slags; (2) bosh slags in the CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO-FeO system, with a CaO/SiO₂ weight ratio of around 1.50, and Al₂O₃ and MgO concentrations close to those of final slags; and (3) coke ash that did not react with bosh slags. These findings will provide useful information on the evaluation of slags inside the blast furnace and the reactions in the tuyere zone.     

高炉风口区理论燃烧温度的研究

 在国内外有关理论燃烧温度研究的基础上,结合理论燃烧温度实时计算的特点和要求,对计算中的关键量进一步修正。采用埃特金迭代法求解各条件下的理论燃烧温度值。结果表明,若不考虑其他因素,煤粉燃烧率对理论燃烧温度的影响因煤粉种类而异。通常烟煤的理论燃烧温度随燃烧率的增加而降低,相同燃烧率下烟煤的理论燃烧温度明显低于无烟煤。随着混合煤粉燃烧率的增加,理论燃烧温度稍有降低。随着喷煤量提高,烟煤的理论燃烧温度降低幅度大于无烟煤。在其他条件相同时,随着烟煤配比的增加,理论燃烧温度呈降低趋势。随着煤粉和焦炭的灰分含量的增加,理论燃烧温度呈降低趋势。     

高炉风口回旋区特征的研究现状

高炉风口回旋区是高炉内的重要反应区域,回旋区的形成和反应情况,将直接影响着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,因此,对高炉风口回旋区特征研究对创造最佳化的高炉冶炼条件具有相当重要的意义。