高炉布料过程初步分析

本文定性地分析了布料过程炉料堆角、堆尖位置、炉料对料面层的冲击力以及炉料特性引起的效应。     

包钢4^#高炉开炉布料测定分析

包钢４＾＃高炉开炉装料期间，对无料钟炉顶的布料特性，炉料的炉内分布状况作了全面的实地测定，确定了料罐容积与最大装焦量，节流阀开度与物料流量，排放速度等相互关系，分析了不同的溜槽倾角对料流轨迹和炉料在炉内堆尖位位置的影响，保证了４＾＃高炉开炉后物料在炉内的均匀分布。     

炉料堆尖的形成及炉顶设备的布料能力

在料堆的顶部会形成主要由小块料，粉料组成的炉料堆尖，炉料堆尖对高炉煤气流有很强的阻滞作用，不同的炉顶设备对炉料堆尖的展开能力是不一样的：双钟炉顶只能将炉料堆尖展开成一个扇形面，布料能力较弱；无钟炉顶虽具有灵活的布料方式，但在中小型高炉上很难做到多环布料，其布料能力得不到发挥，漏斗式炉可将炉料堆尖展开成一个很宽的环状带，布料能力较强。     

用一比一大模型测定炉料落下轨迹的研究

在1:1的装料装置模型中,用快速摄影方法实测了焦炭、烧结矿和球团矿的落下轨迹。校验和推导了理论计算公式;推荐了计算参数的取值范围。讨论了炉料落点与料面形成堆尖位置的关系和送风条件下堆尖位置的变化。指出堆尖位置受炉墙和煤气阻力的影响而向外移,因而认为大型高炉基本上形成V型料面,采用变径炉喉或无钟布料技术是必要的。在使用烧结矿和球团矿条件下,大钟倾角的设计应以获得炉料落点水平距离最大为原则,因而适宜倾角在42°～48°之间。     

无钟炉顶中炉料运动及料流轨迹的研究

本文研究了无钟炉顶中炉料运动过程,认为高炉料面形状由炉料从旋转溜惯端口抛出到落在料面所走路线一炉料运行轨迹所决定。根据轨迹方程可确定炉料堆尖位置并通过炉料运行状态计算值得出炉料流动速度与溜槽倾角等相互关系。     

一种测量高炉炉顶炉料落下轨迹的技术

为了稳定高炉大喷煤条件下的炉料分布，就需要控制炉料落下的轨迹。采用能够连续测量炉料落下轨迹的加速度传感器开发了一种落下轨迹测量技术。该技术现已应用于神户3号高炉。试验证明，落下轨迹测量技术能够测量在旋转料槽上受到离心力的炉料落下轨迹、从顶部料仓放出的炉料的流速以及颗粒尺寸偏析，并且随时间变化，还能够测定由连续料流速度确定的物理主流位置。     

高炉布料过程初步分析

近年来,国外广泛地采用炉喉挡料板,无钟炉顶的装料设备也日益增多,这就极大地丰富了高炉上部调剂的内容和措施.然而,以目前鞍钢的状况而言,钟式装料设备仍然是唯一的装料设备.尽管装料设备种类繁多,其控制煤气流分布都是以下列几种作用因素,改变高炉径向的焦炭负荷分布来实现的,即:1. 炉料在料面上的堆尖位置;2. 炉料在料面上的堆角;3. 炉料对料面的冲击作用;4. 炉料性质差异所引起的效应.高炉冶炼工作者,就是以上述因素,控制炉料的分布状态,以达到充分利用煤气能量的目的.本文将以简单的力学关系分述上述有关影响布料的因素.     

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。     

不同溜槽形状下的料流偏析现象

 无钟炉顶设备主要通过改变溜槽倾角以调整布料矩阵,最终改变炉料在高炉内的分布。此外,炉料分布还受溜槽形状的影响,不同形状的溜槽,其料面偏析情况不同。为探究不同溜槽下的布料偏析现象,针对常见圆方比例不同的3种类型溜槽、带储料槽型溜槽以及破损溜槽,运用离散单元法对溜槽表面和布料特征进行研究,探究在不同溜槽下炉料的偏析现象和溜槽受力情况。模拟结果表明,相对于圆形出口溜槽,方形出口溜槽料流宽度小,分布均匀,更有利于精准布料;带储料槽溜槽可以减小炉料对溜槽的冲刷,延长溜槽寿命;破损溜槽料流宽度较大,炉料分布不均匀,会加大炉料在料面上的偏析。     

无钟炉顶布料操作批重特征数的研究

  针对不同炉料堆角形成不同料层截面,分析不同平台宽度对批重特征数的影响,提出批重特征数在二次料面堆角大于原始料面堆角时,批重特征曲线分为3个区,即激变区、缓变区和微变区,特征曲线呈下降趋势;在二次料面堆角小于原始料面堆角时,批重特征曲线无明显分区特征,特征曲线呈指数上升趋势。采用1∶10高炉比例模型, 研究堆角变化对料层截面的影响,确定了炉料堆角是批重特征数变化的决定性因素之一。     

无钟高炉炉料分布预测模型

为提高无钟高炉炉喉料面的预测精度,建立了考虑炉料运动的炉料分布数学模型.在分析炉料运动的基础上,指出了炉料运动是影响炉料堆积过程的重要因素,采用尺寸比1∶10的无钟布料器模型试验分析了不同炉料分速度对炉料堆积行为的影响,建立了考虑炉料运动因素的料堆轮廓预测模型,并通过数值方法确定了料堆的位置和料面轮廓曲线,应用于料面形状的预测.结果表明:炉料的运动是造成料堆两侧堆积角差异、料堆横截面面积变化以及料面轮廓改变的重要原因,料堆轮廓采用直线段和曲线相结合的方式进行构造,炉料的堆积角和曲线过渡区域长度作为重要的模型参数均考虑了炉料速度的影响,模型构造的轮廓接近真实料堆形状,应用该模型实现了炉喉料面的准确预测.      

高炉无钟炉顶设备布料偏析现象

高炉布料制度能够调节煤气流,控制高炉顺行,在高炉生产中发挥重要作用。基于离散元方法对焦炭在高炉炉顶设备内的偏析行为进行模拟研究,主要针对串罐式无钟炉顶设备和并罐式无钟炉顶设备,并对其料罐和料面的模拟结果进行讨论。模拟结果表明:由于渗透作用,焦炭颗粒在料罐内会发生偏析,串罐和并罐罐体结构不同,其偏析现象亦不同;焦炭颗粒运动到溜槽时,由于溜槽的旋转,料流轨迹会发生变化、焦炭在下降过程中存在一定距离的偏移;并罐式布料器由于料罐重心与高炉中心线不重合,焦炭在料面上的质量偏析现象比串罐式严重。在无钟式炉顶布料器布料过程中,炉料的偏析现象直接影响煤气流在高炉内部的分布,当大颗粒集中在炉喉中心时,中心透气性好,中心煤气流得到发展。反之,中心煤气流受到抑制,边缘煤气流得到发展。     

COREX预还原竖炉矿焦混合布料规律

 针对宝钢的COREX-3000预还原竖炉炉顶的万向节布料器矿焦混合布料过程进行了试验研究。基于量纲和谐原理推导了相似准数,并按照1∶5比例建立冷态模型装置,定量考察了物料混合比例对料流宽度、料面形状以及径向料堆结构的影响。研究表明：物料混合比例对料流宽度和料面形状的影响较小,对料堆结构影响显著,随着大颗粒质量分数的增加,料堆堆密度降低,料堆空隙率增大。研究结果对于指导COREX竖炉生产过程的布料规律具有参考价值。     

高炉料流调节阀控制方法及改进

料流调节阀是高炉无料钟炉顶关键设备之一,其控制效果的好坏直接影响高炉的稳定运行。由于料流调节阀运行速度快、控制精度要求高,加之传统料流调节阀的驱动和控制系统存在一定问题等诸多方面的原因,长期以来实现对料流调节阀的精确、可靠控制一直是一个难题。本文对传统的料流调节阀的控制原理、策略、控制效果及存在的问题等进行了分析和总结。作为改进和创新,介绍一种新型由液压伺服阀驱动的料流阀调节系统,简述该料流调节阀系统的构成和控制原理。最后对两种控制系统的性能进行了比较,说明了新型料流调节阀的优点和控制效果。     

基于DEM的无钟高炉布料料流轨迹研究

摘要：离散单元仿真技术被广泛用于研究高炉布料过程中炉料运动的规律,其计算散料运动的方法得到了国内外专家的认可。利用SOLIDWORKS和EDEM的Geometry建立无钟炉顶高炉几何模型,基于DEM结合炉料物理参数进行数学模拟,研究了溜槽倾角、料线深度和溜槽结构对料流轨迹的影响。结果表明：焦炭落点半径随溜槽倾角的增大而增大,倾角为13.3°时,炉料在下落过程中不与溜槽接触;随着料线深度的增大,焦炭的落点半径随之增大,但增量减小;在相同倾角下,矩形溜槽布焦炭时的落点半径比半圆形溜槽的小0.3m,且料流更集中,布料效果略优;有衬板溜槽比光面溜槽布焦炭时的落点半径小0.13m,料流宽度也较小,且能通过料与料之间的摩擦降低炉料对溜槽表面的磨损。     

武钢新3号高炉无料钟炉顶控制技术

本文介绍了武钢新３号高炉的无料钟炉顶控制技术，它包括无料钟联锁控制方法，原料准备与无料钟布料的矩阵，二级计算机系统的组成，并着重介绍了布料料流检测方法和多环布料控制方法。     

耐火浇注料在轧钢加热炉上的应用

轧钢炉窑用耐火浇注料的使用寿命与材质，组合配比，炉体设计，施工，烘炉诸因素有关，在进行炉体设计时，应视现场使用条件正确选用浇注粒料；炉顶采用柔性吊持及合理的扼注注下要用，采用格式浇注工艺，可收到节能，降低工程旨用与延长炉顶寿命的效果。     

贫化电炉气液混合顶吹的气泡群形态及搅拌效果

针对贫化电炉还原油枪中气、油混合顶吹对渣层搅拌效果的研究,等比例制作贫化电炉水模型,进行气液混合喷吹实验。实验结果表明：顶吹气液两相混合射流在熔池中形成大小不一的气泡或气泡群,气泡本身的形变、破裂以及气泡间的团聚运动决定了油枪对熔池的搅拌效果。通过测量不同流量下气泡群尺寸的变化,分析气液流量混合比对熔池搅拌效果的影响。     

含碳球团竖炉直接还原工艺流场仿真模拟

针对含碳球团气基竖炉冶炼工艺的特点,采用CFD（计算流体力学）软件构建了含碳球团竖炉直接还原工艺的仿真模型。对影响竖炉内流场分布的可能的因素进行了模拟分析,得出了最优参数。研究结果表明,采用上下布置的双风口的工艺方式最为有利于还原气体在竖炉内的顺行,此时气体流速达到9m/s,便于热量的传递,同时又避免了球团受热不均的情况。