并罐式无钟炉顶布料料面中心研究

并罐式无钟炉顶的布料操作会产生蛇形偏析,形成不均匀的料面形状,导致料面透气性调节失控的问题。通过开炉布料料面形状的测试结果可知,并罐式无钟炉顶料面中心与高炉中心不重合,料面中心发生偏移。为了研究无钟布料过程中的料面分布情况,通过建立数学模型,计算炉料颗粒在高炉料面周向上的落点分布,根据落点分布得到料面对称中心位置,并将计算结果与开炉料面形状测试结果对比。根据分析计算结果,从理论出发,提出减小布料过程料流偏析的措施和建议。     

Particle size segregation in hopper at a bell-less top blast furnace with parallel hoppers

Owing to a certain angle existing between a belt conveyor and the parallel hoppers,and the hoppers localizing away from the centerlines of a blast furnace,particles size segregation is likely to happen in a bell-less top blast furnace with parallel hoppers.Mastering the law of particles size segregation in hoppers could help to choose better charging parameters and optimize production and technical indices.As for the previous works on burden segregation at a bell-less top blast furnace with parallel hopp...     

无钟布料料流轨迹激光测试与图像分析

针对高炉布料过程操作者无法直接观察炉内料流轨迹、料面形状等信息,利用光学原理,提出极坐标激光栅格测试技术,对料面进行标定测量.引入模式识别中的双目视觉技术进行轨迹检测,对布料轨迹图像采用边缘分析算子,优化算子阈值,获得布料过程中料流信息,重现料流轨迹的动态图像,为高炉布料模型提供数据支撑.     

Effect of Chute Rotation on Particles Movement for Bell-less Top Blast Furnace

For the bell-less top blast furnace, when particles move along the chute, the particles motion direction and the frictional force acting on them will change due to the chute rotation, which consequently influences the velocity at the tip of chute, changes the burden flow width and impact point, and finally affects the stock profile and gas flow distribution. So the influence of chute rotation needs to be considered when calculating the burden trajectory with a mathematical model. The mathematical model was established to analyze the influence of Coriolis force on particle velocity at chute tip as well as height and width of burden flow in chute, and to summarize the effect of Coriolis force on burden distribution, thereby making the calculation result more accurate.     

基于三维离散元法的无钟高炉装料行为

利用三维离散元法建立了无钟高炉布料模型,分析了料罐、旋转溜槽中的颗粒流动行为以及颗粒离开溜槽后的下落轨迹和料堆形成,可视化再现了装料过程.结果发现:炉料在流动过程中始终存在粒度偏析,料罐排料流为漏斗流,小颗粒由于偏析而倾向于后期排出;溜槽倾角对颗粒流动行为和料堆形成影响较大;溜槽内颗粒流由于溜槽旋转而向侧上部偏离和翻动,小颗粒因靠近壁面而位于料流内侧,大颗粒因聚集在溜槽上部而处在料流外侧,炉料颗粒偏析、偏转翻动和速度分布影响下落轨迹;在炉料下落到料面的堆积过程中,大颗粒易于向炉喉中心和边缘偏析,小颗粒因位于料流内侧和渗透作用而分布在堆尖下方且偏向中心侧.结合激光网格炉内测量技术料流轨迹测量结果,验证了模型的适用性.     

无钟炉顶布料协同性的研究

根据无钟炉顶布料过程中炉料的运动过程分析了料流宽度数学模型,指出了等面积法多环划分档位的不足,即档位宽度从高炉中心到边缘逐渐减小,这和实测料流宽度变化趋势相反。提出了按料流宽度进行多环划分的新方法、档位布料圈数与料层宽度协同性原则、料层宽度分布与料面形状的协同性原则,并将协同性原则应用于某2 500 m3高炉的开炉,为高炉的高效、合理操作提供了理论依据。     

高炉料流调节阀重量控制模式初探

本文通过模拟试验，研究了无钟炉顶高炉料流调节阀在卸料过程中，炉料批重、粒度等诸因素对料流速度的影响，并以此建立炉料流动特性的数学模型，开发料流调节阀的重量控制模式，实现料流均衡运行，这对高炉冶炼具有十分重要的现实意义。     

Simplified simulation of the transient behavior of temperatures in the upper shaft of the blast furnace

A one-dimensional dynamic model of the upper part of the blast furnace shaft is applied to study the evolution of gas and burden temperatures, mainly in order to shed light on the transient phenomena after charging dumps of burden. The effects of irregularities in the burden descent and charging are also studied briefly. The simulations demonstrate that the temperatures of the burden layers in the lower part of the simulated region assume a quasi-steady state, indicating that the changes in the top gas temperature experienced immediately after a dump of burden arise primarily because of heat transfer between the gas and the dump. These results support the idea that such temporary changes can be interpreted in terms of distribution of the dumps on the burden surface.     

无料钟炉顶布料实践及分析

在武钢2号高炉进行了串罐无料钟炉顶布料实践,分析了多角度中心加焦、折返布矿、拓宽布料区间等布料方式引起煤气流变化及改变煤气利用的原因,在2号高炉的原燃料条件下,采用折返布矿和拓宽布料区间的布料模式取得了较好的技术经济指标,布料模式的摸索还须继续;增加矿石层厚度或调整小粒度矿落点位置,可增大煤气阻力,有利于增加间接还原,提高煤气利用率;完善各种检测设备,开发和应用高精度布料技术,丰富高炉专家系统,可进一步优化高炉操作。     

JFE应对高炉低质量原燃料的技术措施

介绍了JFE为应对低质量烧结矿和焦炭而开发的技术措施,包括三并罐无料钟炉顶、高焦炭混装比和在高炉中使用部分金属化炉料等技术。使用三并罐无料钟炉顶,可以在使用大量细粒烧结矿和低质量焦炭时,仍能保持低还原剂比和高利用系数操作。提高焦炭混装比可以扩大原料选择范围,加大低价矿的使用比率。在焦炭混装比为120kg/t情况下,发现炉身透气性阻力较大降低,炉身效率得到提高。在技术经济指标保持不变的情况下,对铁矿石原料的要求可以降低。介绍了这些技术的开发背景及其应用效果,也简介了在低质量炉料时,使用金属化炉料降低还原剂比和保持高炉顺行的效果。     

高炉布料数学模型的开发及应用

为研究炉料在炉内的分布,对武钢1号高炉在开炉前进行了料面测量,在获得的炉料堆积规律的基础上开发了高炉布料数学模型,利用开发的数学模型模拟炉料下落的轨迹,求解料面形状,计算炉料的O/C比分布,利用模型计算结果对不同布料矩阵的布料效果实行量化评估,结合高炉专家系统中有关煤气流分布的信息,可以及时对布料矩阵作出调整.     

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.     

大型高炉合理煤气流的分布及控制

合理的煤气流分布是大型高炉实现操作炉型稳定和技术经济指标良好的基础.从太钢5号高炉4年多的生产实践出发,提出在下部通过控制合理的风速和鼓风动能,在上部通过逐步加大矿批,加重焦炭负荷和配以布料档位的及时调整等,煤气利用率50.5%以上和炉顶温度180℃以下.     

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。     

高炉无钟炉顶布料料流宽度数学模型及试验研究

针对高炉实际操作过程中炉料的料流宽度与档位划分不一致,无钟炉顶布料后煤气流分布波动变化大,高炉顺行困难的问题,对布料操作中料流宽度计算的不足,重点考虑了炉料的受力变化对料流宽度的影响,分析了科氏力对料流宽度的影响,提出了分段考虑科氏力来计算料流宽度,修正计算了溜槽出口水平宽度的误差,建立了无钟炉顶布料的料流宽度数学模型。通过工业现场1∶10的模型试验,验证了该数学模型计算料流宽度的正确性和合理性,将料流宽度和溜槽倾角调整相一致的原则应用于2 500 m3高炉,达到了布料分布合理,气流稳定,高炉顺行的目的。     

并罐式无钟炉顶装料模式对料面炉料分布的影响

 为研究装料模式对并罐高炉料面炉料分布的影响,建立了国内某5 500 m3实际高炉并罐式无钟炉顶系统全模型,利用离散单元法分别对矿（A）-矿（B）-焦和矿-焦两种装料模式下炉料从矿焦槽运动至料面全过程进行数值计算,对比分析了装料模式对料面炉料分布的影响。结果表明,由于A矿与B矿布入料面时落点轨迹不重合,导致两种装料模式下料面炉料分布不同。在料面径向上,装料模式对料面矿石体积分布和矿焦比分布影响较小。在料面周向上,矿-矿-焦装料模式和矿-焦装料模式下料面矿石体积分布标准差分别为0.133和0.147,矿-矿-焦装料模式和矿-焦装料模式下料面矿焦比分布标准差分别为0.074和0.086,矿-矿-焦装料模式下矿石体积分布和矿焦比分布更均匀。     

Radial gas distribution in the blast furnace top

Blast furnace process control heavily depends on good control of burden and gas distribution. For many blast furnaces this control relies on measurements with fixed above-burden probes. Therefore, an accurate knowledge of the gas flow between stockline and above-burden probes is of paramount importance. Measurements in the blast furnace top and calculations with a mathematical model are used to shed more light on the gas flow in the blast furnace top. It turned out that complex gas flows cause several differences between data at stockline level and at above-burden probe level. There is an acceleration of gas in the furnace centre due to the much higher temperature there. Gas from the colder intermediate region is therefore attracted towards the centre. There is hardly any influence of the inclination of the stockline. It is advisable to make the distance between stockline and above-burden probes as small as possible or to use some form of in-burden measurement.     

布料模式对COREX预还原竖炉煤气流分布的影响

布料模式决定了炉料的空隙度,而炉料的空隙度分布决定了煤气流的第2次分布。采用三维竖炉数学模型,考察了单环布料情况下,挡位分别在竖炉炉顶直径的0.0、0.8、1.6、2.0、2.4、2.8 m时竖炉内煤气压差和煤气流的变化情况。结果表明：布料过程在料面上发生的炉料粒度偏析对煤气流分布的影响很大,料堆尖处煤气流速很低。随着布料档位外移,竖炉整体压差和围管压差呈现增加的趋势,而反窜煤气比例呈现先微弱降低后迅速增加的趋势,拐点出现在2.0 m布料档位。竖炉炉料布料方式对煤气流有再分配的作用,较为适宜的布料档位为1.6 m,不宜超过2.0 m。     

高炉无钟布料的重要环节—平台的形成

高炉无钟布料的核心是料面平台的形成。平台基本为矿焦层状结构，粒度分布较均匀，对气流控制作用强，促进气流分布稳定，是无钟布料的重要基础。它是提高高炉煤气利用、顺行和强化冶炼的重要环节。大、中型高炉适宜的平台宽度一般分别为１．２－２．０ｍ和０．８－１．２ｍ。