无钟炉顶布料新理论

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1、无钟炉顶布料新理论6i_dL

2、c R3Ka^l8R

3、 杜鹏宇1    程树森1    白延明2    高绪东3   DX%D8atrr (1．北京科技大学冶金与生态学院，北京，100083，2．承德钢铁集团，河北承德，067002，   3．兴澄钢铁有限公司，江苏江阴214432)，Z*L{; 摘要：高炉布料矩阵是根据炉料在料面的落点确定的，目前炉料落点的确定方法是选取单个颗粒炉料计算料流轨迹，由于布料过程是布料溜槽横截面不同位置上众多炉料颗粒同时下落到料面形成料流的集合，采用某个颗粒落点确定溜槽布料角度与高炉实际的布

4、料过程不符。单个颗粒落于等面积划分档位环间距的中间，并不能使炉料布满该档位，而是炉料分布于相邻档位区域，造成炉料分布的不确定性增加。根据对国内某高炉开炉布料实测，对于同一批炉料，高炉布料过程实测与单个颗粒布料方程计算均表明：同一时刻不同炉料颗粒落点距离差可以达到0．4～0．7m左右，究竟选择那一个颗粒的落点作为确定布料矩阵的溜槽角度会严重影响高炉布料的精确性。因此，采用单个颗粒建立布料方程无法正确分析料流轨迹和落点。本文在建立布料方程时，分析布料过程中不同颗粒的运动过程，提出以多颗粒料流轨迹集合为基准，以料流宽度来划分布料档位，

5、确定高炉操作布料矩阵，提出料流宽度和档位划分的相协同的原则，以及料层厚度和料流宽度相一致的原则，避免料流宽度与布料档位宽度不一致造成的炉料分布误差。JOm6Zc 关键字：布料矩阵，多颗粒，料流宽度，档位划分2>!?EIE7 引言O9t
gS@*Tv 7yK1Q_XY>    在高炉炉顶布料过程中，料流轨迹是由许多炉料颗粒同时下落的过程共同组成。计算炉料轨迹和布料矩阵时，颗粒的选取是否与实际过程相符合成为建立布料方程的重要依据。对于传统的单个颗粒布料方程计算方法，炉料颗粒的位置选择是否合理，以及计算颗粒是否具有代表性，

6、都需要进一步讨论确认。由于单个颗粒计算的落点无法确定实际布料过程中料流宽度方向的轨迹，等面积档位划分法仅考虑单个颗粒的落点，这与高炉实际布料过程产生严重差异，即使采用修正方法对落点进行修正，也无法准确得到炉料分布的状态。为定量的分析炉料在炉内分布，国内外的研究人员建立了许多布料方程模型[1-7]，布料模型受力分析基于单个颗粒受力状态，没有考虑料流轨迹是多颗粒下落的集合，没有详细分析多颗粒料流宽度的轨迹。日本学者Yoshiyuki[8]采用压力传感器测量得到神户三号高炉料流宽度为lm宽度，但其布料矩阵仍采用等面积法划分炉喉直径，没

7、有使用档位宽度和料流宽度相一致方法划分布料档位，导致炉料分布的不确定性增加。TsutomuTanaka[9]。提出在布料过程中，必须考虑颗粒流的动态变化对料层和料面的影响，但没有提出具体的改进方法。因此，如何选定与实际布料过程相符合的布料方程，建立合理的档位划分方法，必须对布料的料流宽度和档位操作有正确的理论基础，才能达到炉况顺行，煤气利用高和高炉长寿的目标。oz-k_9%
 1．无钟布料方程理论分析IAJYD/Y&? r-25F

8、方程的建立过程，基本分为炉料在溜槽上受力分析，和炉料在空区的运动分析。GK/Q]}Q8pZ 对于炉料在溜槽上的布料方程。一般分为(1)重力，mg(2)惯性离心力，Fr=4π2mlω2sinα；Sp]i~#q_' (3)溜槽对炉料的反作用力，FN=mg－4π2ml2sinαcosα；(4)炉料与溜槽的摩擦力，h
R$lX8 Fƒ=μ1FN；(5)科氏力，Fk=4πmωClsin2α。炉料受力分析如图1。Vd{h

9、=J     其中：  m——颗粒质量，kg；Dk'EKT- TgaDzF,j{A g——重力加速度，

10、m／s2；6[9E^{(z l——炉料在溜槽上的行程，m；K)qbd~< e——溜槽倾动距，m；mm=Y(G[_%y ω——溜槽转动角速度，rad／s；F$.j

11、C1a  α——溜槽倾角，°；7oz(hO~ μ1——溜槽与炉料的摩擦系数；n@L!{zY  C——炉料在溜槽上某点的速度，m／s；dr6dK
         对于炉料在空区中的布料方程。一般分为(1)重力，mg；(2)煤气浮力，Fby=ρggV颗；(3)煤气曳力，FZdr=C(vz－vgz)2，Fydr=－C(vy－vgy)2，Fxdr=－C(

12、vx－vgx)23R#<9O 2K*-uT#$~ 其中：m——颗粒质量，kg；ex!^&7Q(            g——重力加速度，m／s2；
H+5]3>O-$      C——煤气阻力系数；Na~_=3+a  ρg——煤气密度，kg／m3