浅谈高炉中部调剂

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1、浅谈高炉中部调剂张贺顺马洪斌（首钢总公司）摘要木文从高炉中部调剂的理论分析岀发，探讨了中部调剂的方式、效果，提岀了首钢3号高炉中部调剂的建议。关键词高炉冷却制度中部调剂前言首钢3号高炉容积2536m3,1993年6月开炉，炉体冷却分为两种冷却模式：6段〜12段冷却舉采用工业水开路循环冷却；13段〜15段冷却壁采用软水密闭循环冷却。伴随着高炉冶炼强度、喷煤量不断提高，高炉炉体承受的热负荷随之增加，炉内顺行与炉况稳定性都变差，冷却舉破损加剧。山于炉体中部的炉腹、炉腰、炉身下部均采用工业水开路循环冷却，3号高炉逐步采用中部调剂，调整炉腹、炉腰和炉身下部冷却水

2、的流量，以期维持适宜的高炉内型，改善炉内顺行与炉况稳定性。但3号高炉对于中部调剂影响高炉内型及炉内边缘煤气分布的程度缺乏深入认识，本文从中部调剂的理论分析出发，探讨了中部调剂的方式、效果，提出了3号高炉中部调剂的建议，以明确中部调剂在高炉冶炼制度调整中的地位与作用，避免因缺乏对中部调剂的认识而损坏冷却设备。1中部调剂的理论分析1.1炉体传热的理论分析高炉内部热量传递到炉衬或渣皮主要依靠炉内边缘煤气为炉体2间的对流传热，在炉壳表面不喷水的情况下，热量主要依靠冷却水与冷却壁通道之间的对流传热，最终由冷却水带走，因此高炉炉体传热过程简化为：煤气■■渣皮■■炉

3、衬■■冷却壁■■冷却水。炉况正常时，炉内温度和炉体内部温度分布可近似视为稳态温度场;对于被某块冷却壁覆盖的一部分炉体而言，虽然它在竖向和周向与其它炉体相连，但可近似视为绝热边界；炉体中各层厚度与该部位炉体直径Z比较小，因此炉体径向传热可视为一维传热。炉体的一•维传热方程：R.q+R]+Rj+R3+R4公式1=tgji⑴1/a（）+L

4、/A

5、+L2/a2+R3+1/4“4q：热流强度:t,：炉内边缘煤气温度、冷却水温度；a。、a4：炉内边缘煤气与炉体的对流传热系数、冷却水•冷却壁通道的对流传热系数；L,>L2：渣皮厚度、炉衬厚度；入、禺：渣皮传热系数、炉

6、衬传热系数；R（）：炉内边缘煤气与炉体的对流传热热阻；R,：渣皮传热热阻；R2：炉衬传热热阻；Rt：冷却壁传热热阻；R.:冷却水与冷却壁通道的对流传热热阻。1.2中部调剂与渣皮厚度的理论分析屮部调剂是通过改变冷却水的流量、水温来调整高炉炉体屮部的冷却条件，以期影响髙炉内部炉型。炉况正常时，高炉软熔带以下区域尤其是炉腹、炉腰、炉身下部区域在机械冲刷、化学侵蚀和热震等影响下，耐火炉衬逐步消失，炉体依靠瀆皮口我保护。炉体的一维传热方程简化为：公式2l/a（）+Lj/Aj+R3+l/4a4孑冶金之家在高炉冶炼条件确定的情况下，.、％、入、R3等值确定，渣皮厚度

7、J与热流密度Q、冷却水温度匚、冷却水与冷却壁通道的对流传热系数相关。而在正常冷却条件下，冷却水与冷却壁通道的对流传热系数远大于冷却壁木体的总传热系数川，调节冷却壁通道内的冷却水流量可以在一定程度上影响冷却壁的冷却能力，但它是非常有限的，特别是铸铁冷却壁，由于气隙和防渗碳涂层的热阻很大，提高冷却水流量的作川更小，因此渣皮厚度J主要与热流强度§、冷却水温度“相关。1.3中部调剂与边缘煤气分布的理论分析同样，利用公式（2）对中部调剂与边缘煤气分布的关系进行分析，两者依靠炉内边缘煤气温度t相互g联系，卯、a4、入、R,等值基本确定或影响育效，炉内边缘煤气温度、

8、与热流密度9、冷却水温度“、渣皮厚度L/H关。但冷却水温度匚并不能直接影响炉内边缘煤气温度M因为渣皮厚度J会根据炉内边缘煤气温*度变化而相应变化，因此边缘煤气分布与屮部调剂不存在必然的关系。2中部调剂的操作分析2.1中部调剂的方式与效果高炉中部调剂通常是减少或增加冷却水流量，以期改变炉内渣皮厚度，从而影响高炉内部边缘煤气分布。市中部调剂的理论分析町知，减少或增加冷却水流量虽然引起水温差的变化，但高炉炉体热流强度并未发生变化，也就是冷却水流量的变化并未改变炉体的传热，也就不会改变渣皮厚度。高炉边缘煤气温度是影响渣皮厚度的主要因素，冷却水流量对促进渣皮牛长

9、没有显著作用，边缘煤气温度增加使冷却壁热面的渣皮厚度减少，冷却壁承受的热流强度升高。调整冷却水温度可以实现对渣皮厚度的控制，冷却水温度降低后，由于热流强度的增大使冷却壁热面温度下降，渣皮厚度增加；冷却水温度升高后，山于热流强度的降低使冷却舉•热而温度上升，渣皮厚度减小。2.2中部调剂的作用高炉进行中部调剂，往往伴随着高炉炉内顺行差、炉况稳定性差，对送风制度、装料制度等进行调整，因此炉内边缘煤气分布的变化往往分不淸是何种调整起到的作用。高炉内部边缘煤气分布的变化是渣皮厚度变化的主要原因，由于边缘煤气分布变化，造成高炉炉体热流强度的变化，在冷却条件正常的情

10、况下，冷却壁热而温度发生相应变化，最终导致渣皮厚度的变化，但并不能说渣皮厚度的变化导致炉内边缘