炼铁学 高炉炉料和煤气流的运动ppt课件.ppt

《炼铁学 高炉炉料和煤气流的运动ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第五章高炉炉料和煤气的运动5.1炉料下降的条件及力学分析5.2高炉料柱压差及其降低方向5.3关于降低煤气流速与ΔP的讨论5.4改善料柱透气性和软熔带状况5.5改善煤气流分布5.6炉顶布料——上部调剂原理5.7应用装料制度改善布料和煤气分布5.1炉料下降的条件及力学分析一、炉料下降的原因燃料燃烧和消耗、炉料的熔化和渣、铁的周期性排除是炉料下降的主要因素。除此以外，直接还原和渗碳引起的碳素溶解损失、炉料下降过程中小块充填于大块之间引起的体积收缩。二、炉料下降的力学分析炉料下降的力学条件：P＝G料－P料－P墙－P液－P气＝G料－（P摩＋P液＋P气）P＞0炉料下降；P

2、≤0炉料不能顺利下降，产生难行或悬料（1）增加G料提高矿石品位，增加焦炭负荷（每批料中单位焦炭负担的矿石重量），增加炉料的堆比重。（2）减少摩擦阻力改进炉型，适当减小炉身角，增大炉腹角，适当发展边缘气流，可减小炉料对炉墙的摩擦力。扩大燃烧带，减少中心和边缘炉料呆滞区，使料柱松动活跃，可使料块与料块之间的摩擦力减小，同时也可使P墙减小。减小渣量，改善造渣，降低炉渣粘度，也可使摩擦力减小。（3）减小P液实行多铁口轮番连续出铁，做到渣、铁常流，对促进炉料下降有利。（4）减小P气煤气对料柱的支撑力是由于高压、高速煤气流强行通过料柱而产生的压力损失。其值的大小可近似地用

3、煤气通过料柱的总压差（静压差）ΔP。降低ΔP，则P气减少，有利于炉料下降。由于料柱受到摩擦阻力和渣、铁浮力的作用，料柱本身的重力并没有全部作用在风口水平面或炉底上，真正起作用的是克服摩擦阻力和渣铁浮力后剩下的重力，称为有效重力（G有效）。G有效＝G料－（P摩＋P液）则，炉料下降的力学条件可写成：P=G有效－ΔP由此可见，增加P值，一方面要增加G有效，另一方面要降低ΔP。在原料、炉型操作制度一定的情况下，改善炉料下降的主要条件是降低ΔP。5.2高炉料柱压差及其降低一、料柱压差ΔP的表达式煤气通过料柱（自炉缸风口水平面至炉喉料线水平）的压力损失，可近似地采用高炉料

4、柱的全压差ΔP表示：ΔP＝P缸－P喉≈P热－P顶根据研究表明，ΔP的影响因素可表示为以下通式：常数c和m的数值取决于气体流动状态。层流（Re≤50~60）时，c=100，m=1；过渡紊流（Re≤60~7000）时，c=3.8，m=0.2；紊流（Re≥7000）时，c=0.65，m=0；此时f与Re无关。强化高炉内煤气流基本处于紊流状态，故f实际为一无因次常数。二、影响ΔP的因素及降低ΔP的方向由公式可见，在料层高度一定和温度、压力一定的情况下，γ变化不大，f在强化高炉的条件下，基本上是一个常数。因此，ΔP主要决定于气流速度和料层通道的当量直径，实质也就是料柱的

5、透气性。降低煤气流速，改善料柱透气性，提高通道当量直径，是降低ΔP，改善炉料顺行的主要途径。5.3关于降低煤气流速与ΔP的讨论由公式可看出，ΔP∝ω2，ΔP随煤气流速增加而迅速增加。因此，降低煤气流速ω可明显降低ΔP。对一定容积和截面的高炉，煤气流速和煤气量及风量成正比。在焦比（燃料比）不变的情况下，风量、冶炼强度又同高炉生产率成正比，形成了强化和顺行的矛盾。但是，上述关系是从固定床中得到的。强化高炉实践表明，ΔP与ω不是二次方关系，而是一次方关系；随着冶炼强度的提高，ΔP开始直线增加，当冶炼强度达到一定水平后，ΔP几乎不再升高。原因在于高炉处于不断的运动状态

6、，随着冶炼强度的提高，风量加大，燃烧带扩大，焦炭加速燃烧，下料加快，炉料处于松动活跃状态，导致料柱空隙率增加。通过料柱而上升的煤气不仅对炉料下降有阻碍作用，而且还有松动料层、增加料层空隙率的作用。因此，增加风量，提高冶炼强度，有使ω增加，从而使ΔP升高的一面；但同时也有松动料层，增加料柱空隙率和气流通道当量直径，改善料柱透气性，使ΔP降低的作用。松动强化理论：在强化的高炉上，或在高炉强化冶炼的过程中，ΔP开始随I直线增加，当I提高到一定程度后，上述两种相反的作用，相互抵消，以至使得ΔP不再增加。问题：冶炼强度提高到一定程度后，ΔP不再升高，是否可任意提高冶炼强

7、度？冶炼强度过高，风量过大，超过了料柱透气性允许的程度，会引起煤气流分布失常，形成局部过吹的煤气管道，此时尽管ΔP不会过高，但大量的煤气能未能充分利用，必然导致炉况恶化。5.4改善料柱透气性和软熔带状况一、透气性的表示目前，高炉普遍采用透气性指数（ξ）来表示高炉料柱的透气性好坏或透气状态。ξ=V风/ΔP物理意义：单位压差所允许通过的风量。透气性指数较高炉全压差计能更好地反映出风量必须与透气性相适应的规律。增加料柱空隙率和煤气通道的当量直径，可降低ΔP，改善料柱透气性。但高炉料柱不同部位应分别讨论透气性问题。二、改善块状料带透气性——“整粒”理论首先应提高焦炭和

8、矿石的强度，减少入炉料粉末。特别是提高