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冶炼强度
日期:2020-03-13 02:19  作者:admin  来源:本站

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  冶炼强度是指高炉平均每立方米有效容积,在一天内所能燃烧的综合干焦量或干焦量。它是反映冶炼速度的指标,可分为综合冶炼强度和焦炭冶炼强度。

  在焦比不变的情况下,提高冶炼强度(如加大鼓风量、富氧鼓风等),就可以取得提高产量的效果。

  冶炼强度是指高炉平均每立方米有效容积,在一天内所能燃烧的综合干焦量或干焦量。它是反映冶炼速度的指标,可分为综合冶炼强度和焦炭冶炼强度。

  在焦比不变的情况下,提高冶炼强度(如加大鼓风量、富氧鼓风等),就可以取得提高产量的效果。其计算公式分别如下:

  综合冶炼强度(吨/立方米·天)=入炉综合干焦量(吨)/高炉有效容积(立方米)×实际工作天数

  焦炭冶炼强度(吨/立方米·天)=入炉干焦量(吨)/高炉有效容积(立方米)×实际工作天数

  冶炼强度取决于高炉所能接受的风量。鼓风愈多,燃烧的焦炭也就愈多,在焦比不变或增加不多的情况下,高炉利用系数也就愈高。鼓风可以加速高炉冶炼,也会使焦比和高炉产量发生变化。

  冶炼强度从最低值逐步增加时,随之而引起炉子温度梯度的提高和焦比的降低。减少鼓风量直到低速慢行乃至停止鼓风时,会使高炉炉内的温度梯度下降,并增大焦比。

  冶炼强度在小范围内增加时,焦比下降,炉子产量有所提高。在冶炼强度达规定水平后进而再提高时,则焦比会随之增加,而产量却下降。

  提高冶炼强度意味着单位时间内,单位高炉容积燃烧更多的燃料。可从以下几方面提高冶炼强度:

  (1)增加入炉风量。增加高炉每分钟鼓入的风量,高炉燃烧焦炭越多,即冶炼强度越高。

  (3)加大燃烧强度。燃烧强度是指每小时每平方米炉缸截面积燃烧的焦炭量。

  在高炉冶炼史上,提高冶炼强度,长期受固体散料层气体力学的影响,认为煤气压力降△p与煤气流速1.7~2.0次方成正比,大风量操作,将因炉料所受的支撑力过大而不利于顺行,引起煤气流分布失常,产生管道、悬料、液泛等现象,最终导致焦比升高,产量降低。因此认为高炉操作存在一个极限风量,不敢增大冶炼强度,只能维持较低强度的水平。

  实践表明,高炉压差△p大体上与风量的一次方成正比,而且,在冶炼强度提高到一定水平后,△p几乎不再增加。这一事实说明随着冶炼强度的提高,料柱更松动,炉料间的空隙率增大,将使煤气通过时的阻损减小,这一有利因素部分地抵消了煤气流速增加的不利影响。

  但是不能由此而错误地认为:风量愈大,△p增加愈小,炉料愈松动,炉况愈顺行。因为在一定冶炼和操作条件下,冶炼强度和压差水平还是大体对应的。增大风量,将导致煤气流分布的改变,如中心气流加强,也增加管道出现的几率,同时△p亦随煤气流速增加而升高,容易难行悬料。在这种情况下,要相应地改善原燃料条件,改进操作制度,高炉可能仍然维持顺行,促使技术经济指标进一步改善。如果不顾客观条件,盲目加风,ag亚洲游登录不上炉料的透气性与风量不相适应;破坏煤气的正常分布,下料不顺,高炉指标恶化。

  冶炼强度对焦比的影响是多方面的,有有利的一面,也有不利的一面。如冶炼强度提高,煤气停留时间缩短,可能不利于煤气能量的充分利用;煤气流速增加,对改善热的传导和还原有利;而压差的增加对顺行不利又影响煤气的利用,如此等等。因此,强调某方面的影响,做出焦比随冶炼强度升高而升高,或者降低的结论,都难免失之偏颇。究竟影响怎样,要视不同的冶炼条件做出具体的分析,而且随着操作的改进,其结果也是不同的。

  内分布不匀,其能量不能充分利用,因此无法获得低焦比;而冶炼强度过高,由于还原及热传导速度的增长跟不上气流速度的增加,煤气能量难以充分利用,而且强度过高,容易引起管道行程,焦比必然升高。因此,在一定的冶炼条件下,有一个最适宜的冶炼强度,此时焦比最低,同时,随原燃料和操作条件的不断改善,焦比最低点将不断向更高冶炼强度方向移动,焦比绝对值也可以不断降低,如右图所示。

  冶炼强度的提高,即风量的增大,必然使风速和鼓风动能增大(不改变风口直径),煤气穿透中心的能力增强,炉缸中心易于活跃,同时因燃烧带向中心延伸,炉料下降最快区域也向中心稍有转移,这些变化必将导致上升煤气流的改变。此外,也增加了出现管道的可能性。因此在高炉操作上要做相应调整,以保证合理的煤气流分布。

  (1)扩大料批。大料批是抑制管道进程和中心过吹的有效措施。料批增大,矿层加厚,有更多的矿石布到中心,从而适应增大风量受气流分布的影响,减少或避免煤气分布失常。国内高炉的生产实践表明批重随风量增加而增加的这一客观规律。如马钢的高炉,冶炼强度由接近1提高到1.2时,矿石批重大约由3.2,增加到3.8。鞍钢高炉冶炼强度由1.33提高到1.55时,矿批由14.1 t 提高到15.3 t,喷吹燃料后更增加到16~19 t。

  (2)增加倒装比例。倒装,尤其是倒同装,能将更多的矿石分布在中心,焦炭相对集中于边缘,既可抑制中心过吹,也可调整边缘气流的不足。

  (3)适当提高料线。提高料线使炉料的堆尖向中心移动,细粒矿石堆积的环圈,仍能大致分布在燃烧带上方下料最快的部位。

  (4)扩大风口直径或缩短风口伸人炉内的长度。其目的是缩短燃烧带长度,消除中心过吹和利于扩大回旋区的横向尺寸,使沿炉缸截面下料均匀,保证煤气的正常分布。

  无论是改变上部或下部调剂措施,都应视冶炼强度增加后煤气的分布和利用状况,以及炉料是否顺行,炉况是否稳定而定,从实际需要出发,有的放矢,不盲动乱动。

  为了保证在高冶炼强度条件下,高炉焦比也能同时降低或基本不变,除了加强上下部调剂外,需要有其他相应的技术措施:

  (1)改善原料。改善原料是提高冶炼强度的基本要求。提高矿石和焦炭冶金强度,保持合适粒度,筛除粉末,是减少块状带阻力损失的重要手段。与此同时提高矿石品位,减少渣量,使软熔层填充物表面积降低,可以减少甚至防止“液泛”的发生,而且也使软熔层透气性得到改善;此外,由于焦炭热强度改善,也能使滴下带至炉缸中心的焦炭柱保持良好的透气性能,大大改善下部料柱透气性,降低高温区压力损失和高炉全压差。

  (2)采用新技术。采用高压操作、富氧鼓风、高风温等技术对高炉冶炼强化无疑是有好处的。

  (3)及时放好渣铁。生产强化后渣铁量增多,要及时放好上渣,按时出铁,使炉缸处于“干净”状态,以减少渣铁对料柱的支撑作用,促进炉料顺行。

  (4)设计合理炉型。矮胖炉型,相对降低了料柱高度,有利于降低厶尸,此外炉缸截面大,风口多,即使维持较高冶炼强度和喷吹量,燃烧强度也并不高,易于加风强化。大炉缸、多风口也利于煤气初始分布和炉缸截面温度趋于均匀,促进顺行。

  过去,不少人从固定散料层气体运动的规律出发,认为高炉压差与煤气流速的1.7~1.8次方成正比,若风量稍一增加,压差就会显著上升,这时,炉料因受上升煤气的浮力过大而破坏顺行,因而引起焦比升高,产量下降。我国高炉强化实践打破了这种认识。从一九五八年以来,许多大、中、小高炉,由于采用了。以精料为基础,大风、高温”的技术方针,冶炼强度大幅度提高,炉缸工作活跃,高炉顺行良好,焦比下降,生铁质量合格,产量提高。这是为什么呢?

  (1)由于单位重量碳索的热损失减少,提高了碳素的热能利用率,有利于焦比的降低。这对于燃烧强度(每米2炉缸截面积每小时燃烧的焦炭量)愈小,热损失愈大的高炉,焦比降低的愈多;

  (2)高炉内煤气流速增大,在一定程度上可使还原反应(改善扩散条件)和热交换过程(改善传热系数)得以改善,从而带来煤气中

  (3)由于煤气和矿石的接触时间减少,在其它条件不变的情况下,可能使煤气能量利用变差,造成直接还原度升高,这对降低焦比不利。当然,这还要看矿石本身的还原性能,煤气的分布状况如何;

  (4)单位时间通过单位截面的煤气量增加,将引起煤气分布与煤气同矿石接触条件的改变。这在不同条件下对焦比的影响是不同的。当边缘或中心煤气过分发展,或形成管道,而招致炉况不顺时,焦比可能升高。

  只要全面看待上述影响,充分发挥积极方面,创造条件避免消极方面,就能够逐步实现提高冶炼强度而又能降低焦比。

  提高冶炼强度的过程中,往往遇到炉况不顺,崩料频繁,悬料增多。这个问题解决不好,可能出现焦比升高,产量下降,生铁合格率降低,被迫把冶炼强度降回的情形。因此,有必要分析冶炼强度和顺行的关系。

  (1)如前所述,风量增加,鼓风动能显著增大,焦炭循环区将扩大,燃烧带在所有方向上都将扩大,这对于炉料的下降是有利的;

  (2)降低焦比,焦炭负荷加重,炉料的有效重量增加,这也有利于炉料下降,而且允许在较高风压下操作;

  (3)冶炼周期缩短,料速加快,以及上列有利因素的作用,使整个料柱状况发生了变化,不象料慢时那样紧密,而是变得松散(或称为松动)了。这样,既减小了料柱与炉墙间,料块与料块间的摩擦力,使料柱的有效重量增大,又增大了料层的空隙度,料柱的透气性改善,这可使压差随风量增加而上升的幅度变小。

  当然,也必须看到,大风操作时煤气量增加流速增大,将使煤气浮力增大,因而对炉料下降和顺行产生不利影响的一面。不然,就会产生片面性,既然风量愈大压差上升幅度愈小,顺行就没有问题了,甚至认为愈吹愈顺了。

  还应看到,风大到什么水平,不是主观随意决定的,要由原料、设备和操作所能达到的水平而定。高炉可以接受的风量水平,应与炉料的透气性相适应。以能否实现高产、优质、低消耗为标志。

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