矿石批重在高炉实际操作中的合理选择

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1、2011年全国炼铁低碳技术研讨会论文集矿石批重在高炉实际操作中的合理选择车奎生（同煤集团钢铁有限公司副总工程师兼炼铁厂总工程师）摘要：作者从理论和实际冶炼效果两个方面，系统论述了不同炉容的高炉，为了保证炉料和上部煤气流的合理分布，以达到炉况长期稳定顺行、维持合理操作炉型并取得最佳冶炼效果的合理矿石批重选择的原则和量化依据，以期望能对众多高炉操作者在合理选择矿石批重方面有所帮助和启示。关键词：矿石批重、炉喉平均矿层厚度、上部煤气流分布、炉喉直径、实际风量。1、前言：随着原燃料条件和装备水平、检测手段的不断进

2、步，近几年绝大多数高炉经济技术指标有了长足的进步，特别是很多种小高炉，不仅利用系数高达4.0~4.50t/（m3.d），而且喷煤比大幅度提高、入炉焦比和燃料比大幅度下降，搞得好的企业如山东泰山钢铁两座450m3高炉利用系数4.2~4.50t/（m3.d）、喷煤比175kg/t、燃料比505~515kg/t，已经达到了很多大型高炉的焦比和燃料比水平；但是需要指出的是依然有很多中小高炉操作者，依然还在停留在片面追求高冶炼强度、高产量的落后观念中，不去研究如何降低燃料比、延长高炉使用寿命和如何保证高炉长期稳定顺

3、行；不顾原燃料条件和实际操作炉型以及炉况顺行程度和工长操作水平是否具备条件，也不管是否违背高炉冶炼规律和能否达到良好的冶炼效果，一味追求斜风口、大面积、大风量、大矿批、大矿石角度、大矿焦角差、高富氧、高煤比；其结果反而使高炉顺行遭到破坏，炉况稳定性差，产量不升反降、燃料比大幅度升高，高炉寿命也受到很大影响；基于上述原因，本文重点阐述如何在高炉实际操作中科学而灵活的选择合理的矿石批重的问题。2、矿石批重对上部煤气流分布和高炉冶炼效果的影响：2、1、矿批三个区间的划分以及对煤气流和高炉冶炼效果的影响：按照批重

4、由小到大对煤气流分布和高炉冶炼影响的敏感程度，可划分为三个区间：缓变区、微变区、激变区。2、1、1、批重值在激变区时，批重波动对布料影响较大，边缘和中心的负荷变化剧烈，正常生产不宜选用此种批重。2、1、2、原料条件好、设备和操作水平高时，批重可选在微变区，此区间炉料分布和气流分布都稳定，顺行和煤气利用较好；但增减批重来调剂气流的作用减弱。2、1、3、若炉料粉末较多，料柱透气性较差，为防止微变区批重过大，宜选用缓变区批重，其增减对布料的影响介于上述两者之间；少许波动不致引起气流较大变化，适当改变批重又可调节

5、气流分布。2、2、批重的选择原则：2、2、1、确定微变区批重值应注意炉料粉末含量，粉末含量越少越有利于选择大矿批；粉末含量多时，可在缓变区靠近微变区侧选择操作批重。2、2、2、全焦冶炼高炉焦层厚度略大于矿批厚度，随着喷吹物的增加焦层厚度与矿层厚度已非常接近。2、2、3、批重决定炉内料层的厚度，批重越大，料层越厚，软熔带焦层厚度越大；此外料柱的层数减少，界面效应减小，利于改善透气性。但批重扩大不仅增大中心气流阻力，也增大边缘气流的阻力，所以一般随批重扩大压差有所升高。2、3、影响批重的因素：2、3、1、炉容

6、大小：2011年全国炼铁低碳技术研讨会论文集炉容越大，炉喉直径也越大，批重应相应增加。2、3、2、综合入炉品位：原燃料品位越高，粉末越少，则炉料透气性越好，批重可适当扩大。2、3、3、冶炼强度：随冶炼强度提高，风量增加，中心气流加大，需适当扩大批重，以抑制中心气流。2、3、4、喷吹煤粉：当冶炼强度不变，中小高炉喷吹煤粉时，由于煤粉在风口内燃烧，炉缸煤气体积和炉腹煤气速度增加，加之炉缸直径小、冶炼强度高，促使中心气流发展，需适当扩大批重，抑制中心气流。但对于大型高炉来说，由于炉缸直径很大、冶炼强度和单位炉缸

7、截面积的风量明显小于中小高炉，炉缸中心不易吹透，随着喷吹量增加，炉缸中心存在着明显的死料柱，这时反而不能扩大矿石批重。2、4、临界矿批、超大矿批的界定和对煤气流分布和高炉冶炼的影响以及合理矿批的量化：2、4、1、临界矿批及其对高炉冶炼和煤气流分布的影响：对于每一座高炉来说，由于原燃料条件和炉型已经确定，都有一个合理的矿批和最大矿批，我们把这个最大矿批称之为临界矿批。在临界矿批之内，扩大矿批，矿石层厚度增加，炉料在炉喉的径向分布趋于均匀，炉喉截面积利用相对充分，主要以抑制中心煤气流为主。当超过临界矿批时，炉

8、料堆尖显著升高，煤气流通过的阻力增加，同时由于中心面积和空区较小，炉料向中心的推移和挤压作用受到限制，主要是向边缘推移和挤压，因此主要是起到了抑制边缘煤气流的作用，特别是对于采用大矿石角度角、大矿焦平均角差的高炉，这种抑制边缘煤气流的作用更加显著，会导致压力压差明显升高，严重的会造成局部边缘管道和崩塌料或者难行、悬料的发生。2、4、2、超大矿批的界定和冶炼效果：当矿批扩大到一定程度时，如果压力压差明显升高、料速明显变慢、中心气