[發明專利]一種利用爐缸取樣手段分析風口回旋區寬度的方法

有效

• 申請號: 202210329206.3
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114752717B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 張立國;朱建偉;劉寶奎;張偉;李仲;王光偉;胡德順;呂寶棟;李哲安;王振東;徐挺
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C21B5/00
• 分類號: C21B5/00;C21B7/16;C21B7/24
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 徐喆

本發明涉及一種利用爐缸取樣手段分析風口回旋區寬度的方法，包括：1)對不同有效爐容高爐，在高爐休風時間內進行取樣；2)采用磁吸方式分揀出不同試樣中的焦炭和渣鐵，并區分出爐內不同取樣位置焦炭和渣鐵的滯留數量；且對焦炭進行篩分，獲得不同取樣位置焦炭的粒級和質量，得到相應位置的焦炭平均粒度；爐缸半徑下的回旋區長度和死料柱長度；回旋區區域內、死料柱區域內的焦炭及渣鐵滯留數量，計算得到回旋區內和死料柱內焦炭和渣鐵滯留比例；回旋區區域內和死料柱區域內不同取樣位置焦炭粒級統計；3)計算回旋區高度。優點是：能夠分析出爐內物料存在物性，以獲得物料部分參數，并結合高爐運行數據，分析出回旋區寬度。

技術領域

本發明屬于煉鐵技術領域，特別涉及一種在高爐休風后利用爐缸取樣手段分析風口回旋區寬度的方法。

背景技術

成品鐵水中，90％以上仍然是由高爐生產所供給，由于高爐煉鐵生產過程中，隨著爐容大型化、自控化以及裝備手段的不斷進步，高爐的冶煉效率較過去有了大幅度提升，其在利用系數、燃料消耗數量上都較過去有了很大程度上的改善，也使得高爐冶煉的經濟性也較過去進一步增強。若想實現良好的冶煉效果，其下部運行活躍程度是基礎，而在這其中回旋區的合理構成可以說是關鍵所在，即良好運行狀態，需要在維持適宜的操作制度下，獲得合理的回旋區形式，方才可以維持較好的冶煉效果。現代冶煉工藝下，爐體下部回旋區是初始煤氣形成的區域，其存在形式將會對煤氣流在爐內的合理分布，進而對冶煉進程起到決定性的作用。在高爐生產過程中，伴隨著帶有壓力的熱風的鼓入，在每個風口前端均會形成一個紡錘形的燃燒空間，噴入的煤粉和入爐焦炭會在內部燃燒，并產生化學反應所需要的還原氣體和必要熱量；與此同時，焦炭等在其邊緣燃燒行為的存在，還會給爐料下降帶來所必須的空間，這樣才可以用于完成生鐵的冶煉。因此可以說回旋區的存在形式(注：長度、寬度、高度以及體積等)，對于高爐爐內活躍性表現如何，以及冶煉進程是具有決定性影響的。

高爐作為密閉的高溫高壓黑箱操作體，內部固、液、氣三相共存，加之在這一過程中，還會伴有復雜的物理和化學反應過程，導致其內部所處的環境也無比復雜繁瑣，也造成我們對其認識存在很大困難。現代高爐解刨和取樣等研究結果表明：回旋區的形成，亦或說是回旋區的形式，會受到諸多因素所影響，外部因素會與如風量大小、熱風壓力高低、富氧多少、噴吹煤粉數量等相關，而內部因素還會與爐缸內部物料存在性狀有關，如回旋區焦炭粒度、渣鐵滯留數量等相關聯。因此說來，在如此復雜多變的因素影響下，若想獲得不同高爐、不同運行狀態下的風口回旋區形式信息，還是一件較為困難的事情。現代大型高爐的爐內取樣技術，是利用風口取樣機配合的取樣管，在不同高爐休風停爐后，通過將取樣管深入爐內，來獲得爐內物料的方法，也是一項較為成熟的技術之一。并可以在對所取爐內物料加以必要的檢測分析后，獲得如焦炭粒度、渣鐵滯留比例、回旋區長度等數據，從而可以幫助準確了解回旋區內物料狀態。由于回旋區的結構形式復雜，且又與眾多參數有關，因此，就需要尋找出一種適合的方法，來分析出回旋區的形式，如長度、寬度、高度、體積等等。而利用風口取樣技術所獲取爐內物料信息，并結合高爐此階段運行參數，建立起回旋區與這些參數必要的數學關系，以此來獲得回旋區形式分析則是目前現階段較為可行性的方法。

針對于風口回旋區的研究，大多數還是存在于對于風口回旋區長度、內部燃燒形式和溫度場等方面的分析研究。而對此類技術的研究方法，無外乎就是采用如下幾種研究手段：采用已有理論，利用計算機數學建模的方法，利用能夠采集到的數據，結合已有的熱力學等相關理論，進行理論計算的，從而分析出回旋區內溫度場等關鍵參數；還有就是采用試驗室模擬方法的，通過實驗室設備的試驗來獲得部分參數，借此來表述出回旋區存在狀態的技術；再有就是借助傳統經驗，配合部分簡單實測數據，并依據高爐生產表像情況，人為認定回旋區長度、活躍程度等方式等類似技術。雖然以上已有的技術有一定的參考價值，在實際中也有一定應用，但需要指出的是，這些技術要么是缺乏準確的計算參數，分析結果誤差較大；要么是對于回旋區形式分析無參考價值，并且對于風口回旋區重要的組成形式的核心參數，如寬度、高度以及體積等提及到的仍然是較少，且分析準確性還有待商榷，僅僅是對長度提及較多。因此，也就更為需要尋找出一種可靠、且可實施的方法，來準確了解爐內風口回旋區構架形式，以此來為改善高爐運行狀態提供技術參考。