CN108504811A - 一种确定高炉适宜风口直径的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种确定高炉适宜风口直径的方法，包括：确定炉缸直径与风口回旋区深度之间的关系；推导出高炉最佳回旋区深度的公式；通过风口取样机检测高炉风口回旋区深度L，并计算相应的高炉鼓风动能E；统计L与E两者之间的数学关系图，通过对关系图回归分析得到L与E两者之间的关系公式，将此公式代入到高炉鼓风动能E公式中得出对应的最佳风口面积f和直径R。本方法可以有效避免高炉风口直径与冶炼条件或炉缸直径不匹配的缺陷，为指导高炉下部调剂提供判断依据和标准。在达到保证高炉稳定顺行的同时，减低吨铁燃料消耗。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼中高炉操作方法技术领域，特别涉及一种确定高炉适宜风口直径的方法。
背景技术
高炉风口回旋区长度合适与否是判断高炉下部送风制度是否合理的一个标准，只有风口回旋区的长度对应其高炉炉缸直径保持长短合适时，高炉才能稳定顺行。长期的生产与理论实践表明高炉鼓风动能是影响高炉风口回旋区长短的最直接因素，鼓风动能越大，风口回旋区越长；反之，则回旋区长度越小。每一个高炉都有一个适宜的风口回旋区长度范围，即有一个适宜的鼓风动能大小范围，鼓风动能过大或过小都将会造成高炉长期处于失常状态，使任何调剂失去意义，鼓风动能过大则中心煤气流越旺盛，容易造成边缘堆积；鼓风动能过小则边缘煤气流越旺盛，容易造成中心堆积，炉缸不活跃。只有鼓风动能处于合理的范围，高炉才能长期处于高产、低燃耗和低[S]的生产阶段。因而需要确定高炉适宜的鼓风动能区间。
高炉现场操作者主要是通过调整高炉风口的面积和直径来控制高炉鼓风动能，如何根据高炉容积和冶炼条件确定高炉适宜的风口面积是高炉下部调剂的难点之一。
中国专利申请号201110109230.8(一种定量评价风口回旋区活跃性的方法)公布了一种一种定量评价风口回旋区活跃性的方法，其通过高炉风口回旋区的基本参数，来计算风口回旋区深度DR，风口回旋区宽度WR，回旋区断面积A，相邻风口间断面积B和死料柱断面积Sdead。再通过公式来计算风口回旋区活跃性指数AIR。尽管该专利为判断高炉风口回旋区活跃性提供了判定标准，但并没有给出高炉下部调剂过程中高炉风口面积的调控的理论依据。
中国专利申请号201510068476.3(一种维持高炉回旋区深度的方法)本发明公开了一种维持高炉风口回旋区深度的方法，具体是鼓风量5800～6000m3/min，富氧量是25000m3/h以上，日产铁10000t，煤比200kg/t，理论燃烧温度2200～2300℃，鼓风动能是15000～16000KJ·m/s。本发明的回旋区深度是1.7m以上，本发明维持了风口回旋区足够深度，使煤气离开风口后向炉缸的中心渗透，实现高炉操作做优化。但是上述专利的不足之处在于此方法只是适用于4000m3以上的超大型高炉下部调剂，对于4000m3以下高炉并不适用。
发明内容
为了解决背景技术中所述问题，本发明提供一种确定高炉适宜风口直径的方法，可以有效避免高炉风口直径与冶炼条件或炉缸直径不匹配的缺陷，为指导高炉下部调剂提供判断依据和标准。在达到保证高炉稳定顺行的同时，减低吨铁燃料消耗。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种确定高炉适宜风口直径的方法，包括以下步骤：
步骤一、确定炉缸直径与风口回旋区深度之间的关系：
((D2-(D-2L)2)/D2＝M(0.45≤M≤0.5) (1)；
公式中的M为当炉缸回旋区所占的面积是炉缸总面积的45-50％时，高炉可获得最佳的透气性和燃料比；
步骤二、根据公式(1)推导出高炉最佳回旋区深度的公式：
步骤三、通过风口取样机检测高炉风口回旋区深度L，并根据如下公式计算相应的高炉鼓风动能E：
步骤四、统计L与E两者之间的数学关系图，通过对关系图回归分析得到如下公式：
L＝a+b×10-4E-c (4)；
其中：a，b，c均为回归分析得出的常数值；
步骤五、由公式(3)导出高炉操作的风口面积和直径为：
步骤六、将公式(2)的最佳回旋区深度L带入公式(4)中，得出对应的鼓风动能E；然后将此鼓风动能E代入到公式(5)和(6)中得出对应的最佳风口面积f和直径R；
其中，以上各式中：
D，为炉缸直径，m；
L，风口回旋区深度，m；
E，鼓风动能，kg·m·s-1
n，风口个数；
PC－喷煤流量，kg/h；
Q0-鼓风量，m3/min；
tw-热风温度，℃；
P-热风压力，MPa；
tw-鼓风温度，℃；
g-重力加速度，m/s2；
f-每个风口截面积，m2；
ρ-标准状态时鼓风密度，kg/m3；
R-风口半径，m。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本方法可以定量判断不同高炉适宜高炉风口直径的方法，为高炉下部调剂提供了重要的理论依据和技术基础；
2、当高炉冶炼条件如风量、热风温度、鼓风压力和产量等参数变化时，可以及时通过此公式确定风口适宜直径。
附图说明
图1为本发明实施例的L与E两者之间的数学关系图；
图2为本发明实施例1的风口直径与高炉燃料消耗和产量的关系图；
图3为本发明实施例2的风口直径与高炉燃料消耗和产量的关系图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。
如图1所示，步骤一、确定炉缸直径与风口回旋区深度之间的关系：
((D2-(D-2L)2)/D2＝M(0.45≤M≤0.5) (1)；
公式中的M为当炉缸回旋区所占的面积是炉缸总面积的45-50％时，高炉可获得最佳的透气性和燃料比；
步骤二、根据公式(1)推导出高炉最佳回旋区深度的公式：
步骤三、通过风口取样机检测高炉风口回旋区深度L，并根据如下公式计算相应的高炉鼓风动能E：
步骤四、统计L与E两者之间的数学关系图，通过对关系图回归分析得到如下公式：
L＝a+b×10-4E-c (4)；
其中：a，b，c均为回归分析得出的常数值；
步骤五、由公式(3)导出高炉操作的风口面积和直径为：
步骤六、将公式(2)的最佳回旋区深度L带入公式(4)中，得出对应的鼓风动能E；然后将此鼓风动能E代入到公式(5)和(6)中得出对应的最佳风口面积f和直径R；
其中，以上各式中：
D，为炉缸直径，m；
L，风口回旋区深度，m；
E，鼓风动能，kg·m·s-1
n，风口个数；
PC－喷煤流量，kg/h；
Q0-鼓风量，m3/min；
tw-热风温度，℃；
P-热风压力，MPa；
tw-鼓风温度，℃；
g-重力加速度，m/s2；
f-每个风口截面积，m2；
ρ-标准状态时鼓风密度，kg/m3；
R-风口半径，m。
具体实施例1：
某3200m3高炉，炉缸直径D为12.4m，配备风口个数为32个，风压p为370kPa，风量Q为5500m3/min，风温tw为1200℃。
计算步骤如下：
1、首先根据步骤一和二，由公式(2)计算得其适宜的高炉风口回旋区深度为1.815m(M取0.5)；
2、根据步骤三，统计L与E两者之间的数学关系图，见图1；
3、根据步骤四，通过对图1关系图回归分析得到的公式(4)具体为：
L＝0.86+0.91×10-4E-0.202
4、根据步骤五和六，由公式(4)计算得其适宜的高炉的适宜鼓风动能为1.245×104kg·m/s；
由公式(5)计算得其鼓风风口总面积为0.43594m2；
由公式(6)计算得其单个风口直径为0.131m；
5、由公式(6)的计算值选用直径为0.13m的风口，统计全年高炉采用不同直径风口时对应的燃料比和产量的数据，计算加权平均燃料比和产量，其燃料消耗与风口直径对应关系如图2示，当高炉选用直径为130mm的风口时，高炉的燃料消耗最低，日产量也最高。
具体实施例2
国内某2580m3高炉，炉缸直径为11.5m，配备30个风口，煤比为120kg/t，风压为350kPa，风量3900m3/min，风温1200℃。
计算步骤如下：
1、首先根据步骤一和二，由公式(2)计算得其适宜的高炉风口回旋区深度为1.684m(M取0.5)；
2、根据步骤三，统计L与E两者之间的数学关系图，见图1；
3、根据步骤四，通过对图1关系图回归分析得到的公式(4)具体为：
L＝0.86+0.91×10-4E-0.202
4、根据步骤五和六，由公式(4)计算得其适宜的高炉的适宜鼓风动能为1.027×104kg·m/s；
由公式(5)计算得其鼓风风口总面积为0.304m2；
由公式(6)计算得其单个风口直径为0.113m；
5、由公式(6)的计算值选用直径为0.11m的风口，统计全年高炉采用不同直径风口时对应的燃料比和产量的数据，计算加权平均燃料比和产量，其燃料消耗与风口直径对应关系如图3示，当高炉选用直径为110mm的风口时，高炉的燃料消耗最低，日产量也最高。
以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
Claims (1)
1.一种确定高炉适宜风口直径的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、确定炉缸直径与风口回旋区深度之间的关系：
((D2-(D-2L)2)/D2＝M (0.45≤M≤0.5) (1)；
公式中的M为当炉缸回旋区所占的面积是炉缸总面积的45-50％时，高炉可获得最佳的透气性和燃料比；
步骤二、根据公式(1)推导出高炉最佳回旋区深度的公式：
步骤三、通过风口取样机检测高炉风口回旋区深度L，并根据如下公式计算相应的高炉鼓风动能E：
步骤四、统计L与E两者之间的数学关系图，通过对关系图回归分析得到如下公式：
L＝a+b×10-4E-c (4)；
其中：a，b，c均为回归分析得出的常数值；
步骤五、由公式(3)导出高炉操作的风口面积和直径为：
步骤六、将公式(2)的最佳回旋区深度L带入公式(4)中，得出对应的鼓风动能E；然后将此鼓风动能E代入到公式(5)和(6)中得出对应的最佳风口面积f和直径R；
其中，以上各式中，
D，为炉缸直径，m；
L，风口回旋区深度，m；
E，鼓风动能，kg·m·s-1
n，风口个数；
PC－喷煤流量，kg/h；
Q0-鼓风量，m3/min；
tw-热风温度，℃；
P-热风压力，MPa；
tw-鼓风温度，℃；
g-重力加速度，m/s2；
f-每个风口截面积，m2；
ρ-标准状态时鼓风密度，kg/m3；
R-风口半径，m。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110724775A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-01-24 | 鞍钢股份有限公司 | 一种高炉生产中总体风口面积的选择方法 |
| CN111074025A (zh) * | 2020-01-21 | 2020-04-28 | 鞍钢股份有限公司 | 一种确定高炉鼓风风量的方法 |
| CN115058549A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-09-16 | 包头钢铁（集团）有限责任公司 | 一种高炉合理鼓风动能的评判方法 |
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Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 代兵等: "高炉合理鼓风动能与炉缸活性的关系", 《钢铁》 * |
| 王筱留: "《高炉生产知识问答（第3版）》", 31 January 2013, 冶金工业出版社 * |
| 高岗强等: "《高炉炼铁生产实训》", 31 December 2013, 冶金工业出版社 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110724775A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-01-24 | 鞍钢股份有限公司 | 一种高炉生产中总体风口面积的选择方法 |
| CN111074025A (zh) * | 2020-01-21 | 2020-04-28 | 鞍钢股份有限公司 | 一种确定高炉鼓风风量的方法 |
| CN115058549A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-09-16 | 包头钢铁（集团）有限责任公司 | 一种高炉合理鼓风动能的评判方法 |
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