高炉溜槽布料器的布料规律

高炉溜槽布料器的布料规律 第3o卷第5期 1995年5月 钢铁 IRONANDSTEEL Vo】.30N5 May199S 高炉溜槽布料器的布料规律 竺笪皇TFl上f,; 莓ill,,v0”t聊竹番,关?无钝高炉煤气阻力布料方程6叶柠,南*f,科晋 钟,’ 目前,现有高炉大修改造时都改为无料 钟炉顶.无钟炉顶和传统的钟式炉顶相比,除 了在结构上不同外,其布料工艺区别也较大 钟式炉顶大钟角度固定,大钟打开一次,一 斗料沿大钟面自然落到炉内;无钟炉顶布 料,溜槽可在一定范围内倾动,一罐料通过 布料溜槽旋转8,1O圈撤到炉内.大钟布料 主要是通过装料顺序(正装,倒装,分装,同 装等)和批重来调解炉内煤气流分布,无钟 炉顶布料则调整节流阀开度和溜槽倾角大 小,通过布料圈数多步改善炉料在炉内分布 的合理性.无钟炉顶布料工艺参教选择是否 合适,直接影响高炉顺行.本文根据国内外 有关无钟炉顶技术,针对影响布料的诸 多因素导出了无钟炉顶的布料方程.对充分 发挥无钟炉顶新技术的作用,保证炉况顺行 具有重要的意义. 1.炉料在酒糟上的受力分析 溜,m/s;距离,m; —— 炉料在溜槽末端的绝对速度,.——炉料在溜槽上运动的初速度, m/s;m/s;. —— 溜槽倾角}——流槽对炉料的摩擦系数. —— 溜槽旋转速度,r/rain; 图1炉料运动过程图 Fig?1MovingprocessofburdenO2chute 2.炉料在空区的受力 从溜槽末端下缘起,到料面间的高炉空 间,叫空区.炉料离开溜槽后落入空区,除 受到重力继续作用外,还受到煤气阻力作用. 煤气阻力P的计算方法由文献[3]给出: 1 P一?CDA(4) 式中Co——阻力系数,一般取C.一0.6; A——炉料最大槽断面积,m; p——炉喉内煤气重度,kg/m; 一一 炉料离开溜槽末端时的速度, m/s. 在求煤气阻力P时,为了方便计算,做 以如下的假设:(1)炉料的流速远远大于煤 气的流速,故忽略煤气自身的流速对炉料的 作用力;(2)假设煤气阻力P的作用方向与 炉料离开溜槽末端时的速度的方向相反, 并且方向不变;(3)炉料在空区运动所受到 的煤气阻力是随炉料的运动速度变化而变化 的.但是为了方便计算,炉料在溜槽上运动 时没有考虑炉料在煤气中运动的潜体阻力 (即煤气阻力),故炉料离开溜槽末端时的实 际速度比按式(3)计算出的速度略小,因 此在计算P时,取炉料离开溜槽时的速度 来计算,做以补偿. 炉料在空区所受到的力.如图2 炉斟所爱水平方向分力F一为 钢铁 式中 图2炉料在空区受力情况 Fig.2LoadOnburdeningas Pcosp(5) Fr— 炉料所受竖直方向分力Fz为 Fz-一mg—Psin/~(6) S=~c度,溜(ksin~’?3?2gR-)+2gH ;一J3.2g22sinZ~.且c炉料对溜槽的摩擦系数和煤气阻力等特性 对’.….s—n 炉料落点的影响.(14) 3.炉料进人溜槽的韧速度.的确定 炉料从节流阈(即闸阀)流出,经过叉 型管(或阀箱下半部),波纹管和中心喉管等, 式中——炉料的流动系数,一般在0.35 ,O.8之间.焦炭取小值,烧结 矿和天然矿取较大值,球团矿 1995年第5期 取最大值; R——闸阀的水力半径,R=,m; F——闸阀开口面积.m; 工’——闸阀开口的周边长度,m; —— 闸阀开口中心线与水平面夹角, d>50.,对于申罐无钟炉顶= 90.} 日——闸阀开口到溜槽的距离,m1 日.——闸阀开口到溜槽转轴的距离. 式(I2),(13)和(14),全面地反映了 溜槽长度厶,溜槽底到转轴中心距离b,溜槽 倾角,摩擦系数,炉料落料高度h.和日., 炉料流动系数,闸阀开口中心线与水平面 夹角,炉料重量m,闸阀水力半径R.,溜 槽转速,煤气重度P,炉料最大的横断面积 A和煤气阻力系数cD等14个变量对炉料分 布的影响.任何一个或几个变量改变,都会 引起炉料分布的变动,这些变动可由式 (14)定量地计算出来,式(13)不仅对转动 的溜槽布料器适用.它也适用于不转动的大 钟布料器,当一0时,方程即变成料钟型的 布料方程 4.应用实例 无钟炉顶布料,尽管溜槽倾角是任意可 调的.但是大都在20.,52.之间划分10个固 定的角度.其划分原则可以是使角度每变更 一 档,对应的布料环应该占有相同的圆环面 积.表I是某些高炉实际应用的角度分档与 按本文给出的公式计算分档值的比较. 表1计算与实际应用的溜槽倾角比较值 Table1Comparisonbetweentheca~ulatedandthepracticalchuteangles 计算参数:炉顶压力0.25Mpa.Lo一2.8 m,6—0.81m,一0.63,一90.,H0—3.0 m.一0.8,R.=0.1145,?一0.133r/s,CD 一 0.6,p一1.6kg/m,炉料(烧结矿)平均 粒度0.018m,炉料密度2100kg/m. 5.结语 无钟炉顶布料规律的研究前人已做了很 多工作,在深入分析和实际运用过程中,发 现还需根据具体情况进一步完善和补充,布 料方程才能达到实际运用的程度.本文主要 考虑三方面的因素. (1)炉料在炉喉空间的运动还受炉料在 煤气中的潜体阻力作用,潜体阻力的大小主 【1)刘云彩.钢铁.17(1982). (2)刘云彩,钢铁.75(1993). 【3)盛敬超着-檀压流体力学- 要取决于炉料自身流速,而不仅仅是煤气的 流速. (2)炉料在溜槽上的落点是随着溜槽倾 角的变化而变化,而不是始终落在溜槽的某 个固定位置上. (3)在方程中考虑了炉料通过叉型管 (或阀箱),中心喉管和到达溜槽的速度. 应用本文给出的公式所得到的结果与实 际非常吻合.可以直接用来指导高炉生产布 料.尤其是刚开炉的布料,在没有操作经验 时尤其重要.在开炉时,将公式(4)中的煤 气重度改为空气重度. 参考文献 6.20. 4,5. 机械工业出l氍杜,1985,5.