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大α角大矿角形式的布料矩阵是近年来备受推崇的一种布料形式,不少高炉都积极探索效仿,成功者有之,不免大谈其优越可取之处;失败者亦不在少数,往往炉况坚难,频繁波动,挫折之后也难免心存置疑,自叹命运多舛,技不如人。
追朔大α角大矿角理念的始末,其首先由首钢高炉操作者提出并实施。当时的操作环境,大抵是:溜槽布料引入国内高炉之初,国人对溜槽布料的理论与规律尚处于摸索阶段,不少高炉甚至简单的模仿大钟布料,以单环布料的形式应用于高炉,当然多数操作者还是积板的探索多环布料的优势并应用于实际的操作中,但当时可能是出于相对求稳或保守的心理,所采用的布料角度普遍偏小,以致于多数高炉煤气利用率差,边缘气流发展,在这种情景下,为了压制边缘气流,提高煤气利用,促进炉况顺行,首钢高炉操作者大胆提出了大α角尤其是大矿角操作的布料理念,并积极应用于实践之中取得了成功。因其有效的压制了边缘气流,稳定了炉况,改善了煤气利用,所以很快受到国内高炉操作者的推崇并积极效仿。
时至今日,应该说,对于无钟布料的规律,无论是布料理论的发展还是布料实践,都有了长足的进步,料制的形式也是不拘一格,各有秋千。然而对于高炉操作者来说,大α角大矿角布料依然是多数操作者心中的维纳斯,渴望一拥入怀,一亲芳泽。有幸成功者,沾沾自喜,不幸失败者,愿天忧人。然而世间万物,存者必有其理,笔者愚饨,欲偿试解其理释其惑以求其然。
1、影响高炉下料顺畅的因素是炉料的有效重量,而炉料的有效重量等于炉料自重减去炉料与炉墙的摩擦力再减去煤气的阻力。对于大高炉而言,直径较大,炉料与炉墙的摩察力相较于炉料自重来说,所占的比例较小,反之,小高炉直经小所占的比重则较大。众所周知的原因,边缘气流实质是减小炉料与炉墙摩擦力的润滑剂,边缘气流发展,炉料与炉墙的摩擦力减小,反之,摩擦力增大。所以对于炉容不同的高炉或者说对于各部位直经不同的高炉,炉料与炉墙摩擦力的极限值决定了边缘气流可压制的程度。对于小高炉来说,直径较小,摩擦力占炉料有效重量的比重较大,所以小高炉一般要求有一定的边缘气流以保证炉料下降顺畅。对于大高炉而言,摩擦力占有效重量的比重较小,所以较重的边缘而不致于影响炉料下降。
2、炉料的有效重量同样与上升的煤气阻力有关。对于风容比较小的高炉,煤气量小,阻力较小,边缘可以压得重些。而对于风容比较大的高炉,煤气量较大,要保证煤气有足够的通路,就需要适当放开边缘气流,给煤气与通路。或者可以用炉腹煤气量指数来衡量,对于炉腹煤气量指数较低的高炉,酌情压制边缘气流不会影响炉况的顺行。而对于追求大风操作、高强度冶炼的高炉,炉腹煤气量指数较高,单靠中心气流不足以释放煤气的压力,需要放开边缘气流增加煤气通路,降低炉料下降的阻力。
3、对于原燃料条件好的高炉,适当压制边缘是可行的,有利于提高煤气利用率。而对于原燃料条件差、料度不匀、粉沫或小粒级较多的高炉,放开边缘才是保证炉况顺行的根本。一般情况下,大高炉对原燃料质量要求高一些,小高炉要求宽松一些。
4、在《简论溜槽长度对布料矩阵的影响》一文中提到,当布料角度较大时,焦矿布料的落点差距大一些,布料角度小时,焦矿布料的落点差距小一些。所以当溜槽短,布料角度大时,焦矿落点位置差距大,允许大矿角布料以弥补矿落点远离焦落点的缺陷。
综合上述几点,首先是大高炉原燃料条件好,炉容大直径大,允许有较重的边缘。其次是大高炉风容比或炉腹煤气量指数较小,允许较重的边缘,没有必要敞开边缘也可以保证炉料下降顺畅。最后是,大高炉一般溜槽较短,可用的最大布料角度较大,使得焦矿落点差距较大,所以虽然表面看矿角较大,但不一定矿的落点位置能超过焦的落点多少。
反观一些试验大α角大矿角失败的高炉,要不是炉容较小,需要有适当的边缘气流以利炉料下降:要不是原燃料条件差,粉沫多,粒级成份中小颗粒比重大,需要发展边缘维持顺行。要不是大风操作,冶强高,炉腹煤气量指数高,不放开边缘煤气没有出路,难行。要不是溜槽长布料角度偏小,焦矿落点本就基本在一个位置,再强行采用大矿角,无疑会使边缘过重而难行。
所以,大α角大矿角固然是一个美好的愿望,但也需要充分的条件支持。当前不少高炉,无论大小,追求高强度冶炼,炉腹煤气量指数偏大,煤气通路本就不畅,再去追求大矿角布料,强烈压制边缘气流,无疑不适宜于炉况的稳定顺行或是自寻死路,也因此而诞生了焦包矿的料制,无它,适应炉况而己。这样看来,似乎每一种料制,其实都带有时代的烙印,从其诞生依始,都紧紧依附着当时的时代背景,时移势移,合理的可能会变得不合理,不合理的反而可能成了主流,顺应时势而己。
小结:世人笑我太疯颠,我笑世人看不穿,邯郸学步行且难,东施效频眉凝怨,比猫画虎反类犬,祸起萧墙欲为缘,各依天道存同异,自成山水两不烦。
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