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特大型高炉炉缸内型参数的设计与选择 曹 锋 (首钢京唐钢铁联合有限责任公司炼铁作业部, 河北 唐山 063210) 摘 要:炉缸寿命是当前大高炉长寿的决定性因素之一,而合理的炉缸内型设计是实现炉缸长寿的前提。我国特大型高炉炉缸内型参数的设计具有显著特点:①炉缸直径、炉缸容积比与高炉有效容积呈明显的正相关,有效容积越大,炉缸直径、炉缸容积比越大;②炉缸直径趋于减小、死铁层深度趋于加深、死铁层深度与炉缸直径之比趋于增大。认为,死铁层深度应结合高炉实际状况进行差异化设计,而不是仅根据其与炉缸直径的比值等单一设计经验来选择,尤其不应把相同有效容积、不同生产条件下的高炉设计成相同的死铁层深度。
关键词:特大型高炉; 炉缸长寿; 炉缸高度; 炉缸直径; 死铁层深度
21世纪以来,我国建成投产了9座5000m2级以上特大型高炉,这些特大型高炉设计寿命都较长,为19~25年[1-51。特大型高炉一次性投资大,只有搞好高炉长寿工作,才能发挥特大型高炉的优势6。而炉缸寿命是当前大高炉长寿的决定性因素之一[7-8]。在高炉一代炉役中,从高炉设计、设备制造、砌筑施工、开炉、操作、生产管理与维护、配套工程等,每个环节均做到先进可靠,才能实现炉缸炉底真正长寿9-10]。炉缸炉底长寿技术的核心是建造满足高炉一代炉役要求且操作内型合理的“永久性”炉衬[!]。合理的炉缸内型设计是实现炉缸长寿的前提,炉缸内型参数是炉缸长寿的重要内容。炉缸内型参数对炉缸内渣铁的流动状态、砖衬的侵蚀形态等有着重要影响,进而显著影响炉缸寿命[1.8.12-14]。尽管前人对炉缸内型参数做过大量研究,但是我国特大型高炉建成投产仅有10多年的时间,缺少关于特大型高炉炉缸内型参数的深入研究。本文参考已有的研究成果,结合炉缸运维实践,对特大型高炉炉缸内型参数的设计与选择进行探讨。
1 特大型高炉炉缸内型参数对比
高炉炉缸内型参数主要包括炉缸高度、炉缸直经、死铁层深度等。设计参数合理,有利于高炉下部获得合理的煤气流分布,有益于炉缸活跃、减轻环流,有助于炉况稳定顺行,是炉缸长寿的先决条件
我国特大型高炉炉缸内型参数见表1[2.15-18]。由表1可见,我国设计建造的5000m级以上高炉炉缸高度在5.4~6.0m,炉缸直径在14.5~15.5m,死铁层深度在3.1~3.6m。下面对炉缸内型参数的变化、相关关系,及其对炉缸寿命的影响进行分析
表1 我国特大型高炉炉缸内型参数
项日
JT(1号)SG(1号)JT(2号)
Z(1号
ZJ(2号)
RZ(1号)
RZ(2号)
JIT(3号)ZJ(3号)
项目
J(1号)SG(1号)
JT(2号)
ZJ(1号)ZJ(2号)RZ(1号)RZ(2号)JT(3号)
ZJ(3号)
死铁层深度h。有效容积设计寿命炉缸高度h炉缸直径d投产时间mm2009-05-215500255.415.53.12009-10-2058002015.33.26.0252010-06-2655005.415.53.12015-09-255050225.514.53.6222016-07-1550505.514.53.62017-12-185100195.414.63.62019-04-115100195.414.63.62019-08-015500255.615.33.22022-01-072214.550505.53.6炉缸容积V。炉缸截面积Aho/dV/A2h,/dm2%m2/m21018.9488.6920.00.700.1829.5531.931103.1283.8520.90.780.191018.9488.6920.00.700.1829.55908.2165.1324.80.760.1830.56908.2165.1324.80.760.1830.56904.0424.70.740.1731.0167.42904.04167.4224.70.740.1731.011029.5883.8520.90.730.1830.33908.2165.1324.80.7630.56
0.18
2 炉缸高度、炉缸直径及相关比值2.1 炉缸高度
我国特大型高炉平均炉缸高度为5.52m,炉缸高度与有效容积的关系如图1所示。由图1可见,特大型高炉炉缸高度与有效容积呈一定程度的正相关。由于SG公司5800m3高炉建成较早,采用6m的炉缸高度,从炉缸高度的变化看(如图2所示),特大型高炉炉缸高度呈现减小趋势。而事实上,近年国内外已建成的特大型高炉,炉缸高度有增加趋势[17]。JT公司1号2号高炉投产近10年后,在建设3号高炉时,将炉缸设计高度增加了200mm。适当增加炉缸高度可保证风口回旋区有足够的空间,从而缓解高炉下部风压的增高,减轻鼓风对炉缸的
搅动,使得高炉易于接受风量,促进燃料充分燃烧。并且,有利于强化冶炼、铁口维护、炉缸活跃,有助于高炉稳定顺行,还能有效延长炉缸寿命[2.5.9-20]
6.1
5.9
5.7
5.5-
5.3
500052005400560058006000K,
图1 我国特大型高炉炉缸高度与有效容积的关系
(责任编辑:zgltw)







