1880m3高爐風口回旋區特征的研究

李繼鋒（山東萊鋼集團型鋼煉鐵廠，山東　萊蕪　271104）

1880m3高爐風口回旋區特征的研究

李繼鋒
（山東萊鋼集團型鋼煉鐵廠，山東萊蕪271104）

隨著新中國的成立，我國鋼鐵工業的發展十分迅速，現在已經成為我國國民經濟的重要支柱產業，并成為世界生產的第一大國。鋼鐵生產的高爐內的一大重要反應區域就是高爐風口回旋區，回旋區的形成以及反應的情況，將對高爐上部爐料的均衡下降、下部煤氣的分布以及整個高爐內的傳質轉熱過程產生直接的影響。因此，本文通過對1880m3高爐風口回旋區的形成進行分析，進一步對其特征進行分析。

1880m3高爐 ；風口；回旋區；高爐煉鐵 ；特征

一、1880m3高爐風口回旋區的形成

高爐風口回旋區是高爐穩定操作不可缺少的重要反應區。風口回旋區的形狀對高爐下部氣流、爐缸活躍程度及爐料下降影響很大。此外,高爐生產所需化學能和熱能主要來源于燃料在風口回旋區燃燒產生的煤氣。風口回旋區的尺寸大小將直接影響高爐下部煤氣的分布、上部爐料的均衡下降以及整個高爐內的傳熱傳質過程。

以前在利用小高爐進行煉鐵時，由于風機的能力小、鼓風的流速低等原因，使高爐風口前焦炭的燃燒與炭的氣化過程被視為是不動焦炭層地燃燒。隨著我國科技技術的不斷進步，高爐不斷趨向與大型化，例如1880m3、2000m3，甚至是4350m3的高爐都在不斷地出現。目前，高爐鼓風的速度也已經提高到100-200m/s,在利用1880m3的高爐進行煉鐵工作時，由于大型化高爐的風口前的焦炭受到了強烈的流體動力的作用，因此，就使焦炭在高爐的風口前緣形成了一個內部回旋運動的空腔，這個空腔就被稱為高爐的回旋區。

1880m3的高爐在進行煉鐵時，高爐風口前緣的整個回旋區內分別存在著一個化學和物理現象。在高爐中焦炭不但在爐中運動，還伴隨著燃燒反應，并且跟鼓風帶進來的氣流之間有熱量和質量的傳遞進行，所以，在整個物質傳熱以及燃燒的過程就構成回旋區的化學環境；同時，高爐內煤氣流與焦炭顆粒之間的動能傳遞，兩者的相互作用以及運動的過程構成了回旋區的物理環境。所以，在1880m3的高爐在化學與物理過程相互耦合的作用下就產生了風口回旋區。

事實上在1880m3的高爐風口回旋區內的焦炭發生兩種主要的燃燒反應。一種是焦炭層與鼓風氣流發生的燃燒反應，這時的焦炭是相對靜止的，因為它是風口回旋區形成并向爐缸的中心發展最主要的原因；另外一種是煤粉與焦炭顆粒在爐缸中劇烈的高速旋轉運動而產生的氣化反應。

二、1880m3高爐風口回旋區的特征研究

1 1880m3高爐的下部送風制度

1880m3高爐的下部送風制度主要是體現在其控制參數上，其中高爐的鼓風動能決定了高爐風口回旋區地大小，使初始氣流的合理分布受到影響，從而使爐缸的活躍程度、溫度的分布梯形度以及高爐風口的工作狀態等受到一定的影響。而且鼓風的動能主要是通過高爐的上部布料、高爐風口面積以及頂壓等進行調整的，所以不同的高爐的鼓風動能是不一樣的。在日常的高爐煉鐵生產中，都是通過下部調劑為主，與上部調劑相配合來促使合理的風口回旋區的形成。

一旦將高爐的下部風口面積進行確定，就不能夠隨時進行調劑，爐缸頂壓主要是根據高爐風壓的實際情況來進行確定的，在風量不變的情況下，風壓的高低會對高爐的鼓風動能產生較大的影響，還會對高爐風口回旋區中心氣流的強弱產生一定的影響，這時，就可以根據實際情況，對高爐的頂壓做相應的調劑，使高爐的鼓風動能穩定。所以，在使用1880m3高爐進行煉鐵時，要適當的將風口的長度增加，以保證回旋區能夠向爐缸的中心處延伸，使控制邊緣與中心的煤氣流進行合理的分布，以及讓未燃的煤粉均與分布在高爐中。

2 1880m3高爐的上部布料制度

在使用1880m3高爐進行煉鐵時，既然下部的送風制度進行了確定，那么就必須要有相應并合理的上部布料制度來與之相對應。現在大型化的高爐，使風口回旋區地平臺更寬、水溫的差降低以及氣流更加穩定，所以，高爐生產的煤比也隨之提高，風口的煤氣量發生的變化也大。從大型化地高爐實際生產情況來看，再將高爐風口風量穩定在基本不變的情況下，煤比與煤氣量的增加，就會影響到下部氣流的分布，所以為了使氣流穩定，那么就要對上部布料制度進行相應的調整。在高爐煉鐵生產時，如果增加煤量，就要縮短高爐風口回旋區的徑向長度；如果邊緣的氣流相應發展，就要對邊緣氣流進行適當的抑制。

結語

通過本文對1880m3高爐風口回旋特征的形成以及煉鐵特征的分析和研究，我們可以知道，對于大型化高爐來說，高爐風口回旋區對于創造最佳化的高爐煉鐵條件具有重要的作用和意義，因此，在平時的生產過程中，我們要對高爐風口回旋區不斷的進行探索，以及經驗總結，以便在以后的高爐煉鐵技術中提供合理、有效的依據。

[1]趙欣.高爐風口回旋區特征的研究現狀[J].甘肅冶金，2015（01）：35-39.

[2]鄭魁,丁躍華,黃小曉. 高爐風口回旋區深度直接測量方法的研究[J]. 鋼鐵研究,2014（01）:56-62.

[3]郄亞娜,張淑會,孫艷芹,呂慶,陳振飛. 歐拉多相流模型在高爐風口回旋區的應用[A]. 中國金屬學會、冶金反應工程學分會.第十七屆（2013年）全國冶金反應工程學學術會議論文集（上冊）[C].中國金屬學會、冶金反應工程學分會，2013：4.

[4]馬世偉,邱貴寶,呂學偉,鄧青宇,王華. 富氧噴煤對高爐風口回旋區特征影響的理論研究[J]. 鋼鐵釩鈦,2012 （04）:62-67.

TF543

A

李繼鋒，男，畢業于重慶科技學院煉鐵專業，現為萊鋼集團型鋼煉鐵廠助理工程師，主要研究方向：冶金生產。