天钢2号高炉溜槽布料角度的确定

天钢2号高炉溜槽布料角度的确定

李宝武 李 祺 贾晋林

(天津钢铁有限公司)

摘 要 对天钢2号高炉溜槽布料角度的确定进行了总结。2号高炉开炉装料时进行布料测定，确定了布料溜槽环位角度、节流阀开度、炉料碰撞点、料面形状等；高炉投产后，根据炉喉十字测温、冷却壁壁体温度、水温差、原燃料条件等参数，对溜槽布料角度进行了调整，使高炉布料制度趋于合理。

关键词 大型高炉 无料钟炉顶 溜槽 布料角度

1 引言

天钢2号高炉有效容积3 200 m³，采用了卢森堡PW公司串罐式无料钟炉顶装料设备。运用科学的方法进行布料测定，确定溜槽布料环位角度及有关数据，对开炉和以后的正常生产非常重要。这次开炉布料测定制定了简捷、准确、可行的方案，并利用科学的测定手段，在短时间内顺利完成。完成布料测定后，2号高炉于2006年5月2日顺利开炉投产。开炉后，结合不同炉况、不同冶炼条件，又对布料角度和装料制度进行了调整，使高炉技术经济指标不断优化。

2 高炉布料测定的意义和必要性

2．1 高炉布料测定的必要性

在不同的炼铁厂，焦炭、烧结矿和球团矿的粒度因焦炉和烧结厂不同而不同。若要取得最佳的布料效果，就不能利用其他厂或高炉的现有测量数据。即使在同一炼铁厂中的2座高炉，炉料的筛分和运输方式也不尽相同。由于每座高炉各具特点，互不相同，因此每座高炉开炉装料时进行布料测定是十分必要的。为了达到最佳布料效果，每座高炉开炉装料时都要进行详细的布料测定。

2．2 串罐式无料钟炉顶设备的特点和功能

该设备具有布料灵活、密封性好、体积小、重量轻、维修方便等特点，具有以下两种功能：

(1)控制料流阀准确开度的功能，用于控制不同炉料的料流和称量料罐内炉料的重量。

(2)控制料流准确角度的功能，用于将料流按要求均匀地分配到高炉料面的一个或多个环上。

这两种功能发挥了无料钟炉顶的布料优势：即布料重量或体积准确；可以分配任何炉料；可以将炉料分配到料面上的任何点、扇区或环上。

3 布料测定的内容及方法

3．1 料线零位的确定

天钢3 200 m³高炉设计料线零位标高为4 1 m，十字测温标高40.7 m，炉喉钢砖上沿标高为4 1.2 m，实际料线零位按炉喉钢砖上沿确定，则实际料线零位标高为4 1．2 m，按此零位标高进行探尺调试和布料测定。

3．2 节流阀开度的调整与测定

(1)目的。针对不同的料种分别进行实际漏料时间和布料圈数的测定，最终按生产工艺要求调整好节流阀开度，并找出吖角度与漏料时间的关系，以指导生产。

(2)内容。①在炉顶人孔处用肉眼观察溜槽的布料圈数并测定以下内容：用特制量角器测量仪角的实际值，并与中控显示值、码盘显示值相对照，使三者保持一致并稳定，为布料测定做准备；用秒表测定溜槽p角的速度，并观察此转速是否稳定；正传、反转的转速是否一致，正反转误差不应超过1r／min。②测定节流阀开度和漏料时间(见表1)，监视并用

卷尺测量节流阀活塞行程，在节流阀处用秒表测定一罐料通过节流阀的漏料时问。③测定时间。每批焦炭漏料时间的测定在开炉装料最初的净焦段内完成；矿石的测定在空焦段后的正常料 空焦段及正常料段完成。

3．3 炉料碰撞点的测定

(1)测定目的。找到在某一角度下的炉料与炉喉的碰撞点，测定炉料不碰撞溜槽横筋的最小角度，测定验证理论计算公式，修正PW公司提供的溜槽环位角度，从而指导以后的高炉生产。

(2)测定时问及方法。在装料初期净焦段开始测量，确定碰撞点采用激光测距仪进行测定，确定最小角度用目测。

(3)测定结果。①炉料碰撞点的确定。先根据经验公式计算出不同料线炉料堆尖与高炉中心线距离(n值)，找出n值与炉墙重合时所对应的仪角度，再调整溜槽实际角度，测定不同仪角所对应的碰撞点(料线)实际值，由于实测值靠目测，存在误差，需要再次通过计算进行修正，对修正后的角度和碰撞点再经过多次放料，反复观测，最终确定不同料线对应的炉料碰撞点(见表2)。②布料溜槽倾动最小角度的确定。高炉布料溜槽倾动最小角度是指溜槽倾动(调整)到炉料(焦炭)即将碰到但还没有碰到溜槽下端横筋时所对应的溜槽倾动角度。经过多次测试，确定在下料流阀全开状态下，溜槽倾动下降到1 3。时炉料刚好碰到溜槽下端横梁，而溜槽倾动到1 4。时炉料刚好碰不到横梁，于是确定溜槽在下料流阀全开状态时布料倾动最小角度为1 4。

3．4 料面形状的测定

(1)目的。测定不同料线、不同仪角的料面形状，验证理论计算，找出经验数值，为高炉提供参考依据。

(2)测定方法。使用激光测距仪测定，激光测距仪分别装在南、北人孔处^[1]。测量装置由激光测距仪、码盘和安装支架组成，测量装置在炉顶外固定，激光测距仪伸人炉内0．5 m左右(保证能够操作和读数)，利用激光测距仪测量出料面到测量点的距离，同时测量出激光束入射角度，再根据三角函数关系计算出垂直料线和半径距离，最后根据所有测量点的数据用计算机绘制出料面形状。

(3)测定时间。

在装料后期,在料线达到6m左右时开始测量.

(4)测定结果。天钢2号高炉测量料面实际形装如图1所示。

3．5 布料角度的测定

(1)目的和意义。通过测定多环布料角度，达到炉料落在炉喉截面适当的位置上以寻求合理的煤气流分布的目的，从而实现最佳的高炉冶炼效果。

(2)方法。根据料面测定结果，修正布料方程中的摩擦系数：μ=0．3 6。计算出不同角度、不同有效料线时的料面堆尖位置(见图2 n值)。

计算n值所需参数：摩擦系数μ=0．3 6，溜槽倾动距e=1．00 m，溜槽转速ω=0．1 3 3 r／min，料线高差h₂=1．1 8 3 m，溜槽长度I₀=4．25 m。计算结果见图3。

根据等面积同心圆原理，将炉喉(不同高度即不同料线)截面平均等分成11等分，找出每环截面的中央位置(砚值)作为布料时炉料的落点(表3)。炉料只要平均分布在11个等面积同心圆环上，就可以实现炉料在炉喉截面的均匀分布。

(3)确定溜槽布料角度。根据确定的炉料环位半径，从测定结果(图3)中找出与之对应的角度作为该料线时的溜槽布料角度，图4说明了确定溜槽布料角度的原理，确定结果见表4。

(4)确定角度在高炉生产中的应用和调整。天钢2号高炉在开炉装料时应用了上述方法确定的角度见表5。为实现不同料线时炉料在炉内的平铺及均匀分布，依据确定结果我们计算出了炉料落在不同料线不同环位时所对应的角度(见表6)。开炉后根据气流的变化和不同炉况的需要对确定角度做了相应的调整(见表7)。

(5)布料角度调整及效果。天钢3 200 mj高炉开炉初期生产中并没有固定环位角度，而是根据原燃料质量及各种条件变化调整布料角度来适应炉况，即十料系统在编程序时将布料角度编成可变程序，这样，一方面使调整角度变得灵活多样，另一方面也使炉喉布料存在不稳定因素，尤其在低料线时调角度有些随意。因此，就出现了开炉后多次调整角度的情况，但调整的方向基本是在向测定角度靠近，调整的原则是与送风制度相配合，以求达到上稳下活的目的，从而使高炉布料趋于合理，煤气利用率不断提高，高炉能耗不断降低。布料角度随着风口面积的不断增加经历几次大的调整，调整角度(见表8)的依据是炉喉十字测温、冷却壁体温度、水温差、原燃料条件和高炉压差等。

天钢2号高炉对装料制度的调整，使煤气利用改善，焦比降低，煤气利用率提高(见表9)。

(2 000 m³)开炉布料测定的基础上，创造了快速、简捷以及比较准确的测定方法，达到了开炉布料测定的目的。但是，还存在以下不足：如测量炉料与炉墙碰撞点使用测量工具读数时为目视，存在误差；实际测量料面时，只能测出大角度时炉料堆尖参数，小角度堆尖几乎测量不出来，修正斗值时根据最大角度，其他角度的μ与之有偏差(但在允许范围之内)；布料角度计算时，所采用计算参数均是理想状态下的手动测量值，由于布料时情况复杂，因此实际生产中可参考测量后最终校正的计算值。尽管存在上述偏差，但随着在开炉后生产实践中的不断调整，使煤气利用率逐步优化，各项生产技术指标不断改善，为高炉高产、低耗、长寿提供了条件。

(2)开炉1年来的生产实践表明，天钢2号的布料测定和溜槽角度的确定方法是科学的、简捷的、实用的，这项工作可为大高炉开炉装料和部分生产操作提供借鉴。