酒钢高炉上下部调剂研究
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摘要
本文以酒钢高炉炼铁实践为依据，系统研究和分析了高炉上下部调剂技术对高炉冶炼的影响。认为高炉上下部调剂是高炉炼铁的核心技术，每一项新技术的应用都立足于高炉上下部调剂的正确结合。
根据实验室模拟及炉顶布料试验的分析研究得知，在酒钢高炉的技术装备和原燃料条件下，上部调剂应以分装多环布料为基本的上部调剂模式；下部调剂应以上下部调剂的匹配为核心，在保证全开风口工作的前提下，采取较高的鼓风动能与短风口、喷煤及富氧等技术相结合。对酒钢高炉长期存在的上部批重小和下部炉缸不活的问题，提出了杜绝长期堵风口作业的操作习惯，以确保规则的高炉工作炉型和良好的炉缸工作状况。高炉操作只要保证“上稳下活”，多环布料便能发挥出其应有的效果。
将提出的以全开风口作业和大批重分装为基础的多环布料的上下部调剂措施用于实际生产之后，炉缸工作日趋均匀、上部气流分布逐步稳定，高炉实现了长期稳定顺行的目标，促进了高炉的增产降焦工作，使酒钢的高炉操作水平取得了历史性的突破。截止2002年底，高炉焦比降至430kg／t，高炉煤比达100kg／t，取得了显著的经济效益。
理论分析和生产实践表明，在目前酒钢冶炼条件下，1号高炉(1800m~3)最佳批重为48吨，鼓风动能110～130KJ／s；2号高炉(1000m~3)最佳批重为28吨，鼓风动能80～90KJ／s。
Based on the practice of iron-making in Jiuquan Iron & Steel Group Co., the influences of simultaneous conditioning of upper and lower parts on blast furnace iron-making were studied. It was considered as the kernel technique for blast furnace. Every new technique which be put into practice all depends on accurately combination with simultaneous conditioning of upper and lower parts measures.
According to the experimental simulation results and the testing analysis of burden distribution in the furnace roof, it was found that certain rules should be followed under the conditions of Jiuquan blast furnace equipments and raw materials. Adjustment measures of the upper part should comply with the basic principle of separate and multi梤ing burden distribution, and the kernel of adjustment measures of lower part should be matching with the simultaneous conditioning of upper and lower parts. Under the precondition of fully-open tuyeres, high blast kinetic energy should be employed and combined with the techniques, such as: short-tuyere, coal injection and rich oxygen. A proposal was offered for forbidding to block the tuyeres over a long period of time, so that regular blast furnace shape and steady work condition of furnace hearth could be obtained. In the process of furnace operating, as long as the guideline "upper part being steady and lower part being active" be ensured, the effect of multi-ring burden distribution would go into effect.
After the proposed measures being put into practice, such as: fully-opened tuyere working and multi-ring burden distribution on the basis of separate charge and heavy burden, working condition of furnace hearth became uniform gradually and the gas-flow distribution of the upper furnace went into stable state. The long-term stable and in regular sequence furnace goal was achieved. The realization of increasing production and reducing coke was accelerated. The operating level of Jiuquan blast furnace reached the highlight level in the history. Till the end of 2002, coke ratio fell to 430kg/t.Fe, coal ratio reached to 100kg/t.Fe. Remarkable economic benefits were obtained.
From the theorical analysis and the practice, under present metallurgical condition of Jiuquan, some directions should be followed. For 1# BF(1800m3), the optimized burden weight is 48ton, blast kinetic energy 110~130KJ/s; For 2# BF(1000m3), the optimized burden weight is 28ton, blast kinetic energy 80?0KJ/S.
根据实验室模拟及炉顶布料试验的分析研究得知，在酒钢高炉的技术装备和原燃料条件下，上部调剂应以分装多环布料为基本的上部调剂模式；下部调剂应以上下部调剂的匹配为核心，在保证全开风口工作的前提下，采取较高的鼓风动能与短风口、喷煤及富氧等技术相结合。对酒钢高炉长期存在的上部批重小和下部炉缸不活的问题，提出了杜绝长期堵风口作业的操作习惯，以确保规则的高炉工作炉型和良好的炉缸工作状况。高炉操作只要保证“上稳下活”，多环布料便能发挥出其应有的效果。
将提出的以全开风口作业和大批重分装为基础的多环布料的上下部调剂措施用于实际生产之后，炉缸工作日趋均匀、上部气流分布逐步稳定，高炉实现了长期稳定顺行的目标，促进了高炉的增产降焦工作，使酒钢的高炉操作水平取得了历史性的突破。截止2002年底，高炉焦比降至430kg／t，高炉煤比达100kg／t，取得了显著的经济效益。
理论分析和生产实践表明，在目前酒钢冶炼条件下，1号高炉(1800m~3)最佳批重为48吨，鼓风动能110～130KJ／s；2号高炉(1000m~3)最佳批重为28吨，鼓风动能80～90KJ／s。
Based on the practice of iron-making in Jiuquan Iron & Steel Group Co., the influences of simultaneous conditioning of upper and lower parts on blast furnace iron-making were studied. It was considered as the kernel technique for blast furnace. Every new technique which be put into practice all depends on accurately combination with simultaneous conditioning of upper and lower parts measures.
According to the experimental simulation results and the testing analysis of burden distribution in the furnace roof, it was found that certain rules should be followed under the conditions of Jiuquan blast furnace equipments and raw materials. Adjustment measures of the upper part should comply with the basic principle of separate and multi梤ing burden distribution, and the kernel of adjustment measures of lower part should be matching with the simultaneous conditioning of upper and lower parts. Under the precondition of fully-open tuyeres, high blast kinetic energy should be employed and combined with the techniques, such as: short-tuyere, coal injection and rich oxygen. A proposal was offered for forbidding to block the tuyeres over a long period of time, so that regular blast furnace shape and steady work condition of furnace hearth could be obtained. In the process of furnace operating, as long as the guideline "upper part being steady and lower part being active" be ensured, the effect of multi-ring burden distribution would go into effect.
After the proposed measures being put into practice, such as: fully-opened tuyere working and multi-ring burden distribution on the basis of separate charge and heavy burden, working condition of furnace hearth became uniform gradually and the gas-flow distribution of the upper furnace went into stable state. The long-term stable and in regular sequence furnace goal was achieved. The realization of increasing production and reducing coke was accelerated. The operating level of Jiuquan blast furnace reached the highlight level in the history. Till the end of 2002, coke ratio fell to 430kg/t.Fe, coal ratio reached to 100kg/t.Fe. Remarkable economic benefits were obtained.
From the theorical analysis and the practice, under present metallurgical condition of Jiuquan, some directions should be followed. For 1# BF(1800m3), the optimized burden weight is 48ton, blast kinetic energy 110~130KJ/s; For 2# BF(1000m3), the optimized burden weight is 28ton, blast kinetic energy 80?0KJ/S.
引文
1．成兰伯主编 高炉炼铁工艺及计算[M]冶金工业出版社 203～262
2．刘云彩著 高炉布料规律[M]冶金工业出版社 160～178
3．林宗彩 周取定 冶金学[M]商务印书馆 168～169
4. F. lenger, Blast Furnace and Steel plant, 1967, (5), 413～419
5．高光春 苗增积 高炉上下部调剂的规律[M]，20～67
6．周传典主编 鞍钢炼铁技术的形成与发展[M] 冶金工业出版社125～127
7．张寿荣 银汉 我国钢铁工业的回顾与展望[J] 炼铁，1995，(2)，9～10
8．杜鹤桂 国外高炉炼铁技术的进步[J] 炼铁，1999，(1)，1～5
9．赵合安 最佳分装批重值的讨论[J] 炼铁，1995，增刊25～27
10．仝锋、韩庆 矿批大小与高炉冶炼关系探讨[A] 2000年炼铁生产技术工作会议暨炼铁年会文集
11．朱仁君 李荣壬，宝钢炼铁系统技术进步[J]，炼铁，1999，(3)，1—4
12．杜鹤桂、郭可中 高烧无钟布料的重要环节——平台的形成[J]，炼铁，1995，(3)，33～33
13. N. Ponghis, P. Dufresne, blast furnace injection of massive quantities of coal with enrich air orpure oxygen, 1997, eur 15582, p115-118
14. Waiter Hartig, General Manager Blast Furnace Works AG der Dillinger Huttenwerke, Measures foe increasing the productivity of blast furnace, 2000 IRONMAKING CONFERENCE PROCEEDINGS, P3-7
15．马树涵、杨国盼 低燃料比高炉最佳气流分布及控制[M]，56～78
16．周传典主编 鞍钢炼铁技术的形成与发展[A] 冶金工业出版社 164～168
17．樊哲宽 高炉鼓风动能问题的研究[H]，70～215
18．周传典主编 鞍钢炼铁技术的形成与发展[A] 冶金工业出版社 160～163
19．余琨等著 高炉喷煤[M] 东北大学出版社60～90
20．宋阳升，世界炼铁技术的回顾和展望[J]，炼铁，1998，(4)，3-4
21．张玉柱主编 高炉炼铁[M]冶金工业出版社，1992，3～4
22．董一诚、金泰铉、魏升明、陈汪泰、余绍儒 高炉生产知识问答[M] 冶金工业出版社 213～242
23．张寿荣 试论我国解放后的炼铁技术路线[J]炼铁，1997，(4)，1～3
24．宋阳升21世纪的炼铁技术[J]炼铁，1995，(5)，36～37
25．张寿荣 鞍钢推行高炉炉顶调剂法的初步总结
26．刘秉铎 合理矿石批重的探讨[A] 周传典主编 鞍钢炼铁技术的形成与发展冶金工业出版社137～140
27．成兰伯、刘真 高炉合理气流分布的调剂[A] 周传典主编鞍钢炼铁技术的形成与发展冶金工业出版社 156～159
28．赵建国 酒钢高炉冶炼方针探索[J] 炼铁，1995，(3)，29～32。
29．石自新，酒钢1号高炉降焦实践及潜力[A]，第二届全国大高炉炼铁学术论文集，2001，71-73
30．寇俊光，酒钢2号高炉强化冶炼实践及喷煤降焦措施[A]，第二届全国大高炉炼铁学术论文集，2001，59-62
31．罗吉敖，炼铁学[M]，冶金工业出版社，1996
32．崔聚荣，酒钢炼铁技术进步[J]，炼铁，1998，(3)，16-18
33．李维国，关于国外高炉炼铁技术的几个问题[J]，炼铁，1999，(6)，1-4
34．付卫国，攀钢1号高炉无料钟炉顶工业试验[J]，炼铁，1997，(2)，24-27
35．刘元意，中心加焦技术在莱钢2号高炉上的应运[J]，炼铁，1997，(3)，43-44
36．李贵阳 王俊宇，宣钢炼铁系统的技术进步[J]，炼铁，2000，(4)，19-
37．张宏星，邯钢2号高炉增产降焦实践[J]，炼铁，2000，(4)，36-38
38．李竺青，湘钢1号高炉多环布料实践[J]，炼铁，2000，(5)，45-46
39．韩建臻，酒钢炼铁技术进步[J]，炼铁，2000(增刊)2-6
40．王瑞，酒钢1800m3高炉的设计特点及生产状况[J]，炼铁，2000(增刊)，16-20
41．韩建臻，酒钢高炉装料制度的演变[J]，炼铁，2000(增刊)，29-31
42．蒋心泰，酒钢1号高炉多环布料工业试验[J]，炼铁，2000(增刊)，32-35
43．杨永宜，高炉气流压强梯度场研究及其理论和实践意义[J]，钢铁，1980，(4)，1-6
44．周春林等，分装比重与软熔带宽度关系的研究[J]，炼铁，1982，(2)，19-23
45．陈兆明等，试谈分装大批重和矿焦混装[J]，炼铁，1991，(6)，21-25
46．邓守强、杨松华：从炉顶加入粒煤的设想，炼铁，1997，(3)，53-55
47．周春林等：分装比重与软熔带宽度关系的研究，炼铁，1982，(2)，19-23
48．李永镇等：一个新的技术动向—高炉矿焦混装，炼铁，1986，(1)，36-44
49．沐继尧等：矿焦混装料柱透气性研究，炼铁，1989，(2)，1-5
50．陈兆明等：试谈分装大批重和矿焦混装，炼铁，1991，(6)，21-25
51．石自新：酒钢1号高炉降焦实践及潜力，第二届全国大高炉炼铁学术论文集，2001，71-73
52．寇俊光：酒钢2号高炉强化冶炼实践及喷煤降焦措施，第二届全国大高炉炼铁学术论
文集，2001，59-62
53．王万里：碱金属对酒钢高炉冶炼的影响，第二届全国大高炉炼铁学术论文集，2001，120-123
54．张寿荣：关于21世纪我国钢铁工业的若干思考，2001年中国钢铁年会论文集(上卷)，2001，61-69
2．刘云彩著 高炉布料规律[M]冶金工业出版社 160～178
3．林宗彩 周取定 冶金学[M]商务印书馆 168～169
4. F. lenger, Blast Furnace and Steel plant, 1967, (5), 413～419
5．高光春 苗增积 高炉上下部调剂的规律[M]，20～67
6．周传典主编 鞍钢炼铁技术的形成与发展[M] 冶金工业出版社125～127
7．张寿荣 银汉 我国钢铁工业的回顾与展望[J] 炼铁，1995，(2)，9～10
8．杜鹤桂 国外高炉炼铁技术的进步[J] 炼铁，1999，(1)，1～5
9．赵合安 最佳分装批重值的讨论[J] 炼铁，1995，增刊25～27
10．仝锋、韩庆 矿批大小与高炉冶炼关系探讨[A] 2000年炼铁生产技术工作会议暨炼铁年会文集
11．朱仁君 李荣壬，宝钢炼铁系统技术进步[J]，炼铁，1999，(3)，1—4
12．杜鹤桂、郭可中 高烧无钟布料的重要环节——平台的形成[J]，炼铁，1995，(3)，33～33
13. N. Ponghis, P. Dufresne, blast furnace injection of massive quantities of coal with enrich air orpure oxygen, 1997, eur 15582, p115-118
14. Waiter Hartig, General Manager Blast Furnace Works AG der Dillinger Huttenwerke, Measures foe increasing the productivity of blast furnace, 2000 IRONMAKING CONFERENCE PROCEEDINGS, P3-7
15．马树涵、杨国盼 低燃料比高炉最佳气流分布及控制[M]，56～78
16．周传典主编 鞍钢炼铁技术的形成与发展[A] 冶金工业出版社 164～168
17．樊哲宽 高炉鼓风动能问题的研究[H]，70～215
18．周传典主编 鞍钢炼铁技术的形成与发展[A] 冶金工业出版社 160～163
19．余琨等著 高炉喷煤[M] 东北大学出版社60～90
20．宋阳升，世界炼铁技术的回顾和展望[J]，炼铁，1998，(4)，3-4
21．张玉柱主编 高炉炼铁[M]冶金工业出版社，1992，3～4
22．董一诚、金泰铉、魏升明、陈汪泰、余绍儒 高炉生产知识问答[M] 冶金工业出版社 213～242
23．张寿荣 试论我国解放后的炼铁技术路线[J]炼铁，1997，(4)，1～3
24．宋阳升21世纪的炼铁技术[J]炼铁，1995，(5)，36～37
25．张寿荣 鞍钢推行高炉炉顶调剂法的初步总结
26．刘秉铎 合理矿石批重的探讨[A] 周传典主编 鞍钢炼铁技术的形成与发展冶金工业出版社137～140
27．成兰伯、刘真 高炉合理气流分布的调剂[A] 周传典主编鞍钢炼铁技术的形成与发展冶金工业出版社 156～159
28．赵建国 酒钢高炉冶炼方针探索[J] 炼铁，1995，(3)，29～32。
29．石自新，酒钢1号高炉降焦实践及潜力[A]，第二届全国大高炉炼铁学术论文集，2001，71-73
30．寇俊光，酒钢2号高炉强化冶炼实践及喷煤降焦措施[A]，第二届全国大高炉炼铁学术论文集，2001，59-62
31．罗吉敖，炼铁学[M]，冶金工业出版社，1996
32．崔聚荣，酒钢炼铁技术进步[J]，炼铁，1998，(3)，16-18
33．李维国，关于国外高炉炼铁技术的几个问题[J]，炼铁，1999，(6)，1-4
34．付卫国，攀钢1号高炉无料钟炉顶工业试验[J]，炼铁，1997，(2)，24-27
35．刘元意，中心加焦技术在莱钢2号高炉上的应运[J]，炼铁，1997，(3)，43-44
36．李贵阳 王俊宇，宣钢炼铁系统的技术进步[J]，炼铁，2000，(4)，19-
37．张宏星，邯钢2号高炉增产降焦实践[J]，炼铁，2000，(4)，36-38
38．李竺青，湘钢1号高炉多环布料实践[J]，炼铁，2000，(5)，45-46
39．韩建臻，酒钢炼铁技术进步[J]，炼铁，2000(增刊)2-6
40．王瑞，酒钢1800m3高炉的设计特点及生产状况[J]，炼铁，2000(增刊)，16-20
41．韩建臻，酒钢高炉装料制度的演变[J]，炼铁，2000(增刊)，29-31
42．蒋心泰，酒钢1号高炉多环布料工业试验[J]，炼铁，2000(增刊)，32-35
43．杨永宜，高炉气流压强梯度场研究及其理论和实践意义[J]，钢铁，1980，(4)，1-6
44．周春林等，分装比重与软熔带宽度关系的研究[J]，炼铁，1982，(2)，19-23
45．陈兆明等，试谈分装大批重和矿焦混装[J]，炼铁，1991，(6)，21-25
46．邓守强、杨松华：从炉顶加入粒煤的设想，炼铁，1997，(3)，53-55
47．周春林等：分装比重与软熔带宽度关系的研究，炼铁，1982，(2)，19-23
48．李永镇等：一个新的技术动向—高炉矿焦混装，炼铁，1986，(1)，36-44
49．沐继尧等：矿焦混装料柱透气性研究，炼铁，1989，(2)，1-5
50．陈兆明等：试谈分装大批重和矿焦混装，炼铁，1991，(6)，21-25
51．石自新：酒钢1号高炉降焦实践及潜力，第二届全国大高炉炼铁学术论文集，2001，71-73
52．寇俊光：酒钢2号高炉强化冶炼实践及喷煤降焦措施，第二届全国大高炉炼铁学术论
文集，2001，59-62
53．王万里：碱金属对酒钢高炉冶炼的影响，第二届全国大高炉炼铁学术论文集，2001，120-123
54．张寿荣：关于21世纪我国钢铁工业的若干思考，2001年中国钢铁年会论文集(上卷)，2001，61-69