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1、http:/理论燃烧温度与炉缸热状态和高炉上下部压差的关系研究竺维春，王冬青(北京，首钢技术研究院，100043)摘要：本文主要统计了首钢AB两座高炉不同煤比时理论燃烧温度的控制范围；对风口前理论燃烧温度与铁水温度、铁水中Si的关系进行了分析，经过相关分析得出：A高炉风口前理论燃烧温度与铁水温度存在负的相关关系，皮尔森相关系数为0712，P=0047，风口前理论燃烧温度与铁水中Si存在负的相关关系，皮尔森相关系数为0721，P=0043；B高炉风口前理论燃烧温度与铁水温度和铁水中Si均不存在相关关系另外经过相关分析，认为风口前理论燃烧温度与高炉上部压差与高炉下部压差也不存在相关关系因此认为：风
2、口前理论燃烧温度不能完全表征炉缸热状态，风口前理论燃烧温度高时铁水温度和铁水Si含量不一定很高，用铁水温度来表征炉缸热状态可能更合适。另外，认为风口前理论燃烧温度作为高炉调剂的一个主要参数意义不大，没有必要将其作为高炉日常操作调剂的一个主要指标。关键词：炉缸热状态；理论燃烧温度；铁水温度；下部压差前言高炉炼铁是钢铁联合企业生产的咽喉，其安全、稳定、顺行对整个物流的平衡极为重要。高炉正常生产必须要遵行三个规律：炉况稳定、顺行。煤气流分布合理。炉缸工作良好1。而这三点之中炉缸的工作状态良好，对高炉稳定、顺行、优质、高产、低耗起着决定性作用。高炉操作者期望稳定、高效的生产，而这又要求高炉炉缸能提供充
3、足、稳定、沿炉缸径向及周向分布均匀的热量和还原气体，且大量的铁水要能从炉缸内顺利排出：生铁生产要具有竞争力，就必须做好炉缸热状态的研究工作2，有观点认为理论燃烧温度可以表征炉缸的热状态，理论燃烧温度低，高炉炉缸热量不足；高炉理论燃烧温度高，会使炉内软熔带上部和下部压差升高，料柱透气性变坏，本文主要以首钢某高炉为例，研究了风口前理论燃烧温度与高炉铁水温度，风口前理论燃烧温度与高炉上部和下部压差的关系。1 风口前理论燃烧温度的计算风口前焦炭和喷吹物的燃烧，所能达到的最高绝热温度，即假定风口前燃料燃烧放出的热量全部用来加热燃烧产物时所能达到的最高温度，叫做风口前理论燃烧温度，有人也称它为燃烧带火焰温
4、度。适宜的理论燃烧温度，应能满足高炉正常冶炼所需要的炉缸温度和热量，保证液态渣铁充分加热和还原反应的顺利进行3。理论燃烧温度的常规算法如下：T理理论燃烧温度，Q碳入炉碳素生成CO的发热量， 千卡；Q焦焦炭进入风口区域的物理热，千卡；Q风鼓风代入的物理热，千卡；Q吸喷吹物分解以及提高到1500吸收的热量之和，千卡；Cp当T理时的煤气热容，千卡米3；V炉缸煤气量，米3；本文理论燃烧温度公式采用首钢高炉新经验公式4：T理=074T16M76Moj+40Fo+156559 (2)式中： T理理论燃烧温度，：L风温，；M煤比，kgt；Moj鼓风湿度，gm。；Fo富氧率，。由理论燃烧温度计算得公式(2)可
5、见，影响理论燃烧温度的因素主要有：鼓风温度：鼓风温度升高，则带入炉缸的物理热增加，从而使T理升高：喷吹煤比：高炉喷吹煤粉后，由于煤粉加热、分解和裂化使T理降低：鼓风湿分：鼓风湿分提高，由于水分分解吸热，从而使T理降低：鼓风富氧率：鼓风中含氧量提高，N2含量相应减少，从而使T理升高。2风口前理论燃烧温度控制范围及其与铁水温度和铁水中Si的关系炉缸是高炉煤气发源地和冶炼进程的终结区，炉缸初始煤气分布状况决定了炉缸截面积的温度与热量分布，它不仅对炉缸的渗碳、脱除硫等有害元素、铁水温度、渣铁流动性有很大影响，也对上部各高度的温度与煤气流分布及软融带形状与位置有很大影响。好的炉缸状态需要有足够的热储备、
6、铁水温度达标，渣、铁有良好的流动性、有很强的精还原与脱除有害杂质的能力和初始煤气的合理分布5。掌握高炉的炉缸热状态，并能根据炉况表现，迅速、准确地做出预测，是高炉工长娴熟驾驭高炉的关键。生产实践表明，正常生产的高炉，其理论燃烧温度应稳定在一定的范围内，理论燃烧温度过高或过低对炉况顺行均不利，高炉操作条件对理论燃烧温度有显著的影响。通常认为，风口前理论燃烧温度表征了炉缸热状态。本文首先对首钢A、B高炉2011年111月风口前理论燃烧温度与铁水温度和铁水中Si含量进行了分析，具体情况见表1。由表1可见，2011年111月A高炉煤比在0149kgt时，风口前理论燃烧温度在21642365，铁水中Si
7、在031102之间，铁水温度在14831532之间，表明炉缸热量较充沛。B高炉2011年111月煤比在84163kgt，风口前理论燃烧温度在21652280，铁水中Si在029050，铁水温度在14901522，炉缸热状态也较好。经过spss统计相关分析A高炉风口前理论燃烧温度与铁水温度存在负的相关关系，皮尔森相关系数为0712，P=0047，风口前理论燃烧温度与铁水中Si存在负的相关关系，皮尔森相关系数为0721，P=0043。对B高炉数据的统计结果显示，其风口前理论燃烧温度与铁水温度和铁水中Si不存在相关关系。图1为首钢某高炉铁水温度与理论燃烧温度的关系，图2为A、B高炉铁水Si与理论燃烧
8、温度的关系。由图1、2可见，风口前理论燃烧温度不能完全表征炉缸热状态，风口前理论燃烧温度高时铁水温度和铁水Si含量不一定很高，用铁水温度来表征炉缸热状态可能更合适。高炉工作者要想管理好炉缸，应该是各制度互相配合，选择合适的装料制度，促进软融带形状、位置合适；选择好合适的造渣制度，使炉渣能有良好的流动性，融化热，及脱除有害元素的能力；选择合适的热制度，形成稳定的软融带形状位置及初始煤气流的分布。3理论燃烧温度与高炉下部压差的关系文献6指出，高炉风口前理论燃烧温度提高以后，一来炉内煤气压差升高，使炉内尤其是炉腹部位炉料下降的条件明显恶化，反应出来即高炉上部压差较高；二来炉子下部温度过高，会使SiO
9、大量还原并挥发，煤气将它带往上部，并且在炉腹凝聚，在焦块间隙分解成固态，大大恶化了料柱的透气性，高炉下部压差升高，严重时造成炉子难行，并发展为恶性悬料。本次分析了首钢B高炉理论燃烧温度与高炉上部压差和高炉下部压差的关系。对首钢B高炉一段时间内风口前理论燃烧温度与高炉上部压差和下部压差数据进行了统计，风口前理论燃烧温度在19872402，结果显示其风口前理论燃烧温度与高炉上部压差和下部压差不存在相关关系。风口前理论燃烧温度高时，高炉上部压差和下部压差不一定很高。4结论1)风口前理论燃烧温度不能完全表征炉缸热状态，风口前理论燃烧温度高时铁水温度和铁水Si含量不一定很高，用铁水温度来表征炉缸热状态可
10、能更合适。高炉工作者要想管理好炉缸，应该是各制度互相配合，要选择好合适的装料制度，合适的造渣制度及选择合适的热制度。2)风口前理论燃烧温度与高炉上部压差和下部压差不存在相关关系。风口前理论燃烧温度高时，高炉下部压差不一定很高。3)风口前理论燃烧温度作为高炉调剂的一个主要参数意义不大，没有必要将其作为高炉日常操作调剂的一个主要指标。参考文献1华建明，张龙来鼓风动能对高炉冶炼的影响及控制炼铁，2005，24(4)：5-82陈辉，吴胜利，余晓波高炉炉缸活跃性评价的新认识钢铁，2007,42(10)：12-163周传典高炉炼铁生产技术手册北京：冶金工业出版社,20024王颖生，竺维春关于首钢高炉风口理论燃烧计算经验公式的探讨首钢科技，2002,(5)：25-275魏升明搞好高炉长期稳定高水平生产之我见炼铁，2008，27(1)：27-296王筱留钢铁冶金学(炼铁部分)北京：冶金工业出版社，1991
