爐缸為什麼會堆積

來自專欄能源動力減排技術創新

作者smoke

摘要:分析爐缸堆積的原因,闡述爐缸堆積的本質

一 前言

爐缸堆積是指高爐爐缸的有效工作空間縮小的一種現象,日常生產中,爐缸堆積是引起各類爐況失常的根源,諸多的爐況失常問題,都或多或少與爐缸堆積有著關聯,因此,如何防止爐缸的堆積以及如何快速處理爐缸堆積,是廣大煉鐵工作者時刻關注和研究的問題,兵家有雲,知已知彼方能百戰百勝,所以,正確處理爐缸堆積問題,首先必須研究爐缸堆積的機理與實質,才能採取最有效的措施,本文僅探討爐缸堆積的實質問題,相關快速處理爐缸堆積的方法,會在後續的文章中闡述.

二 爐缸堆積的表象

關於爐缸堆積的各種表現形式及徵兆,各類煉鐵教科書上列舉的都比較詳細,有興趣的朋友可以參閱,限於篇幅,這裡不再詳述.

三 爐缸堆積的本質.

我們知道,進入高爐內的物料,經過一系列的物理化學變化後,最終進入爐缸,由鐵口排出,完成高爐煉鐵的全過程,最終進入爐缸的僅有焦炭,爐渣和鐵水,所以研究爐缸的堆積,無非就是研究最終進入爐缸的焦炭爐渣和鐵水的性質的變化.

1) 焦炭質量引起的爐缸堆積

焦炭是高爐內的料骨架,正常情況下,進入爐缸的焦炭,其孔隙度在40-45%左右,渣鐵填充其間,當焦炭質量惡化後,龍其是焦炭反應後強度變差後,進入爐缸的焦炭嚴重粉化,使爐缸內的焦柱孔隙度縮小,從而使其可容納的渣鐵量減小,即相對地縮小了爐缸的容量,,另一方面,孔隙度的縮小使焦柱的通透性降低,在出鐵時,填充與焦炭空隙中的渣鐵不能及時從鐵口流出,使得渣鐵出凈率降低,也變相的縮小了爐缸的容積.引起爐缸堆積,

2) 渣鐵堆積的本質

通常高爐內的溫度分布是:風口處是焦炭氧化反應的旺盛區域,此外的溫度最高,由理論燃燒溫度可知此處一般在2200-2300度左右,由風口燃燒帶向上向下,溫度逐步降低,我們說,風口向上的溫度的降低,有利於爐料的熱交換,使爐料充分的預熱和還原,是良性的,而熔化的渣鐵滴落過風口燃燒帶後,其所能得達的溫度取決於在燃燒帶上方預熱的程度和經過燃燒帶時停留的時間,一般正常生產時,(無減風情況)其通過燃燒帶的時間是確定的,所以其所能達到的溫度是由其進入燃燒帶前預熱所能達到的溫度決定的. 也即是由軟熔帶的形狀決定的,這裡不再多述,只討論燃燒帶下的渣鐵溫度,

進入爐缸的渣鐵,因軟融帶徑向分布的不均勻,其溫度也各不相同,煤氣流發展的地方,溫度較高,煤氣流較弱的地方,溫度較低,冷卻設備的漏水,也會引起局部的溫度降低,而且,在由風口向鐵口區域滴落的過程中,不斷地進行脫硫,滲炭反應,這是一個吸熱的過程,加之高爐本體冷卻設備吸收一部分熱量,所以總體渣鐵水溫度是一個降低的過程,到達鐵口區域,渣鐵水溫度降到最低,一般1400-1500度左右,這就是爐缸溫度水平,也是保持渣鐵水能夠自由流動的溫度.

根據對高爐終渣性能的研究,風口區以下的爐芯焦溫度低於1400℃時,爐渣難以在爐芯焦中直由流動。而進入爐缸的渣鐵由於其徑向溫度分布的不均勻,當有局部的渣鐵溫度偏低時,,渣鐵就會滯留或凝固在該區域的焦炭空隙中,不能自由流動,嚴重的形成大塊的固融物,使爐缸的容積縮小,形成事實上的爐缸堆積,

由此可見,拋開形成爐缸堆積的各種表象,其本質就是焦炭的惡化及爐缸溫度的不均勻造成的局部凝結.

結語:

1) 拋開事物的表象去研究事物的本質,可以讓我們免受諸多因素的干擾,也更有利於去認識和解決問題.

2) 爐缸堆積的本質一是焦炭嚴重粉化造成的爐缸相對容納渣鐵量減小,這是爐料的性質決定的.二是爐缸溫度的不均勻引起的渣鐵局部冷凝,使爐缸容積縮小.是由日常的操作調劑決定的.

3) 了解了爐缸堆積的本質,對於處理爐缸堆積就不會受制於日常的各種表象而無從下手,最簡單粗暴的辦法就是改善焦炭質量和提高爐缸溫度並促使爐缸溫度分布均勻.

4) 本文只是從另類的角度去探討爐缸堆積的實質,希望不會對廣大煉鐵工作者日常的操作構成負面的影響.

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