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武钢2号高炉布料矩阵探索与实践_图文

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第2   第 2期  2卷
2 0 0 3 年 4月     

I 0 NM AK I G  R N

j I 钦  季  

Vo .   No.2 1 2 2.   Ap i rl   2003     

武 钢 2号 高炉 布料 矩 阵探 索与 实践 
尹 腾 梅 炳 全 
( 汉钢铁集团公司) 武  



要  布 料 矩 阵 调 节 是 高 炉 控 制 径 向煤 气 流分 布 的一 种 有 效 手 段 。 面对 原 燃 料 条 件 的经 常 变 化 , 武 

钢 2号 高 炉 总 结 出布 料 矩 阵 调 节 的 基 本 方 法 , 保证 了 高 炉 的 稳定 顺 行 , 得 了较 好 的技 术 经 济 指 标 。 取  
关键词 高炉 布料 角位 调 整 

Re e r h a d p a tc   f b r n dit i u i   a rx f r W I CO’   .   s a c   n   r c i e o   u de   s r b ton m t i   o   S s No 2 BF 
  .

Y i  ng M e  ng an n Te   iBi qu  

( u a   r n a d S e lGr u   o ) W h n Io   n   t e  o p C .  

Ab ta t Adu t n  f u d n dsr u in marx i a   fe t ewa  oc nr lr da  itiu in sr c  j sme to  r e   iti t   ti s n efc i   y t o to  a il srb t   b b o   v d o o  a lw n ba tf r a e n t ec n io   fc a g a l  u d n,b sc ie l o a j s h   u d n f sf g o i  ls u n c .I h   o dt n o h n e b eb r e i a i d a    du tt eb re     t
d s rb t n ma r   o   .     s p ti t   f c .Asa r s l ,a s o h o e a in wa   e   t   it i u i   t i f r No 2BF wa   u  n o e f t o x e     e u t   mo t   p r t   s k ptwih o
go  e hno e on od t c — c om i nde es  ci x .

Ke   r s B   b r e   itiu in dsrb to  n ls a j sig ywo d   F u d n dsrb to   itiu in a ge  du tn  

1 引 言   
  .

带 操作 。 2号 高炉有 效容 积 15 6m。在 武钢    3  , 所有 高 炉 中是 最 小 的 , 原 料使 用 上 必须 为  在
其 他高 炉 让 步 , 用矿 品种 多 而杂 , 末 多 、 粉 透  气 性 差 。 燃料 方面 , 在 使用 潮焦 量 占人炉 焦炭 
总量 的 6 % 以上 。这 些 原燃 料 不 仅 质 量差 , 0  

自19 9 8年 底 2号高 炉 改 造 性 大 修投 产 

以来 , 们一 直在 分析 、 我 研究 、 探索 布料 矩阵 。  
由于原燃 料经 常变 化 , 化性 能随 之波 动 , 理 必 

须 经常 进行 布料矩 阵调 节才 能适 应外部 条 件  变 化 。 们在 总结经 验教 训 的基础 上 , 步 消  我 逐 化 和掌 握 了无 料钟 布料 技术 。在 不断 的探 索  过程中, 布料 矩 阵不断优 化 , 高炉 各项 技术 经  济 指标 大大 改善 。本文 重 点对布 料矩 阵 的调  节方法 进行 总结 。   2 布 料矩 阵调 节的基 本 目标 

而 且经 常 变 动 , 如果 较 长 时 间抑 制 边 缘 煤气  流 , 作 倒 V 形 软熔 带 就会 使 风量 变 少 , 操 炉 
缸 中心难 以吹透而 逐渐 不活 , 不仅 如此 , 边缘 

煤 气 流不 足 , 燃 料波 动 等 还 容 易引 起 炉 身  原

粘 结 , 而严 重影 响高 炉顺行 。 了既改 善煤  从 为 气 利 用 又保 证 高 炉顺 行 , 须合 理 控 制 两 股  必
煤气流, 形成 W 形 软熔 带 。无 料钟 灵 活 的调 

各 种调 节手 段都 以形 成合理 的煤 气 流分 
布为 目标 , 目前 的生 产条 件下 , 实现高 炉  在 要 顺行 、 产 、 耗 、 全 、 寿 , 当适 当发 展  高 低 安 长 应 中心 和边缘 两股 煤气 流 , w 形 软熔 带操 作  按 非常必 要 。 了充分改 善煤 气利 用 , 为 必须抑 制  边缘 煤气 流 , V 形 、 V 形 及 w 形软熔 带  在 倒 中, 以倒 V 形 软 熔 带 的煤 气 利 用 最 好 , 2 但  

节 手 段 为控 制 w 形 软 熔 带 提供 了充 分 的可 
能性。 几年来 , 们一 直 在探 索 更合 理 的布料  我

矩 阵 , 大 多数 时间 都控 制 了径 向煤 气 流分  在
布, 十字 测温 曲线 如 图 1所示 。 由图 1 以看  可 出 , 熔带 的形 状是 w 形 。几 年来 的实 践证  软 明 , 们能 够控 制这种 径 向煤气 流 分布 , 我 且这 

号 高 炉 的 原燃 料 条 件 不 能采 用 倒 V 形 软 熔 
?1 ?     2

种分 布适合 2号高炉 的生 产需 要 。  

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6 5 4 3 2 l l 2 3 4 5 6                        

图 2 十 字测 温 中心 温 度 的 变化 

图 1 十 字测 温 温度 曲 线   

抑制 , 中心 煤气 流过 旺而 崩料 。中心崩 料后 ,  
3 调 节措 施及 其效 果 

中心煤 气 流被 压住 , 因此 中心 温度 下降 。 过一 
段 时间后 , 中心 煤气 流 又吹起 来 , 待煤气 流 发 

在调 节 布 料矩 阵时 , 先 应 确 定好 用 哪  首

几个 角位 布料 , 即选 好合 适 的布料 带 , 它是保 
证两 股煤气 流 分布合 理 的关键 。在布料 角 位 

展 到一定 程度 , 又会 再 次崩料 , 而形 成周 期  从 性 崩料 , 3正 是 反 映 了 中心煤 气 流 的 变 化  图 规 律 。 识 到这_ 点 , 布料 矩 阵作 了如下 调  认 将
节 : 搦  C 0澎一C 。孺    。攫: 通过 向    一C 。

确定后, 再根据需要进行各个角位的环数调 
节, 在实 际操作 中还 应考 虑很 多 因素 。 据 几  根
年探 索 实践 总结 出 以下 几条 调节 要点 。  
3 1 确定合 适 的布料 角位  .

中间 推移 整个 布料 角 位 ( 焦炭 挡 位从 8 7 6    、、
5移 向 7 6 5 4 矿 石 从 9 8 7移 向 7 6 5  、  、 ; 、、 、、 、

高炉需 要 控 制 的煤 气 流 分 布 , 别 是 两  特 股 煤气 流分 布 , 在不 同的条 件下 , 不 同的要  有 求 , 须 通 过 调节 来 实现 或 基 本 实现 预定 的  必 目标 。 在选 定布 料矩 阵时 , 首先 应考 虑用 哪几 

4 , 功地 稳住 了煤气 流 , )成 中心 煤气 流得 以畅  通, 中心 十字 测 温 温 度 走 势 稳 定 ( 图 3所  如
示 ) 十 字 测 温 的 中心 温 度 每 一 批 料 起 伏 一  ,

次 , 匀而 稳定 。由于煤 气流 稳定 , 均 且分 布 比   较 合理 , 高 炉 的 各项 技 术 经济 指 标 得 到 较  使
大改 善 , 见表 1  。
8o o  60 0   40 0 

个角 位布料 。从 1 9 年 起就不 断 进行探 索 , 99   探索 过程 如下 :   .   在 1 9 年 2月 , 99 2号高 炉 因 为未 找 到合 

适的布料角位而走  许毵弯路 。当时主要是 
十字 测 温 中心温 度 上不 来 , 均 在 3 0 C左  平 0 

右 , 吹透 中心 进行 如 下矩 阵 变化 : …… 6 为 C61 要 74   507
一 C O耀f 器 搦  —C  O器 一C O澎 。布料矩  暑 滋蟊



20 0 
O  

阵 调 节 的总 思路 是 将 矿 石逐 步 移 向边缘 , 使 
中心 矿 石量 减 少 , 且矿 石 比焦 炭 向边 缘 超  并 前一 个 角位来 实 现敞开 中心 的 目标 。 然而 , 事 
与愿 违 , 过 以上 矩 阵 变化 , 经 中心 并 未 吹 透 ,  

时 间, n mi 
  _

图 3 十 字 测 温 中心 温度 的 变化 

为 了进 一 步 了解 以上使用 不 同的 角位 布  料, 高炉各 项指 标 明显不 同 的原 因 , 我们 还通  过料 面测定 和 高炉休 风 后通过 炉顶 检修 孔 看 
到 的料面 来加 以说 明 。两种 布料 矩 阵的料 面  情 况 ( 是 在 布 完 矿 石 后 的料 面 ) 图 4所  都 如 示, 左边 为矩 阵 C O 的料面 形状 , 滋    右边 为 
矩阵 C 搦  孺; O 的料面形 状 。  
?1 ? 。?    

相 反 高 炉顺 行 进一 步恶 化 , 出现 了周 期 性 的 
崩料 , 十字测 温 中心温 度 变化 如图 2所示 。  

其 主要 原 因是 : 炉料 大量 布 向边缘 ( 特别 

是 矿 石 向边缘 布 得 多 ) 以求 发 展 中心 , 中  , 但
心温度 却 上不来 , 不是 中心 敞得 不够 开 , 并 而 
是 中心 敞得太 开 , 中心漏 斗过 大 , 而边缘 过 分 

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表 1 两 种 不 同布 料 矩 阵 高炉 技 术 经 济 指 标 对 比 

位 由原 来 的 7 6 5 4移 向 8 7 6 5 即 C74 、 、、 、 、、 , …。 6j 5  O; 一C O澎l 2 嚣 滋裂 。   以 上矩 阵 变 换 , 管 我 们 将 边 缘 加 了 1 尽   环焦 并减 了 1环矿 , 炉顶 温度 、 喉温 度及  但 炉 边 缘 十字 测 温 温度 等 还 是 大 幅度 下 降 , 气  煤

利用 虽然 变好 , 风量 变少 、 但 不稳且 有 继续 下  行 的趋势 , 炉顺行 无 法保证 。 高 面对 7号 角位 
图 4 料 面 形 状 示 意   
r  

边 缘过轻 , 8号 角 位边缘 过 重的 问题 , 而 我们  跳 出原来 必 须 整个 角 位 移 动 的模 式 , 为从  改 7号 半 的 位 置 开 始 布 料 , 使 原 来 的 6 5 4 并 、 、  号 角 位都 向边 缘 移半 个 角 位 ( 7号 、 7号半 、  8 号 角位离 炉 喉钢砖 的距离 如 图 5所 示 ) 通过  , 这 样 的调节 , 现 了比较理 想 的煤气 流 分布 。 实  

通 过 图 4可 以看 出 : 阵 C 71 ̄; 料  矩 85 9 的 ……-。 6( 8

面 平 台窄 且 靠 近炉 墙 边缘 , 中心 类 似 漏 斗 的 
无矿 区大 , 而矩 阵 C 2: 2 的平 台宽且 稍微  ;! l l O;;

远离 炉墙 , 中心类 似漏 斗 的无 矿 区相对 较 小 。   使 用 矩 阵 C O滋时 ,  器 正是 由 于 中心 过 分 敞 

由于 两股 煤 气 流 分 布合 理 , 炉 能够 稳 定 顺  高 行, 各种 指标 及参 数控 制在 比较理想 的 范 围 ,   既 有利 于高 炉顺行 、 高产 , 又能 取得 较好 的技 
术 经济 指标 , 表 2  见 。

开 , 时边缘 又受 到抑 制 , 成 中心 和边缘 煤  同 造
气 流 的严重不 平衡 , 中心煤气 流 过旺 而崩 料 。  

而矩 阵 C 24 71 够 克 服 矩 阵 C 71 8 74 6 22 3 能 61 2 2 5 u3 5 8s …… 器 6 09 的 

不 足 , 中心 和边 缘 煤气 流 得到 比较 合 理 的  使 分 布 , 成稳 定 而 又 比较 合 理 的 两股 煤 气 流  形
分布。   3 2 将 角位 布料 改为 角度希料 , . 完善 和发 展  角位 布料  ,  

通 过 以 上 的探 索 与实 践 , 我们 认 识 到 选 
择 合适 的布 料角 位十分 重要 , 而到 2 0 然 0 0年 

后期 , 由于 内衬 的不断 脱落 , 高炉 实 际有效 容 
积变 大 , 缘煤 气流逐 步 发展 , 过 增加边 缘  边 通
m  

角位 的矿石 环 数或减 少边 缘焦 炭 的环数 已不 
能满 足 高 炉调 节 的需 要 , 为此 我 们将 布 料 角  图 5 矿石g点离炉喉钢砖的距离 -  
表 2 使用 7 、 半 、 号 7号 8号 角位 各 种 指 标及 参 数 对 比 

为 了能够 使 炉 料布 向任 意 位置 , 们 将  我 角 位 布料 改 为角 度 布 料 , 从而 使 布 料带 的调 
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节 不受 整个 角位 的 限制 。这种 调节 方式 更加 

灵活 方便 , 当边 缘煤 气流 发展 时 , 就将 布 料带 

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向边 缘 推 移一 定 的 距 离 ; 当边 缘 煤 气 流 不 足  时 , 将布 料带 向中心推 移一 定 的距 离 。 此  则 除

号 角 位布料 带 上 。以上 是在 生产 过程 中通 过 

料 层 厚 度 估 算 出 的矿 石 滚 动 量 , 以上 计 算  把
结 果 与开 炉前 的料 面测 定 的料层 厚 度分 布进  行 比较 , 出的结 论是 一致 的。 得   研究 炉料 的滚动 和滑 动对 调节 矩 阵具 有  十分 重 要 的指导 意义 。根 据 以上 对矿 石滚 动  量 的计 算 和几 年的 布料 实践 , 出 以下 结论 : 得   ( )布 料角 位不 能 太少 。例 如 2号 高 炉  1

之外 , 可 通 过 角 度 变化 来 扩 宽 和压 缩 布 料  还
带, 能够 根 据需 要 选择 任 意 布料 带 。从 2 0   00

年下 半 年开始 , 用这 种调 节方 法 较多 , 使 效果 
比较 理 想 。这种 灵活 的调 节方 式是 对角 位布  料 的完 善 和发展 。   通 过推 移或 扩展 布料 平 台可 以有 效地 改  善 煤气 流分 布 , 但在 调节 布料 矩 阵时 , 不能 孤 

使用过 的 O 0 6 0 6  、 …和 7这些布矿矩阵都会  7 5 … 5
使 大 量 的 矿 石滚 动 , 践 也证 明 了这 种 矩 阵  实
确实 不理 想 。  

立 地 凭 借 某 些 个 别 现 象 来 判 断 煤 气 流 的 强 
弱 , 须 全面分 析 煤气 流 的分布状 况 , 必 对症 下  药, 才能 取得 理想 的调 节效 果 。否则 , 只能适 
得其 反 。   .     . 3 3 布 料 矩 阵的环数 调 节  .

( )在 决 定 合 适 的 布 料 角 位 后 , 1个  2 某 或 2 角位 所 占的 环数 比率 不 能 太大 ( 个 中心  和最 边 缘 的 焦 炭 除 外 ) 例 如 , 石 矩 阵  。 矿
086 其 7, {


布 料 矩 阵 的环 数 调 节 , 表 面 上 看 是很  从 简单 的事 , 但在调 节 的时候 , 如果不 遵 循一定  的规律 , 会事 与愿 违 、 得 其反 。 如 , 9 9 就 适 例 1 9 

中 7号 角 位 所 布 的 环 数 比 率 达 到 

5  以 上 , 此 类 似 的 矩 阵 Oi 、   都 是  5 与   Oi
在 一 个 角 位上 布 很 大 比率 矿 石 , 样 必 然会  这 在 此形 成堆 尖 , 并发 生大 量 的滚动 , 以形 成  难 布 料平 台 , 从而 形成 不太 理想 的料 层结 构 。 在  生产过 程 中往往 是 炉况 不好 , 风量 偏 少时 , 想 

年初 , 2号 高 炉 为 疏 松 两 股 煤气 流 将 矩 阵 作 
了 如 下 变 化 : …4 7: C 24 7  C C 6: 6  22 3 7。 5 5 0… 74 6 61 i   5 2 O2

Oi 。这种 矩 阵 变化 是 将边 缘 和 中心 的矿 石  : ; 环 数 减 少 , 表 面 上 看 , 以疏 松 两 股 煤 气  从 可 流 , 结 果煤 气 流 不稳 , 均 风量 相 反 减 少 。 但 平  

用 减 少 中心 和 边 缘 矿 石 量 来 疏 松 两 股 煤 气  流, 多次 实践证 明这样调 节并 不 能改 善炉 况 。  
如 果充 分 考 虑 到矿 石 的滚 动 , 不会 使 用 这  就

下 面通 过对 布料 后炉 料 的滚动 情况 来分 析布 
料 矩 阵的环 数变 化应 当遵 循 的规律 。 目前我  们 一 般 采用 4个 或 5 角位 布 矿 , 焦 炭一  个 布 般采 用 与矿 石相 对 应 的几 个 角 位 , 外 再 加  另 中心 加焦 。炉 料在 布下后 , 有 大量 的滚动 , 会  

样 的矩 阵 , 走弯 路 。 疏 松两 股煤 气流 时 只  少 要
能 适 当 的诃 节 矿 石 的环 数 , 般 通 过增 加 中  一

心 和边 缘 的焦炭 环数 来疏 松两 股煤 气流 。  
4 结语 

特别 是矿 石 , 只有一 半左 右落 在 布料带 上 。 例 
如, 在使 用 矩 阵 C   O涩i , 矿 批 2   , 2 时 设 8t 焦 

从 19 9 9年 到 2 0 0 2年 4月 , 我们 一 直 在 

进 行布 料矩 阵探 索 , 实践 表 明 , 使用 效 果较好 
的矿 石 矩 阵有 0…:0…:0—:08 5 8; 7 、 7 、 7 、 …  0… 、 6 5 6 5 6 5 74 7   6、 6
0 8iO2: 7 、 85 6 3: 7 。通 过对 布料 矩 阵 的不 断 优化 6 2


批 6 5t 焦 丁 0 5t 则 矿 石 体 积 为 1  , . , .  , 7m。  
而 焦炭体 积 为 1  , 炭有 3   布 在 中心 , 3m。焦 O   7   ( 9 1m。的焦 炭 布 在 8 O 约 .  ) ~5角 位 的布  料 带上 , 因此在 中心 以外 的区域 , 石层 将近  矿 比焦炭 层厚 1 , 滚 动量大 。 倍 其 在使 用布 料矩 

, 取 

得 了较 好 的技 术 经 济 指 标 , 与 国 内外 先 进  但
水平 相 比还 有 不小 的差 距 , 须进 一 步 掌 握  必 和完 善布 料矩 阵 的调节 方法 。   ( 责任编 辑
联系人 : 尹 腾 工程师

阵 C O强i , 过计 算 , 出在 布 完 矿 石  搦  时 通 得 后 , 有 4 %的矿 石 落 在 8 5号 角 位 的 布  只 7 —
料 带 上 ,3 5 %的矿 石在 布 下 后’ 动 到 其 他 角  滚 位上 。 目前 利用 矩阵 C 搿 O :布矿 的角 位  澎i,

胡 慧丽 )  

电 话 :2 — 88 9 7  0 7 6 90 1

(3 0 0 湖 北 省 武 汉 市武 汉 钢 铁 集 团公 司 炼铁 厂  408)
收 稿 日期 :0 3 0 — 2  20— 1 0

用 到 5个 , 然 只有 5   左 右 的 落 在 8 4 仍 5 ~  
,1 ? 5  


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