摘　要:通過建立高爐送風(fēng)系統(tǒng)模型,模擬了風(fēng)口尺寸對風(fēng)口速度、流量和鼓風(fēng)動能的影響,糾正了高爐操作認識上的一些錯誤。研究表明,縮小少數(shù)幾個風(fēng)口面積會減小鼓風(fēng)動能,但卻增大了其它風(fēng)口的鼓風(fēng)動能;只有減小多個風(fēng)口的面積,才會增大所有風(fēng)口的鼓風(fēng)動能。減小少數(shù)幾個風(fēng)口的操作之所以能抑止邊緣氣流是其風(fēng)量明顯減少所致。

關(guān)鍵詞:高爐;風(fēng)口;風(fēng)量;面積調(diào)節(jié)

  1.概述

      調(diào)節(jié)風(fēng)口面積是高爐下部調(diào)劑的重要手段。當(dāng)出現(xiàn)中心過吹、邊緣煤氣流過弱,或在中心煤氣流太弱、邊緣過于發(fā)展時均要調(diào)節(jié)風(fēng)口面積。通常,高爐操作者認為總送風(fēng)量不變時縮小風(fēng)口面積會增大風(fēng)口速度,相應(yīng)增加鼓風(fēng)動能,有利于發(fā)展中心氣流;而增大風(fēng)口面積則減小風(fēng)口速度,即降低鼓風(fēng)動能,這有利于發(fā)展邊緣氣流。但上述結(jié)論是在假設(shè)各風(fēng)口流量不變時所得。

      事實上,高爐下部調(diào)劑通常只改變少數(shù)幾個風(fēng)口的面積,但高爐送風(fēng)系統(tǒng)是個連通器,熱風(fēng)流量會根據(jù)風(fēng)口面積進行重新分配,面積小的風(fēng)口則流量小,面積大的風(fēng)口則流量大,總之,各風(fēng)口的流量不再均勻。一方面鼓風(fēng)動能與風(fēng)口速度及風(fēng)量有關(guān),另一方面抑止還是發(fā)展中心或邊緣煤氣流,不僅與鼓風(fēng)動能大小(表征鼓風(fēng)向爐缸中心穿透的能力)有關(guān),還與風(fēng)口風(fēng)量(決定爐缸煤氣量的多少)相關(guān),這樣上述結(jié)論可能會發(fā)生改變,因此有必要定量研究風(fēng)口面積與鼓風(fēng)參數(shù)間的關(guān)系。

2 如何確定風(fēng)口參數(shù)

      風(fēng)口參數(shù)主要包括風(fēng)口數(shù)量、高度、直徑、角度和長度等數(shù)據(jù)，風(fēng)口參數(shù)對其本身壽命及煉鐵高爐生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)有重要影響，是高爐下部調(diào)劑的重要手段之一。

（1）風(fēng)口數(shù)量

       高爐風(fēng)口數(shù)目是高爐工藝設(shè)計的重要參數(shù)之一，主要取決于爐缸直徑大小和鼓風(fēng)機能力，高爐風(fēng)口數(shù)目增多目前是一種趨勢，增加風(fēng)口數(shù)目有利于高爐的強化冶煉。風(fēng)口數(shù)目在滿足煉鐵工藝要求的同時，還應(yīng)符合風(fēng)口的安裝尺寸和結(jié)構(gòu)要求。要求風(fēng)口弧長間距在1200 mm-1400mm。國外一般采用如下公式：

f=πd/(1~1.2)或f=3d

      風(fēng)口數(shù)目一般為雙數(shù)。高爐風(fēng)口數(shù)目的合理設(shè)計與高爐操作、技術(shù)指標(biāo)有很大關(guān)系。風(fēng)口數(shù)目增多，風(fēng)口弧長間距就小，高爐圓周進風(fēng)相對均勻，可改善煤氣流、溫度分布，減少風(fēng)口之間的“死料區(qū)”，爐缸燃燒均勻，可活躍爐缸，利于爐況順行，有節(jié)焦、增產(chǎn)等作用，更有利于節(jié)能減排。中小高爐其效果十分明顯，大高爐次之。

      通過某 140 m3級高爐工業(yè)試驗，風(fēng)口由 8 個改為 10 個，和同等條件高爐相比，可提高日產(chǎn)量 80 t～ 100 t，降低焦比 10 ～ 15 kg / t． Fe。高爐爐缸8 個風(fēng)口時，風(fēng)口中心線水平間夾角為 45°，高爐改為 10個風(fēng)口時風(fēng)口中心線水平夾角為 36°，兩者相差 9°，也就是說 8 個風(fēng)口時，相當(dāng)于高爐爐缸內(nèi)圓周72°( 9° × 8) 范圍內(nèi)“無風(fēng)口”，極大影響了爐缸的工作制度，對高爐技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)影響較大。

      風(fēng)口數(shù)目的增加，必須與風(fēng)量、風(fēng)壓及風(fēng)口直徑等參數(shù)緊密配合，才能體現(xiàn)出增加風(fēng)口數(shù)目的意義所在，否則，也會帶來負面影響，達不到預(yù)期效果，反而影響高爐的強化冶煉。

(2) 風(fēng)口高度和風(fēng)口角度

       鐵口中心線至風(fēng)口中心線的垂直高度距離稱為風(fēng)口高度( Hf) 。通過對高爐風(fēng)口高度數(shù)據(jù)的數(shù)理統(tǒng)計、實踐，通過控制適當(dāng)?shù)母邚奖?，趨于矮胖的爐型，使用平風(fēng)口時，風(fēng)口高度與高爐有效高度的比值約為 1/8．76。這一數(shù)據(jù)對中小高爐風(fēng)口高度設(shè)計有一定的指導(dǎo)意義，而且通過實踐，取得了比較好的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。但此值有待在大高爐上實踐、驗證。

        高爐是非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，風(fēng)口高度的大小與高爐內(nèi)直接還原、間接還原的程度，以及高爐爐內(nèi)直接還原區(qū)、間接還原區(qū)大小有很大關(guān)系，似是一個“分界線”，對爐內(nèi)燃料的熱能和化學(xué)能利用有影響。此值不合理，高爐不會有好的生產(chǎn)指標(biāo)，易引起爐內(nèi)事故，爐況不順，焦比升高，不利于節(jié)能降耗。同時也應(yīng)認識到大中小高爐的風(fēng)口高度在高爐內(nèi)的“適應(yīng)性”是有區(qū)別的。

      實踐表明，小高爐的爐缸直徑小，風(fēng)口相對也少，風(fēng)口高度對高爐爐況的影響十分明顯，只要相差正負 75 mm，就對生產(chǎn)影響極大。大高爐，特別是特大型高爐，風(fēng)口數(shù)目多，距高爐中心相對遠，風(fēng)口燃燒的放射性鼓風(fēng)作用等引起的風(fēng)口高度“適應(yīng)性”相對小高爐要強，也就是說特大型高爐的風(fēng)口高度調(diào)整余地大，對高爐生產(chǎn)影響相對小，這也是大型高爐目前的風(fēng)口高度差別大，也能適應(yīng)高爐生產(chǎn)變化的一個重要原因。但是，大高爐、特大型高爐也應(yīng)該有個最佳值，對生產(chǎn)才最有利。

      風(fēng)口角度是指風(fēng)口中心線向下傾斜的角度，是調(diào)節(jié)高爐生產(chǎn)的手段之一。只要有角度，鼓風(fēng)動能利用相對就差，直觀分析就是三角形直角邊與斜邊的關(guān)系。風(fēng)口有角度，風(fēng)口距離高爐中心就遠，不利于吹透中心。

風(fēng)口高度與風(fēng)口角度有相輔相成的關(guān)系，兩者應(yīng)緊密配合，高爐生產(chǎn)才會有好的技術(shù)指標(biāo)。一般建議選零度平風(fēng)口，不要有角度。筆者認為，不研究風(fēng)口高度而研究風(fēng)口角度意義不大。

(3) 風(fēng)口直徑和長度

        風(fēng)口直徑一般是指風(fēng)口小套的內(nèi)直徑，表示高爐鼓風(fēng)進入高爐時進風(fēng)面積的大小。風(fēng)口直徑由風(fēng)口的出口風(fēng)速確定，一般風(fēng)口的出口標(biāo)態(tài)風(fēng)速在100 m / s以上，巨型高爐有的高達 200 m/s。風(fēng)口直徑的計算有一些參考公式，主要是要保證風(fēng)口的鼓風(fēng)動能，可以作為一個重要的參考數(shù)據(jù)。推薦的風(fēng)口面積計算公式為

      當(dāng)噴吹燃料時，V混( 換成 m3/ min) 代替 Vb，用t混代替 t 即可。

        風(fēng)口直徑的計算涉及變量參數(shù)比較多，特別是有的參數(shù)是瞬間變化的，要取值計算準(zhǔn)確比較難。每座高爐有其各自的生產(chǎn)特點和規(guī)律，也是隨時在變化的，而不是一個固定的值。計算值只是一個相對參考值，必須通過生產(chǎn)實踐使用檢驗，應(yīng)該以滿足高爐生產(chǎn)操作工藝要求、爐況順行、效益最大為原則。

風(fēng)口長度有兩個概念，一是風(fēng)口小套的加工成品長度，二是風(fēng)口小套伸入爐缸內(nèi)的長度。風(fēng)口小套深入爐內(nèi)長度是影響風(fēng)口回旋區(qū)長度及爐缸活躍性的關(guān)鍵。

3.物理和數(shù)學(xué)模型

3.1　物理模型

　　爐容為1200 m3的高爐送風(fēng)系統(tǒng)模型見圖1。假設(shè)模型完全對稱,則當(dāng)熱風(fēng)從總管進入圍管后即分成兩股對稱流,且分別沿圍管圓周運動半周后相遇。在這一過程中,熱風(fēng)逐一通過支管進入18個風(fēng)口,再進入爐缸上部。模型中假設(shè)爐缸上部水平面上壓力恒定,可把熱風(fēng)圍管看作一熱風(fēng)分配器,把一股大流分成多股小流后分別進入大容器。由于該送風(fēng)模型具有對稱性,故取一半作為研究對象。為方便敘述,給各個風(fēng)口編號,離圍管入口最近處的風(fēng)口為1號,對面風(fēng)口為9號,依次編號,與之相對稱的風(fēng)口分別編為1號、2號、… 9號。模型尺寸和重要參數(shù)為:高爐容積1200 m3,爐缸 8 m,熱風(fēng)主管和圍管內(nèi)徑 1. 5 m,風(fēng)口直徑可選用 120, 140, 160mm;風(fēng)口18個,送風(fēng)量2350 m3/min,熱風(fēng)1200℃ ,送風(fēng)壓力約300 kPa。

3.2　數(shù)學(xué)模型

　  以熱風(fēng)圍管圓環(huán)中心為坐標(biāo)原點、熱風(fēng)主管軸線為x軸,爐缸軸線為z軸建立直角坐標(biāo)系。由于熱風(fēng)主管、圍管直至支管的絕熱效果較好,使得熱風(fēng)在流動過程中溫度基本不變,且模型中熱風(fēng)進出口壓力變化較小,故可把熱風(fēng)看作不可壓縮流體。這樣,熱風(fēng)在高爐送風(fēng)系統(tǒng)中的流動可看作是不可壓縮流體的穩(wěn)態(tài)等溫湍流流動。采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε雙方程模型來計算流場?；痉匠贪ㄟB續(xù)性方程、動量方程、k-ε雙方程等[2];模型邊界條件為:①根據(jù)熱風(fēng)總流量和尺寸求得熱風(fēng)總管入口給定速度為30 m/s,模型中爐缸上部出口給定壓力300 kPa;②對稱面上滿足法向物理量梯度為零;③管道壁面采用無滑移邊界條件,壁面附近流動計算采用標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù);④在1200℃、300 kPa狀態(tài)下氣體的密度根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程求得。

4.計算結(jié)果與討論

　　為比較風(fēng)口面積對風(fēng)口速度、風(fēng)量和鼓風(fēng)動能的影響,保持總送風(fēng)量不變,采取了2種情況進行比較:一是采取只改變5號風(fēng)口直徑(根據(jù)對稱性,5'號風(fēng)口直徑也改變),即減小到 120 mm或增大到160 mm;二是改變2號、4號、6號和8號多個風(fēng)口直徑(2'號、4'號、6'號和8'號風(fēng)口直徑也相應(yīng)改變),可選風(fēng)口直徑同前,且2種狀況均與所有 140 mm的風(fēng)口基準(zhǔn)情況作比較。

4.1　風(fēng)口面積對風(fēng)口速度的影響

　　根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果,圖2給出了5號風(fēng)口分別取 120(變小), 140(不變), 160 mm(變大),而其它風(fēng)口均為 140 mm,各風(fēng)口速度分布圖。圖3給出了2號、4號、6號和8號風(fēng)口分別取 120(變小),140(不變), 160 mm(變大),而其它風(fēng)口均為140mm,各風(fēng)口速度分布圖。根據(jù)對稱性只給出1～ 9號風(fēng)口的速度。由圖可見,每種情況的各風(fēng)口速度基本相同,偏差很小?？s小一個或多個風(fēng)口的面積,各風(fēng)口速度均增大到相同值;反之,增大一個或多個風(fēng)口的面積,各風(fēng)口速度均減小到相同值。因此,每種情況各風(fēng)口的速度值與單個風(fēng)口面積無關(guān),各風(fēng)口的速度近似等于總風(fēng)量除以風(fēng)口總面積。

       上述現(xiàn)象可解釋為:假設(shè)爐缸上部出口壓力均勻,則各風(fēng)口的靜壓均相同,即使改變風(fēng)口尺寸,靜壓或都變大或都變小,各風(fēng)口的靜壓仍相同。上述3種情況的風(fēng)口靜壓平均值見表1,可見在各種情況下9個風(fēng)口靜壓值幾乎相同。而熱風(fēng)從圍管到支管的流動可近似看作等溫定常流動,氣體粘度很小,忽略流動的機械能耗損,因此可應(yīng)用流體伯努利方程,即:

式中　v———速度,m/s;

　　　p———靜壓,Pa;

　　　ρ———密度,kg/m3;

　　　g———重力加速度,m/s2;

　　　z———相對于零勢能面的高度,m;

　const———常數(shù),J/kg。

　　伯努利方程說明單位質(zhì)量的熱風(fēng)在進出口的總機械能保持不變。由于各風(fēng)口的熱風(fēng)都是從同一總管流入,即總能量均相同且在風(fēng)口處位能和靜壓都相同,因此各風(fēng)口的速度也必然都相同,改變風(fēng)口尺寸不會使各風(fēng)口的速度產(chǎn)生差異。

4.2　風(fēng)口面積對風(fēng)量的影響

　　由上述分析可知,改變風(fēng)口尺寸不會使各風(fēng)口的速度產(chǎn)生差異,在各風(fēng)口面積不同時其風(fēng)量將不再相同。改變5號風(fēng)口直徑時各風(fēng)口的風(fēng)量見圖4。當(dāng)5號風(fēng)口由 140 mm減小到 120 mm時則風(fēng)量減小,而其它風(fēng)口風(fēng)量增大;反之,當(dāng)5號風(fēng)口由 140 mm增大到 160 mm時則風(fēng)量增大,而其它風(fēng)口風(fēng)量減小。圖5示出多個風(fēng)口面積改變后的各風(fēng)口風(fēng)量,其結(jié)論同于改變單個風(fēng)口面積的情況。進一步分析可知風(fēng)口風(fēng)量與風(fēng)口面積成正比,即:

式中　Vb———總送風(fēng)量,m3/min;

　　　Vi———第i個風(fēng)口風(fēng)量,m3/min;

　　　Si———第i個風(fēng)口面積,m2。

　　可見,調(diào)整風(fēng)口直徑是對風(fēng)口流量的重新分配,而不是對速度的重新分配。

4.3　風(fēng)口面積對鼓風(fēng)動能的影響

　　在認識上述規(guī)律的基礎(chǔ)上,討論改動風(fēng)口尺寸對鼓風(fēng)動能的影響。鼓風(fēng)動能用來表征鼓風(fēng)克服風(fēng)口區(qū)各種阻力向爐缸中心穿透的能力,對煤氣量徑向分布特點有影響。鼓風(fēng)動能越大則煤氣流越易向中心發(fā)展;反之,鼓風(fēng)動能越小,煤氣流越易向邊緣發(fā)展。圖6示出5號風(fēng)口分別為 120、 140、 160mm,其余為 140 mm,各風(fēng)口的鼓風(fēng)動能。由圖中可知,總風(fēng)量不變,縮小1個或少數(shù)幾個風(fēng)口面積會使其鼓風(fēng)動能減小,而其它風(fēng)口的鼓風(fēng)動能增加;反之,面積增大的風(fēng)口則其鼓風(fēng)動能增加,其它的減小。其原因是縮小1個或少數(shù)幾個風(fēng)口的截面積,所有風(fēng)口的速度都增大,但縮小了面積的風(fēng)口則質(zhì)量流量也減小,當(dāng)后者減小更多時鼓風(fēng)動能就變小。

       當(dāng)多個風(fēng)口尺寸變化時上述結(jié)論將發(fā)生變化。圖7示出2號、4號、6號和8號風(fēng)口分別為 120、 140、 160 mm,其余仍為 140 mm時,各風(fēng)口的鼓風(fēng)動能。與圖6對比可知,尺寸變小了的風(fēng)口,其鼓風(fēng)動能比原來的都要大;而尺寸變大了的風(fēng)口,其鼓風(fēng)動能比原來的都要小。這是因為:

式中　Ei———第i個風(fēng)口的鼓風(fēng)動能;

　　　mb———總鼓風(fēng)流量,kg/s。

　　即當(dāng)風(fēng)口總截面積的三次方的變化量超過單個風(fēng)口的變化量時,該風(fēng)口的鼓風(fēng)動能就會增加。當(dāng)多個風(fēng)口面積縮小時,面積不變的風(fēng)口鼓風(fēng)動能比面積改變了的風(fēng)口則增加更多;反之,當(dāng)多個風(fēng)口面積增大時,面積不變的風(fēng)口鼓風(fēng)動能比改變了的減少更多。即調(diào)整風(fēng)口面積,不僅會使面積變化了的風(fēng)口鼓風(fēng)參數(shù)發(fā)生改變,且面積不變的風(fēng)口鼓風(fēng)參數(shù)也會變化,且改變得更多。這在實際操作中是不希望發(fā)生的,因此各風(fēng)口的面積應(yīng)盡量保持相同,面積變化不能過多。另外,從上式明顯看出每個風(fēng)口的鼓風(fēng)動能正比于風(fēng)口面積。

　　此外,各風(fēng)口總鼓風(fēng)動能或者平均鼓風(fēng)動能的變化具有如下規(guī)律:縮小風(fēng)口面積則總鼓風(fēng)動能增加,增大風(fēng)口面積則總鼓風(fēng)動能減小。圖5所示3種情況的平均鼓風(fēng)動能分別為55.04、51.88、48. 5 kJ/s,而風(fēng)口總截面積分別為0.2688,0.2769,0. 2864 m2,進一步研究可得平均鼓風(fēng)動能反比于總鼓風(fēng)面積的平方。這是因為各個風(fēng)口的速度相同,有:

式中　mi———第i個風(fēng)口的流量,kg/s。

　　可得出結(jié)論,當(dāng)熱風(fēng)總流量不變時改變風(fēng)口尺

寸會改變總鼓風(fēng)動能,且總鼓風(fēng)動能根據(jù)各風(fēng)口面

積的大小重新分配。

4.4　風(fēng)口面積調(diào)節(jié)方法的應(yīng)用

　　當(dāng)爐缸工作不均勻時,如出現(xiàn)部分風(fēng)口邊緣氣流過于發(fā)展、部分風(fēng)口回旋區(qū)太大和中心過吹等情況,則需調(diào)節(jié)風(fēng)口尺寸。如某高爐少數(shù)幾個風(fēng)口上部冷卻壁和下部爐缸熱電偶數(shù)據(jù)顯示溫度較高,波動較大,說明該風(fēng)口邊緣煤氣過于發(fā)展,通常是采取縮小這些風(fēng)口面積的方法。傳統(tǒng)觀念認為,縮小風(fēng)口面積,風(fēng)口速度增加,鼓風(fēng)動能相應(yīng)增加,煤氣流易向中心發(fā)展,邊緣則相對減弱。從前面討論可知這種認識并不正確。高爐利用系數(shù)不變時則其送風(fēng)量不變,此時縮小一兩個風(fēng)口的面積,盡管各風(fēng)口速度會略微增加,但這些風(fēng)口的風(fēng)量會明顯減少,因此亦會降低鼓風(fēng)動能?？s小風(fēng)口之所以能抑制邊緣氣流,是減少風(fēng)量導(dǎo)致回旋區(qū)產(chǎn)生煤氣量明顯減少而使邊緣煤氣流減弱所致。

　　圖8是根據(jù)風(fēng)口前碳素燃燒反應(yīng)計算的煤氣量,設(shè)鼓風(fēng)濕度1.7%,富氧率2%。計算中只改變5號風(fēng)口直徑(5'號風(fēng)口也相應(yīng)改變),其它風(fēng)口保持 140 mm。圖中橫坐標(biāo)為5號風(fēng)口直徑,左側(cè)縱坐標(biāo)為煤氣量,右側(cè)縱坐標(biāo)為相對于所有風(fēng)口均為 140 mm這種基準(zhǔn)情況5號風(fēng)口煤氣量增加的百分比。當(dāng)5號風(fēng)口由 140 mm減小到 120 mm時,風(fēng)口煤氣量由160. 7 m3/min減少到120. 6 m3/min,減少了24. 3%,可見這種變化相當(dāng)明顯。如減小多個風(fēng)口的面積則其風(fēng)量仍減少(減少量比縮小一兩個風(fēng)口的情況要小),但鼓風(fēng)動能卻增加,這有利于抑止邊緣氣流。

　　因此,縮小風(fēng)口面積,不論是一個或多個,都有利于抑止這些風(fēng)口附近邊緣氣流的發(fā)展,同時使其它風(fēng)口的邊緣和中心氣流均有所增加。反之,增大一個或多個風(fēng)口的面積,有利于促進這些風(fēng)口附近邊緣氣流的發(fā)展,同時減弱了其它風(fēng)口的邊緣和中

心氣流。

5 高爐風(fēng)口調(diào)整方法及實踐

5.1 擴大風(fēng)口面積實踐

      實際應(yīng)用高爐爐容450m3，高爐操作參數(shù)如下表：

高爐風(fēng)口參數(shù)如下：

       擴風(fēng)口后指標(biāo)情況明顯好轉(zhuǎn)，擴大風(fēng)口前后風(fēng)量增加5.8%，冶煉強度提高了5.7%，產(chǎn)量增加了6.67%，如下所示：

       高爐擴風(fēng)口面積有個前提，即高爐順行、料柱透氣性良好，如果料柱透氣性不好，壓差很高，通過擴大風(fēng)口直徑來增加風(fēng)量，很難得到預(yù)計的效果。

5.2 鼓風(fēng)動能的確定

      通常認為，風(fēng)口回旋區(qū)前端面積與爐缸面積比值為0.5左右時，高爐初始煤氣所圍成的環(huán)形區(qū)域流分布較為合理，煤氣利用率較高。由此確定合理的風(fēng)口回旋區(qū)深度，進而計算風(fēng)口鼓風(fēng)動能等。

合理的初始煤氣流分布是高爐穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)，有利于提高高爐的煤氣利用率和爐缸活躍程度。高爐煤氣流的初始分布主要取決于鼓風(fēng)動能，鞍鋼本部2號3200m3的大型高爐爐缸直徑為12.4m，不易吹透中心，所以要保證足夠的鼓風(fēng)動能，以確保爐缸的活性狀態(tài)。

每一座高爐都有一個適宜的風(fēng)口回旋區(qū)長度范圍，即有一個適宜的鼓風(fēng)動能大小范圍。鼓風(fēng)動能過大，則中心氣流過于旺盛，容易造成邊沿堆積；鼓風(fēng)動能過小，則邊沿氣流過于旺盛，容易造成中心堆積，爐缸不活躍。

鼓風(fēng)動能與風(fēng)口面積呈反比關(guān)系，即風(fēng)口面積越小，鼓風(fēng)動能越大。風(fēng)口面積應(yīng)與富氧、風(fēng)溫、頂壓、原燃料條件、風(fēng)量和爐型等冶煉條件相匹配。從2015年的0.45㎡縮小到0.40㎡，通過縮小風(fēng)口面積，在一定程度上增加了鼓風(fēng)動能。鼓風(fēng)動能控制在110-130kJ／ｓ，取得了較好的實際效果，爐缸活躍、風(fēng)口明亮、風(fēng)口破損情況改善、燃料比也長期處于歷史較優(yōu)水平。

原燃料條件越好，高爐所要求的鼓風(fēng)動能越大。

5.3 增加風(fēng)口長度對于高爐爐缸活躍性和減輕高爐侵蝕的影響

     新疆八鋼 A 高爐（2500m3）于 2008 年 2 月 28日投產(chǎn)。高爐設(shè)計有效容積 2500m3，本體設(shè)計壽命大于 15 年，熱風(fēng)爐一代壽命大于 30 年。高爐高徑比Hu/D=2.3175，設(shè) 30 個風(fēng)口。

       通過增加風(fēng)口長度 60mm，以增加煤氣流的中心穿透能力；調(diào)整適宜的爐前和溝班的作業(yè)參數(shù)，以減少出渣鐵對高爐的影響；保持適宜的鐵水溫度1505±5℃，保持爐缸的透氣和透液的熱量需求；終渣二元堿度 R2= 1.10～1.17，以維持渣的穿透能力；布料操作適當(dāng)開放中心氣流，以維持邊緣和中心兩股氣流的穩(wěn)定；增加軟水泵房的制冷器，使?fàn)t體冷卻的軟水進水溫度穩(wěn)定到33±1℃；高爐的順行得到了改善。

       風(fēng)口長度的增加，回旋區(qū)的位置偏離爐墻，爐腹銅冷卻壁溫度下降，減少了爐缸后期爐墻的侵蝕和爐腹銅冷卻壁下沿的磨損。

5.4 調(diào)整風(fēng)口參數(shù)減少風(fēng)口損壞數(shù)量

        包鋼 6#高爐于 2006 年 12 月12 日開爐，有效容積 2 500 m3，30 個風(fēng)口，6—10 段采用銅冷卻壁薄爐襯。從開爐投產(chǎn)到2013年12月壽命超過6年，風(fēng)口破損嚴重，風(fēng)口平均使用壽命只有165 天，遠遠低于全廠風(fēng)口使用壽命 247天的平均水平。其中長度 600 mm 風(fēng)口壽命 173 天，長度550 mm風(fēng)口壽命114 天。

        風(fēng)口破損和高爐操作密切相關(guān)，只有改變了原燃料質(zhì)量，高爐才可能采取最合理的操作制度，加強操作，防止?fàn)t況失常，延長高爐順行周期，則從根本上消除風(fēng)口破損的原因；提高風(fēng)口冷卻水的水質(zhì)、壓力、流速，達到強化冷卻的目的，為減少風(fēng)口破損創(chuàng)造條件。確定風(fēng)口最佳參數(shù)，控制合理煤氣流分布，是延長風(fēng)口使用壽命的關(guān)鍵。

通過調(diào)整風(fēng)口長度及進風(fēng)面積，處理上翹風(fēng)口二套，穩(wěn)定爐況順行等措施，延長風(fēng)口的使用壽命。

5.5 如何確定高爐合理的鼓風(fēng)速度？

高爐爐容與風(fēng)速的關(guān)系

       表實測不同爐缸直徑的風(fēng)口回旋區(qū)長度

       萊鋼銀山型鋼煉鐵廠3200m3高爐開爐后，對布料制度進行了調(diào)整，燃料比降低。2011年6月以來，因提升產(chǎn)能的需要，高爐擴大了進風(fēng)面積，由0.4072㎡擴大至0.4278㎡。風(fēng)口面積擴大，風(fēng)速降低，爐況出現(xiàn)波動，焦比由340-345kg/t，水平上升至355-360kg/t，煤氣利用率下降，爐缸長期處于不夠活躍的狀態(tài)，風(fēng)口大量燒損。2011年10月由于控制產(chǎn)能，對風(fēng)口加襯套和更換小風(fēng)口再次調(diào)整送風(fēng)面積，由0.4278㎡縮小至0.3957㎡，但仍保持了大風(fēng)量作業(yè)，風(fēng)速迅速上升至300m/s左右，如圖５所示?？s小風(fēng)口面積的生產(chǎn)實踐表明，實際風(fēng)速過大，爐缸中心過吹，煤氣利用率顯著下降，燃料比由510kg/t上升至519kg/t。2011年12月至2012年9月間逐漸優(yōu)化送風(fēng)面積，逐步調(diào)整至0.4130㎡，需要控制產(chǎn)能時，風(fēng)口面積調(diào)整為0.4035㎡，風(fēng)速長期穩(wěn)定在280-290m/s，爐缸活躍，爐況穩(wěn)定。具體參數(shù)間下表：

6.總結(jié)

       高爐送風(fēng)制度的調(diào)整對于高爐爐況的穩(wěn)定、經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)的提升、高效冶煉等都具有關(guān)鍵的作用。通過調(diào)整高爐風(fēng)量、風(fēng)口長度、角度和直徑、富氧、噴煤等參數(shù)，能夠起到活躍爐缸、調(diào)整初始煤氣分布等作用。不同容積、不同結(jié)構(gòu)、不同原燃料條件、不同操作傳統(tǒng)的高爐，在送風(fēng)制度方面具有很大的差異。各個高爐在充分利用已有經(jīng)驗和實踐的基礎(chǔ)上，通過科學(xué)合理的采用風(fēng)口微調(diào)的方法，在高爐爐況調(diào)整方面可以做到游刃有余。