關(guān)于軟熔帶對高爐操作的影響探討

鄧宗廳 李婷 管慶肖

摘?要：本文分別就軟熔帶的物理化學(xué)變化、形狀與特點(diǎn)作一分析，探討了對軟熔帶造成影響的主要因素，最后從高爐冶煉、高爐煤氣運(yùn)行量方面，指出了軟熔帶所帶來的影響，望能為此領(lǐng)域研究有所幫助。

關(guān)鍵詞：軟熔帶;高爐;影響

高爐生產(chǎn)過程中，要想使冶煉的質(zhì)量更高，不僅要均勻且穩(wěn)定的降低爐料，而且還需要對煤氣流加以控制，使其合理且均勻分布。當(dāng)爐料于下降狀態(tài)且被加熱時(shí)，便會出現(xiàn)持續(xù)軟化，而伴隨加熱的持續(xù)，渣鐵溫度會隨之而快速升高，直到熔融滴落。于高爐當(dāng)中，爐料自開始軟化至滴落所建立起的區(qū)域，即軟熔帶。在軟熔帶當(dāng)中，會有許多固液反應(yīng)出現(xiàn)，其中對煤氣造成阻力最大的是礦石層，而焦炭分布、總面積直接決定著煤氣流的具體運(yùn)行狀態(tài)。所以，針對軟熔帶所具有的特性而言，會對高爐煤氣流的總體分布產(chǎn)生直接影響，而且還會影響到高爐的順行。本文就此作一探討。

1 軟熔帶的物理化學(xué)變化分析

在軟熔帶內(nèi)，所出現(xiàn)的反應(yīng)情況，主要有兩方面，其一為初渣的形成，其二是礦石的軟化。通過固相反應(yīng)所產(chǎn)生的大量低熔點(diǎn)化合物，經(jīng)持續(xù)性的加熱處理后，便會呈現(xiàn)軟化狀態(tài)，與此同時(shí)，因出現(xiàn)了液相，因而會對焦炭或熔劑與礦石之間的接觸條件加以改善，如果爐料處于升溫狀態(tài)，那么對于液相來講，同樣會隨之而增加，最終會熔融軟化，呈現(xiàn)為流動狀態(tài)。還需要指出的是，無論是初渣形成早、晚，還是在高爐中位置的高、低，均會較大程度影響到高爐順行。因此，對于高爐軟熔帶而言，又被稱之為成渣帶。

2 軟熔帶的外形及基本特點(diǎn)分析

（1）倒V形。顧名思義，軟熔帶的形狀呈倒寫的V形。其基本特點(diǎn)為：邊沿有著較低的溫度，而中心則有著較高的溫度，可更好的實(shí)現(xiàn)煤氣利用，且有利于高爐冶煉期間的諸多反應(yīng)。（2）V形。其主要特點(diǎn)正好相反于倒V形。其中心有著較低的溫度，而邊緣卻較高，存在著不好的煤氣利用，另外，對爐缸的諸多反應(yīng)也會造成不利影響。

3 對軟熔帶造成影響的主要因素

依據(jù)礦石所具有的軟熔特性，以及當(dāng)前圍繞高爐解剖所開展的研究，從中可得知，軟熔帶的形狀適應(yīng)于爐內(nèi)的等溫線，此外，等溫線還適應(yīng)于煤氣當(dāng)中所充斥的CO2分布。在高爐處理時(shí)，針對爐喉煤氣所對應(yīng)的CO2曲線形狀而言，其調(diào)節(jié)多依據(jù)布料制度的改變來實(shí)現(xiàn)。還需要指出的是，軟熔帶的外形多受送風(fēng)制度及受裝料制度的影響，對于前者而言，其屬于下部調(diào)劑，而后者則屬于上部調(diào)劑。如果高爐是正裝比例，通常情況下，均為與倒V形相接近的軟熔帶;此外，針對全倒裝的高爐，或者是多為倒裝的高爐，大多形狀是V形。還需明確的是，如果正、倒裝均占有一定比例，那么針對此類高爐而言，通常與W形軟熔帶相接近。

4 高爐生產(chǎn)中軟熔帶所產(chǎn)生的影響

4.1 對高爐冶煉所產(chǎn)生的影響

針對軟熔帶所具有的形狀而言，其對高爐煤氣中、下部的分布起到?jīng)Q定作用，所以，于特定程度上，軟熔帶對高爐爐內(nèi)溫度場的總體分布起到?jīng)Q定作用，另外，其位置、形狀較大程度影響著高爐冶煉過程，比如煤氣利用、生鐵含硅及礦石的預(yù)還原等。現(xiàn)階段，在業(yè)內(nèi)，將倒V形軟熔帶當(dāng)作最優(yōu)質(zhì)的軟熔帶。

4.2 對高爐煤氣運(yùn)行所產(chǎn)生的影響

基于軟熔帶而言，其中的熔劑、礦石呈現(xiàn)出持續(xù)性的軟化、熔融狀態(tài)，最后造渣，并產(chǎn)生大量的液態(tài)渣鐵;在此期間，僅焦炭仍然處于固體狀態(tài)。所形成的初成渣、中間渣等，會被填充在各個(gè)焦塊間，并且還會持續(xù)性滴落，增加煤氣阻力。當(dāng)軟熔帶依據(jù)焦炭的夾層來透氣時(shí)，其便被稱之為焦窗透氣。所以，要想促進(jìn)焦炭高溫強(qiáng)度的最大程度提升，需要對該區(qū)域所對應(yīng)的料柱透氣性加以改善。針對處于上升狀態(tài)的高爐煤氣，其自滴下帶至軟熔帶，僅借助焦炭夾層，而向塊狀帶持續(xù)性流動。而經(jīng)軟熔帶之后，煤氣的流動方向便會發(fā)生改變，并流向塊狀帶。因此，于軟熔帶當(dāng)中的焦炭夾層數(shù)，以及其總共面積，通常會較大程度影響到煤氣流的阻力。

如果軟熔帶有著相同的形狀，那么若有著比較高的軟熔帶高度，其所含有的焦炭夾也就越多，因此，其斷面積也就越大，可供更多的煤氣通過，因而可以減小煤氣通過阻力;相反，會呈現(xiàn)出較大的阻力。但需要指出的是，如果軟熔帶的高度呈現(xiàn)持續(xù)增大狀態(tài)，那么塊狀帶所對應(yīng)的體積便會隨之減小，也就是礦石所對應(yīng)的間接還原區(qū)會逐漸減小，有著比較差的煤氣利用度。相反，如果軟熔帶的高度呈現(xiàn)持續(xù)下降狀態(tài)，那么煤氣利用率會隨之而提高，焦比會降低。因此，針對那些比較高的軟熔帶來講，其屬于高產(chǎn)型，通常會有比較高的利用系數(shù);而對于那些較低的軟熔帶，其則屬于低焦化型，有著比較低的燃料。如果將軟熔帶的寬度適當(dāng)增加，那么煤氣的壓力也需要隨之而增大，這除了是因?yàn)閴K狀帶所對應(yīng)的體積由于軟熔帶的持續(xù)變寬而隨之縮小之外，還由于囊括在軟熔帶當(dāng)中的焦炭夾層長度增加所引起。如果將軟熔帶的寬度縮小，那么此時(shí)煤氣壓的阻力也會隨之而變小。

5 結(jié)語

綜上，需指出的是，高爐軟熔帶的位置及形狀乃是高爐上、下部調(diào)劑的重要體現(xiàn)，同時(shí)對高爐煤氣流的穩(wěn)定運(yùn)行還起到?jīng)Q定作用，乃是決定高爐能夠高效運(yùn)行以及能夠滿足各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的前提條件。因此，需要注重軟熔帶對高爐操作所產(chǎn)生的影響，將之有效克服掉。

參考文獻(xiàn)：

[1]張強(qiáng)，高斌，丁建坤，等.軟熔帶形狀參數(shù)對高爐下部壓力場的影響[J].鋼鐵研究，2012，40（4）：21-24.

[2]彭興東，金永龍，張軍紅.高爐軟熔帶數(shù)學(xué)模型的研究和應(yīng)用[J].遼寧科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，27（5）：332-334.

[3]經(jīng)文波，唐飛來.高爐軟熔帶數(shù)學(xué)模型研究[J].鋼鐵，2004，39（6）：14-16.