应该说,没有亲身经历或处理过管道行程的高炉操作者,至少还不算是一个成熟的高炉操作者。管道行程是高炉操作过程中处理较难、危害性较大的一类炉况,处理不当,极易引起炉子大凉甚至炉缸冻结,
对于正常生产的高炉,管道行程多与原燃料质量恶化或料制与鼓风严重失调有关,对于复风初期或处理炉况过程中的高炉,管道行程一般与加风不当形成压量关系紧张有关。
中心管道行程通常与塌料(下部塌料)相伴而行,或者说,塌料是中心管道行程的诱因,是导致中心管道行程的罪魁祸手,当然,对于边缘管道或局部气流(或叫小管道)一般不会引起塌料(排除因主动破坏管道而采取相应措施引起的塌料或坐料),中心管道与边缘管道及局部气流其在表现上也各不相同,这与其成因有关,其危害和处理的方法也有一定的差别,本文仅就其成因作一些偿试性的阐述,至于其各自的表现形式和处理方法,相信各位同行师傅们自有自已的成熟经验,这里不再赘述。
塌料(这里通指下部塌料)是回旋区高度突然塌落的结果,回旋区塌落的条件是回旋区在高度上有较大的增长,且在一定条件下使回旋区外壳的透气性大于持续的鼓风量所产生的煤气发生量时,回旋区高度达不到持续鼓风产生的煤气量的支持,才会塌落。当然,回旋区的塌落依据其塌落的诱因不同也可以分为主动式塌落和强迫式塌落。
主动式塌落主要是指因操作者的提前认知而釆取相应的措施后塌落,主要包括
(1)提前控风、减煤、减氧、拉风温等相应能减少煤气量生成的措施,使回旋区在高度方向上逐惭失去持续充足的煤气发生量的支持,满足一定条件后突然或缓慢塌落。
(2)通过调整料制影响煤气流分布或改善原燃料质量,降低炉料的低温粉化率和减少粉沫入炉,改善炉料透气性,降低料柱压差,从而改善回旋区内煤气向回旋区外渗透的能力,使回旋区在高度方向上失去支持而回落。
(3)及时的出渣出铁有利于上部渣铁向下渗透,减少料柱空隙间的渣铁贮存量,从而改善料柱透气性,也是促使回旋区主动塌落的方式之一。
回旋区的主动塌落是一种提前干预式的塌落,因此一般都能平稳过渡不会造成较大的影响,甚至多数时侯不会形成塌料,只在某一时间段料速逐步增快,而后回复平稳。
强迫式塌落或叫被迫式塌落是指一方面上部炉料透气性逐步恶化导致回旋区外围压力增高,回旋区内煤气向外渗透的能力变差,另一方面风口持续的鼓风产生的煤气在回旋区内做回旋运动而不能及时脱离回旋区,从而使回旋区在高度方向上不断增长,随着回旋区高度的不断增长,回旋区内气流从某一局部吹出的可能性或机率也不断增大,对于回旋区外壳来说,我们很难做到使其有均匀的透气性,当某一区域在鼓风压力(加憋压)的作用下出现松动时,煤气流会集中向这一区域运动使其愈来愈松动,同时也使其它区域因煤气通量越来越小而变得越来越致密透气性越来越差,当局部松动达到一定条件或遇某一诱因时(如换炉波动),煤气突然从局部串出,使回旋区快速塌落,塌落的炉料堵塞原有的局部通道,但这一通道相对其它区域仍然是相对疏松的,短时间内气流又会从此处吹出,再塌落或直接吹成管道。这一时期的风压表现也不象其它塌料一样风压降低风量上升。而是塌料前风压不回头或稍有上升,塌料后堵塞气流风压突然直线上升而后逐步下降。所以大凡有经验的操作者都把塌料后风压上升做为判断管道行程的标志特征,遇此炉况应果断釆取措施,以减少或降低损失。
当然,对多数高炉来说,边缘负荷要重于中心负荷,这是发展中心气流的要求,同时其回旋区也是相对靠近中心的,中心料柱相对疏松,因此回旋区很容易从靠近中心的地方吹出,形成的管道气流,都是中心管道。事实上,也只有气流从中心吹出,使中心瞬间失压,才可能导致多个风口同时向中心吹出,使多个风口的回旋区整体塌落,形成塌料,所以上面阐述的煤气流从回旋区局部吹出形成塌料及管道一定是从回旋区靠近中心的部位吹出的,这也是大凡高炉塌料多是中心气流过分发展的原因所在。当然,并不是所有的塌料都一定能形成中心管道气流,应该说具有一定的偶然性或必然性。偶然性是回旋区塌落后料柱的塌落方式或幅度对回旋区各区域透气性的影响和整个料柱各区域透气性的影响,如果塌落后除中心外各区域能保证一定的透气性和煤气通量与鼓风量相适应,煤气不会再集中从中心吹出并能迅速重新建立起合理的回旋区,则不会形成中心管道而只是单纯的塌料现象。必然性是我们无法去定量的描述塌料后回旋区及料柱各区域的透气性,也无法迅速改善炉料质量和料柱透气性,但可以采取一定的措施如减风去改善回旋区的工作特性从而避免形成管道气流,但无论如何其都在一定程度上具备了形成管道的必要条件,有点听天由命的感觉。当然,上面已经提及,塌料后风压直线上升,已足够说明回旋区或料柱除中心外的其它区域的透气性已严重恶化,形成管道是必然的。
另外,有没有回旋区从靠近边缘的地方吹出的可能呢?当然是有的。如果高炉中心负荷较重,透气性较差,回旋区不断长高后达到一定条件可能从靠近边缘的某一处或多处吹出。可以预见的是,气流不可能同时从所有风口的回旋区边缘吹出,而只可能从某个或某几个风口的回旋区边缘吹出,所以不可能使所有回旋区同时塌落而形成塌料。当一个或几个风口的回旋区吹出塌落时,大部分风量从吹出处逸出,形成局部气流,同时也使整体的鼓风压力降低,风量增加,相对其它风口来说,风压降低,进风量也逐步降低,回旋区回落。根据局部气流吹出的大小不同,炉况表现也不同,轻微的炉顶成像及风口可能没反应或反应很小,主要表现为风压低风量大,顶温高,煤气利用差,风量与料速不适应。严重的形成边缘管道,炉温急剧下降,风口极不均匀,料慢压不住顶温等。
可见,管道形成的原因虽然与原燃料恶化有关,但其形成的直接原因仍然是回旋区在高度方向上的过度增长造成的,不独原燃料质量的恶化,所有促使回旋区在高度方向上的不正常增长都可能形成管道行程。比如过大的风量和煤气发生量,造渣制度的波动导致的料柱透气性恶化,热制度超范围波动而又没采取相应措施,设备原因导致的延时出铁、料制与鼓风参数严重失等都有可能使回旋区在高度方向上超范围的增长而最终成为管道行程或其它失常炉况的诱因。
小结:1、形成管道行程的原因很多,但其根本原因是各种原因促使回旋区在高度方向上的过高增长后塌落形成的。
2、中心管道气流多伴随塌料而生,风压波动较大。边缘管道或局部气流轻微时风压低风量大压差低顶温高料速慢,严重时易造成急剧炉凉事故。
3、回旋区波动是形成各类炉况的根本原因所在,寻求迫使回旋区主动塌落或平稳回落的操作措施是减少高炉失常炉况和避免损失的有效方法,也是高炉操作者不断追求总结的高炉操作方法和经验,应给于足够的重视。
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