压力操作知识 高压操作学习课件.ppt
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1、高压操作,xxx,一、高压操作的概述,提高炉顶煤气压力的操作称为高压操作,是相对于常压操作而言的。一般常压高炉炉顶压力(表压)低于30kPa,凡炉顶压力超过此值者,均为高压操作。,二、高压操作的发展过程,早在1871年就为法国冶金学家贝塞麦所提出1915年俄国工程师叶斯曼斯基明确提出,提高炉内煤气压力可加速间接还原,并使高炉截面上的气流分布均匀,有利于冶炼过程1946年克里夫兰提高炉顶煤气压力到70kPa的高压操作试验取得了很好的效果,1950年以后,高压操作技术在世界范围内得到了广泛应用,炉顶压力水平也在逐渐提高。1956年中国在鞍山钢铁公司9号高炉率先采用高压操作 1990年中国高压高炉的
2、生铁产量占全国高炉总产量的60%以上。70年代以来,随着高风温和高炉喷吹燃料技术的发展,高炉焦比大幅度降低,引起高炉料柱结构和炉内流体力学方面一系列变化,更加需要实行高压操作来保证高炉强化和炉况顺行。,三、操作原理,根据流体连续性方程G=w可知,气体的质量流量不变时,气体密度与其流速成反比。提高炉顶压力后,高炉内各部分的压力或炉内平均压力相应提高,煤气被压缩,体积变小,密度()增加。G气体的质量流量,kg(m2s)为气体的密度,kgm2;w为气流速度,ms),高压操作特性曲线,1-常压;2-高压;3-更高水平的顶压,四、高压操作的条件,鼓风机要有满足高压操作的压力,保证在高压操作下能向高炉供应
3、足够的风量。高炉及整个炉顶煤气系统和送风系统必须保证可靠的密封及足够的强度,以满足高压操作的要求。,五、高压操作的优点,强化冶炼进程,提高产量。可在一定程度上降低焦炭消耗。降低炉尘吹出量 可以回收能量。高压以后,对硅的还原不利,而强化了渗碳过程,所以高压有利于低硅生铁的冶炼,使生铁碳含量增加,六、提高炉顶操作压力后高炉冶炼的主要特点和效果,高炉高压操作是实现高炉高效化的重要段。提高炉顶操作压力可以降低炉内煤气流速,使煤气与料层充分接触而提高煤气的利用率。有利于煤气的热量传递给炉料,提高矿石的间接还原率。还可以减少炉内料柱压力损失,从而使高炉得以顺行和增加风量。,1、降低煤气流速,降低焦比,高炉
4、炉内煤气流速的大小直接影响到料柱的阻力和煤气的利用率。在煤气量不变的前提下,炉顶压力提高后,使2CO=CO2+C的反应向体积方向发展,反应加速。使CO:浓度提高,提高了煤气中CO的利用率,有利于间接还原过程的进行。,炉顶压力与燃料比的关系,2.料柱压力损失减小,高炉顺行,增加产量,提高炉顶操作压力,炉内煤气流速降低,料柱阻力损失降低,使风口压力和炉顶压力的压差减小。作用于炉料的浮力也相应降低,炉料容易下行,因而也有利于炉况的稳定顺行。这也就让高炉能够接受更多的风量,使生铁产量提高。,3.对产量的影响,高压操作压头损失降低,有利于提高产量,因而有利于提高产量。早期研究高压对冶炼强度的影响时,许多
5、人都推荐用H.M.查沃隆科夫的计算压头来计算:,如提高炉顶压力前后保持压差不变,则:,将上式代入下式,则:,Q风2、Q风1提高顶压前后风量,m3/min;P顶1、P顶2提高顶压前后炉顶压力,MPa;P风1、P风2提高顶压前后风压,MPa;P提高顶压前后顶压之差,MPa。,4.对焦比的影响,炉顶压力,则煤气体积缩小,在风量大致不变的情况下,煤气在炉内停留时间延长,增加了矿石与煤气的接触时间,有利于矿石还原。由于现在使用的球团矿和烧结矿都具有微孔隙和小孔隙,存在着大量的内表面,高压加快了气体在这些微小孔内的扩散速度。气体扩散速度加快使得矿石还原速度加快,并且提高炉顶压力后,加速了CO分解(2COC
6、O2+C)反应,分解出碳存在于矿石之间,也能加速矿石还原反应。提高炉顶压力后瓦斯灰吹出量降低,吹出的碳量也相应减少。,5.对生铁成分影响,提高炉顶压力,有碍硅还原反应进行(SiO2+C=Si+2CO),因而高压操作有利于降低生铁含硅量。有利于获得低硅生铁。在现代高炉上,炼钢生铁的含碳量与炉顶煤气中CO的分压有如下的统计关系:CO、H2炉顶煤气中相应组分的含量,%;T铁水出铁时的铁水温度,;Pco炉顶煤气中CO分压,kPa。,七、高压操作冶炼特征,压头损失降低提高炉顶压力,在冶炼强度不变的情况下,总压头损失降低,但沿高度方向各部位降低幅度并不一致,如图所示,下部风口至炉腰以上降低幅度较大。因此,
7、生产过程产生的难行或悬料多发生在炉子下部。故高压操作时如何采取措施减少下部压头损失,对充分发挥高压效果具有重要意义。,各部分压头损失分布情况,边缘气流发展煤气停留时间延长 有利稳定顺行除尘器瓦斯灰减少,八、高压操作在高炉炼铁生产中的应用,实现高压操作的主要措施 提高钟式炉顶设备的制造和安装质量。料钟、料斗的材质应不断改进,加工精度要高,在料钟、料斗的接触带应堆焊硬质合金提高操作水平,尽可能消除底料线操作现象,保持较低的炉顶温度,以减轻对炉顶设备的硬化。对炉顶设备还要做到勤检查、常维修。大力推广使用冷矿入炉,努力减轻炉料对大钟的磨损,保证料斗的密封性。改进现有钟式炉顶为无钟炉顶。无钟炉顶将密封和
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