2021年第1期福建冶金37
双钟高炉炉顶装料设备的改进
胡泽华
(永安市鼎鑫铸造有限公司，福建三明366035)
【摘要铱通过长期跟踪、分析高炉装料设备的使用情况，实测炉料的布料轨迹，从而推导出高炉布料方程的修正系数浊，并从设备的结构与布料方程两方面对高炉装料设备存在的问题进行改进。
【关键词】高炉炉顶装料设备高炉布料方程改进
Improvement of Top Charging Equipment of Double-bell Blast Furnaces
Hu Zehua
(Yong'an Dingxin Foundry Co.,Ltd.,Sanming366035,Fujian)
[Abstract]Through tracking for a long period and analyzing the u of blast furnace charging equipment,the burden flow trajectory has been measured precily at site and the correction factor浊of
blast furnace burden flow formula has been inferred therefrom,thus enabling the improvement of the blast furnace charging equipment from the aspects of both the structure of equipment and the burden flow formula.
[Keywords]blast furnace;furnace top charging equipment;blast furnace burden flow formula;improvement
con-U_1—
刖言
炉顶装料设备用来接受料车提升到炉顶的炉料，将其按工艺要求装入炉喉，使炉料在炉内合理分布，同时密封炉顶。在高炉操作中起“上部调剂”作用。高炉大修改造的一个关键环节就是炉顶设备的改造。本文结合某公司高炉炉顶设备多年运行情况与存在的问题，进行分析与改进，以提升生产效率及经济效益。
1炉顶装料设备存在的问题
高炉炉顶装料设备投入使用6个月后小钟密封面磨损严重：由于炉料从小钟流至大钟的落料点过高,18个月后大钟受料斗被炉料冲刷破损，同时大钟密封面也出现磨损；而且炉料在炉喉的碰撞点接近钢砖
下沿，不仅浪费了高炉部分有效容积，而且导致炉喉钢砖下沿冲刷变形。这些问题给高炉生产造成非常大的影响。
2006年与2010年，分别对炉顶装料设备进行优化改进，小钟寿命提高至2年，大钟寿命提高至4年，虽有很大改善，但在小钟与大钟的布料轨迹上仍然存在一些问题。由于前期改造缺乏对高炉炉料布料轨迹方面的数据积累与分析，无法建立高炉炉料布料轨迹方程分析真实的落料轨迹，导致实际落料轨迹与预期相差较大。
2炉顶装料设备布料轨迹分析与计算
本文对近10年的高炉炉顶装料设备布料轨迹数据进行整理与分析。
2.1布料方程
无料钟炉顶的炉料从导料管落入以W速度
作者简介：胡泽华(1979.11-)，男，工程师，毕业于沈阳大学机械设计制造及其自动化专业收稿日期：2020年7月
38双钟高炉炉顶装料设备的改进
旋转的溜槽，进入溜槽，沿溜槽某点的初速度为C。，炉料离开溜槽末端的速度为G，如图1所示。
炉料在溜槽尾部的初速度叫
G二{2g（sinS-滋c os0））+4仔2棕2cosg（cosg+滋s in茁）l（）2+C（）2}"5
（1）式⑴中件溜槽工作角度
“-炉料与溜槽的摩擦系数
1。-溜槽长度
棕-溜槽旋转速度
C0-炉料进入溜槽的初速度
该公司高炉为双钟结构，没有溜槽，炉料通过大钟布料时不旋转，为此棕=0；炉料在大钟内是静止的,0=0；把这两个值代入式（1）式，得：C1=[2gZ（）（sin茁-u cos茁）严
大料斗prepare的名词
图2炉料由大钟到炉喉内的运动示意图
如图2可以看出，大钟斗内的炉料和溜槽中的炉料不同，大料斗内的炉料在大钟斗内堆积，大钟开启后炉料从大钟内滑下，与大钟的接触是没有规律的，值很难确定，为此用浊值修正，令浊=1o（sin茁-u cos茁），则：
C1=（2gi）5（2）
根据刘云彩《高炉布料规律》炉料在溜槽的布料方程[1]:
h=L x tan茁+（Q-P）L?/（2mC f cos1茁）-10（1-sin茁）
（3）式（3）中,h-炉料离开溜槽下降的垂直高度
L x-炉料离开溜槽末端后在XY平
面上的投影
Q-炉料重量
P-上升煤气阻力
m-炉料质量
茁-溜槽工作角度、大小钟倾角
把（2）式代入（3）式，得:h=L”tan茁+（Q-P）L、2/（2g m浊c os^）-/；/1-sin茁）
由图3可知，大钟相对溜槽,h值应差Z n（1-sin茁），因此轨迹方程⑶应用于大钟,Z（）（1-sin8）= 0，轨迹方程（3）变成：
h=L*tan茁+（Q-P）L*2/（4g m浊c os^）（4）
该公司高炉顶压在10kPa左右，比较低，煤气对一般粒度炉料的P值较小，约为矿石重量的千分之一，计算时忽略了煤气P值，式（4）可变为：
h=L x tan茁+L x2/（ 4浊c os^）（5）sprint
解式（5）得:i7=L x2/[4cos2（3（h-L x tan茁）]（6）
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2.22006年和2010年炉顶装料修正系数浊
贾斯丁比伯的歌曲
值
双钟高炉炉顶装料设备的改进39
奥巴马获胜演讲稿2.2.1主要参数(见表1)
表12006年和2010年炉顶装料设备主要参数
名称代号单位2006年数值2010年数值
炉喉直径d m 2.8 2.8
大钟直径d m 1.8 1.99
大钟倾角茁O55/6053/63
大、小钟行程H mm500500
小钟直径d m0.9 1.1
小钟倾角茁O5053
炉料离开小钟末端后在XY平面上的投影厶m0.5750.475炉料离开小钟下降的最低垂直高度h m 1.45 1.289外语学习的真实方法及误区
炉料离开大钟末端后在XY平面上的投影厶m0.6070.507炉料离开大钟下降的临界料线h max m 1.733 1.228
2.2.2修正系数浊值确定
综合2006年炉顶装料设备模型与2010年炉顶装料设备模型，将表1参数代入以上公式计算装料设备修正系数浊值，小钟与大钟浊取两次的平均值：
浊小=(0.26159+0.236)/2=0.248,
浊大=(0.31957+0.31958)/2=0.32。
32014年炉顶装料设备布料轨迹计算与尺寸确定
3.1大钟布料角度与临界料线仏込的确定
大钟布料倾角茁由理论计算0=52。~53。时落料速度最快。2014设计上选择53。。密封角度一般为60。耀65。味为使炉料沿大钟面下落时跳过密封面距离更大，选取65。。
当L=f时，堆尖与炉墙重合，如图2所示。该处是高炉的临界料线—往上，炉料布向中心；往下，炉料碰撞炉墙后反弹布料，炉料容易破碎。料线过深，造成空区过大，浪费高炉容积。料线越深，界面效用越大，对高炉运行不利。为此，料线深度h必须小于临界料线也。根据公司高炉实际运行情况，临界料线位于钢砖1/2至2/3处比较合理，可充分利用高炉的有效容积，而不会对缸砖顶部造成大的冲击。
headcount budget3.2大钟直径计算
根据布料方程(4)可得：
h=厶tan茁+厶2/(4浊c os^S)(7)
等等英文
已知大钟倾角茁=53。，大钟修正系数浊= 0.32，代入式(7)，得h=1.327厶+2.157厶2
算出不同料线深度厶值，结果见表2o根据计算结果绘制落料轨迹。选定好炉喉钢砖理想的临界面点，再综合考虑大钟与大钟受料斗结构来确定大钟直径，结合该公司装料设备结构情况，推算大钟直径d°=1.742m。如图4所示。
表2大钟落料深度与L x对应表
m）0.050.10.150.20.250.30.350.40.450.50.55 h（m）0.7170.1540.2470.3510.4660.5920.7280.876 1.034 1.203 1.382
40双钟高炉炉顶装料设备的改进
图42014年大、小钟布料示意图
炉喉处的布料情况的理想与否与大钟直接有密切关系，大钟直径d与炉喉直径d的比列关系:
A=伞⑻
我国大型高炉A为0.69~0.8，中型高炉A 为0.69~0.73，小型高炉A为0.52~0.7[2]；已知炉喉直径d]=2.8m，推算值d o=1.742m，代入式(8)，得A=0.622，该公司高炉属于小型高炉，满足要求。
炉喉间隙与大钟之间的关系：
B=(9)
我国小型高炉B值为0.25~0.55叫已知d1= 2.8m，必=1.742m，代入式(9)得B=0.529mm，满足要求。大钟直径d n=1.742m满足要求。
3.3小钟布料角度与直径计算
小钟布料斜角一般为琢=50。~55。，选取卸料最快的角度53。。为减小炉料对钟面密封面的磨损，提高小钟使用寿命，小钟也设计为双倾角结构53。/64。，如图5所示。
图5双倾斜角小钟部分示意图
已知小钟倾角0=53。，小钟修正系数浊= 0.248，代入(4)，得:h=1.327厶+2.783厶2。
算出不同料线深度厶值，绘制布料轨迹。小钟内炉料落在大钟与大钟受料斗三角区范围为合理，落料落下后形成料垫，避免炉料对受料斗的直接冲刷。选取合适落料点，即可确定小钟直径。
4改造后效果
2014年改进后的炉顶装料设备实际布料轨迹与计算一致，满足了工艺生产要求，该套方案沿用至今，使用效果比较好。
炉顶装料设备改进与优化中，布料方程中修正系数浊的确定非常关键，修正值浊与高炉容积有关，不同的高炉，该值相差较大。同一高炉，大钟与小钟浊值也存在差异。须通过开炉实际测试与长期跟踪来计算确定实际值。
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参考文献：
[1]刘云彩.高炉布料规律[M].北京：冶金工业出版社,2006o
⑵汪海涛.冶金机械设计手册[M]，北京：中国科技文化出版社,2006
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