PDF《高炉炉缸死焦堆水模试验及分析》

130 mm, 即炉缸内的液面高度恒为

260 mm. 试验目的是模拟和分析实际高炉每次的出铁量基 本相等的情况.试验结果如图4所示. 从试验结果可以看出, 当死焦堆完全浮起时, 其液体排放速度最快, 在相同的铁口直径条件下, 说明完全浮起时液体的排放速度最大.这主要是 因为: 在试验条件下, 铁口以上的液体体积和高度 均相等, 且死焦堆的底部位于铁口平面以下.当死 焦堆完全沉坐时, 铁口水平面至液面顶部的液体体 积最小, 即可供排放的液体体积最小.一方面, 当 死焦堆完全浮起时, 在排放过程中死焦堆随着液面 的下降自身也不断下降, 不断排开死铁层内的液 体, 促使其排出, 因此, 死焦堆下降过程中, 由于自 身的下降过程弥补了由于液面下降造成的压力差 高炉炉缸死焦堆水模试验及分析 罗霞光 2015年第2期23 山东冶金2015年4月第37卷 的减小, 缓和了铁口附近的压力减小.而当死焦堆 完全沉坐时, 铁口水平面至液面的液体量较少, 随 着排放过程的进行, 液面的高度很快下降, 液面很 快降至铁口水平面, 出铁过程也随之很快结束. 3.4 孔隙度对液体排放的影响 当死焦堆高度为

400 mm, 孔隙度为 0.38, 其状 态为完全沉坐即死焦堆在整个试验过程中均沉坐 于炉底.死铁层深度为

130 mm, 铁口长度为

90 mm, 铁口直径为10 mm, 铁口角度为10°, 炉缸内的 液面高度为

260 mm.考虑铁口周围区域孔隙度发 生变化时对铁水排放的影响, 进行了3种试验: 1) 铁 口附近的孔隙度减小时;

2) 炉缸中心处的孔隙度减 小时;

3) 铁口对面的孔隙度减小时.试验过程中通 过添加 隔网 的方式改变铁口周围的孔隙度, 试验 结果如5所示.

26 22

18 14

0 200

400 600 时间/s 液面位置/cm 铁口前端带纱网 无网完全沉坐 死焦堆中部带纱网 远铁口端带纱网 a 高度变化

12 8

4 0

0 200

400 600 时间/s 累计排放液体总量/L 铁口前端带纱网 无网完全沉坐 死焦堆中部带纱网 远铁口端带纱网 b 累计排放液体总体积变化 图5 孔隙度改变时液面的变化情况 从图5中可以看到: 1) 铁口远端有 隔网 的试验结果与死焦堆内 没有 隔网 的试验结果基本重合, 即铁口远端的死 焦堆孔隙度减小时, 液面位置随时间的下降规律基 本不变, 累计排放的液体总量基本不变, 这说明铁 口远端的死焦堆孔隙度减小后, 对整个排放过程几 乎没有影响. 2) 铁口前端有 隔网 时, 与铁口前端无 隔网 相比, 液面高度下降最为缓慢, 累计排放液体总量 最小.这主要是, 液体在排放过程中, 到达铁口后, 由于铁口处的孔隙度较小, 阻力较大, 减缓了液体 流出速度, 因而液面下降速度有所减小;

在阻力增 加的情况下, 与铁口前端无 隔网 相比, 液体流速 较小, 经历了较长的小流速排放时期, 并提前进入 呈滴状流下的状态, 此时视为出铁过程结束, 停止 排放, 因而排放时间长, 原本可以排出的液体又无 法排出, 因而累计排放的液体总量也有所减小. 3) 当铁口中部有网时, 即死焦堆中部的孔隙度 减小时, 与铁口中部无 隔网 相比, 液面位置下降 的稍微缓慢, 但累计排放的液体总量变大.其主要 原因是, 一方面, 铁口中部添加 隔网 后, 死焦堆整 体孔隙度变小, 液体在其内的流动阻力增大, 到达 铁口处的流速变缓, 因而液面下降速度有所变缓.