合理的出鐵主溝設計可以保證渣鐵的正常分離,減少渣中帶鐵量,降低鐵損,同時降低爐前勞動強度和避免渣中帶鐵放炮事故。在現有生產技術條件下,除個別小高爐外,都無一例外的采用了貯鐵式主溝,大大延長了主溝的使用壽命和通鐵量,降低了爐前勞動強度。
日前有朋友咨詢關于對高爐主溝長度的選擇問題,筆者也查閱了一些相關的資料,給合個人的一些認識作一下簡單的介紹,希望能夠對大家有用或者供需要時查閱。
出鐵主溝的主要作用就是使渣鐵分離,為保證渣鐵能夠在主溝內良好的分離,要求主溝要有合理的長度、寬度、坡度和深度。
1、主溝坡度的選擇
主溝坡度直接影響渣鐵在主溝內的流速,坡度小,流速慢,有利于渣鐵分離,對于貯鐵式主溝來說,這種影響相對較小,所以貯鐵式主溝的坡度有逐漸減小的趨勢。但是,坡度過小使得放殘鐵時很難放凈,并且殘鐵量也較大,增加了主溝檢修難度和工作強度。通常主溝的坡度對于中小高爐一般選擇5-10度,大高爐選擇6-12度,貯鐵式鐵溝可適當選擇下限。
2、主溝深度的選擇
主溝深度的選擇主要考慮鐵水對主溝的沖擊作用,減緩鐵水對主溝的沖擊,隨近年來高爐的大型化及高頂壓操作,特別是大型高壓高爐,出鐵時鐵水呈射流狀從鐵口噴射出來,使主溝的落點處受到很大沖擊而最先損壞,一定深度的主溝使主溝內貯存一定深度的鐵水,出鐵時避免鐵水射流直接沖擊溝底,延長主溝使用壽命。一般主溝深度選擇450-600mm,過淺起不到緩沖作用,過深不僅增加殘鐵量,而且影響整個出鐵場平臺的設計。
3、主溝寬度的選擇
通常,對于主溝斷面積的選擇有下面的公式:
S = KP/TYV
式中:
S:主溝橫斷面積
K:一次出鐵量的不均勻系數,通常取0.7-1.3
P:一次鐵的出鐵量
Y:鐵水密度,7.0T/M3
V:鐵水的流速
主溝內的鐵水流速可按下式計算:
Y = 0.1375V-0.13375
式中:
Y:渣中帶鐵量占出鐵量的百分比,即渣中帶鐵率,%
V:鐵水在主溝中的流速m/min
通常我們要求渣中帶鐵率小于0.1%,因此主溝中鐵水流速應低于1.7m/min。
目前,大型高爐主溝的寬度已經達到1.1-1.5m左在。
4/主溝長度的選擇
在保證渣鐵能夠良好分離的基礎上,我們希望主溝長度應盡量縮短,因為主溝過長雖然對渣鐵分離有利,但過長的主溝一方面使主溝的膨脹過大,對主溝的強度不利,另一方面也造成耐材的浪費,同時也不得不抬高鐵口標高。主溝的長度取決于在一定出鐵速度下渣鐵能在主溝內被很好的分離。當出鐵速度為3~4t/min時,主溝長10m左右;大型高爐出鐵速度在8~10t/min,主溝長度在14~19m左右。
可以看出,雖然上面也給出了計算主溝橫斷面積及渣中帶鐵率等相關的公式,但是,我們依然很難通過公式計算的方式來確定主溝的長、寬、深及坡度等相關參數,好在這些參數在高爐建成后一經確定都不會再有較大的改變,所以最懶也最有效的辦法就是借簽現有同級別高爐的參數,比葫蘆畫瓢就行。下表是不同級別高爐主溝長度的參考值,僅供參考:
表一:主溝長度
爐容(方) | 主溝長度(米) |
<100 | 4-5 |
100 | 7 |
250 | 9 |
620 | 10 |
1000-1500 | 12 |
2000-2500 | 14 |
4000 | 19 |
小結: 相比于公式,經驗數據來得更直接些,也更簡單明了些,所以象我這樣的懶人也就懶得去探討那些繁雜的公式了,請原諒我的沒文化!