红钢1 350 m3高炉布料角度及基础矩阵的确定林安川 1 杨培红2（1.红河钢铁有限公司；2.昆钢技术中心）摘要对红钢3号1 350 m3高炉串罐式无料钟炉顶装备技术特点进行了介绍和分析，依据布料溜槽的实际有效长度，应用高炉布料方程计算出不同料线高炉各段截面的落点角度及补偿值，初步得出高炉料流轨迹，进而确定布料基础矩阵。
开炉装料实测及高炉实践效果表明该基础矩阵适应当期不同原燃料条件的生产要求，高炉炉喉煤气流分布合理、高炉稳定顺行。
关键词高炉串罐式炉顶设备布料角度基础矩阵Determination of Material Angle and FundamentalMatrix for Honggang 1 350 m3 BFLin An-chuan1Yang Pei-hong2(1.Honghe Iron ＆Steel Co.;2.Technology center）Abstract The No. 3 1 350 m3 blast furnace central feed type bell-less top equipment technical characteristics of Honggang are introduced and analyzed. Based on the actual length of distribution chute, the material equation to calculate the impact angle and the compensation value of blast furnace different material height section, blast furnace burden flow trajectory and material based matrix are determined. The practical application and actual measurement results show that the fundamental matrix meet the requirements of production in different raw fuel conditions, blast furnace throat gas flow distribution is reasonable, the blast furnace production operation is stable.Key Words blast furnace; central feed type bell-less top equipment; material distribution angle; basis matrix1 前言红河钢铁有限公司3#高炉有效容积设计为1 350 m3，采用国产化串罐式无料钟炉顶系统。
所有阀门全液压推动，设有自动、集中手动、现场手动3种操作模式，和时间、重量，两种合用3种控制模式，并配置声纳传感器检测参与控制。
具有设备可靠、精度高、布料灵活的特点，并能实现批次递进布料，增强布料均匀性。
发挥无钟炉顶技术装备优势，掌握高炉布料规律，是制定高炉合理装料制度的重要内容。
对煤气流分布合理、改善利用，活跃炉缸、炉况顺行、高炉长寿、节能、环保等具有积极的意义。
红钢1 350 m3高炉通过计算和开炉实测确定的布料角度和基础矩阵，形成的焦炭、矿石平台和中心漏斗的深度合理，满足炉料在不同倾角下炉喉截面的分布要求，在生产条件发生较大变化时，对基础矩阵微调边缘和中心O/C比，控制焦炭、矿石加权角度差，很好地适应了当期不同原燃料条件的生产要求，高炉炉喉煤气流分布合理、稳定顺行，指标合理，在生产实践中应用效果良好。
2 炉顶设备特点红钢3#高炉炉顶系统由装料设备、料罐均排压设施、炉顶液压站、润滑站、炉顶溜槽传动齿轮箱及水冷却设施、炉顶探尺、检修设施及炉顶框架等所组成。
设计采用上料罐固定，内设分配器的型式，上、下料闸采用封闭式结构。
布料溜槽档位倾动角度精度在0.5～1.0°范围内，可正反两个方向旋转，准确灵活实现环形、螺旋、定点、扇形四种布料方式。
2.1 装料设备性能红钢3#高炉串罐无料钟装料设备主要由固定料罐、称量料罐、阀箱、传动齿轮箱及布料溜槽等部分组成，其主要性能如下：1）上料闸下料能力：焦炭： 1.2 m3/s烧结矿： 1.6 m3/s称量料罐有效容积：30 m3称量料罐设计压力：0.25 MPa（工作压力0.18 MPa）2）料流调节阀排料能力：焦炭：0.75 m3/s烧结矿： 1.45 m3/s3）布料溜槽：长度： 2 860 mm旋转速度：8.0 r/min倾动速度：0 ～1.6 °/s倾动范围：2～53 °倾动停止位置：11个4）各阀驱动方式：液压2.2 装料制度特点装料上分为：一批料分两次装入（C↓O↓）；一批料分三次装入（C↓O L↓O S↓）。
一周期炉料的组合，最多可由16个小料批（每个小料批为一个矿批或一个焦批）或者8个料批组成，满足较为复杂的炉料组成配矿入炉。
矿批重和焦批重可在允许范围内波动。
周期装料程序，全部纳入自动控制。
装料能力有足够的富裕能力，作业率70%即可满足正常生产需要。
此外，具有料线自动补偿、自学习模式功能。
根据不同料线范围内设定值按实际料线进行自动倾动角度补偿，确保空料时炉料入炉落点不变，煤气流不致于因空料发生变化；可根据不同批重焦炭、矿石重量按设定多项式曲线对料流调节阀开度进行自动修正。
确保炉料批重发生变化时炉料按既定档位、既定圈数将炉料在最后一圈完全布完，在不同批重、品种时使O/C值保持稳定。
3 布料档位角度、基础矩阵确定实践证明，高炉内焦炭多的地方，煤气流较发展，煤气成分中CO含量高，温度高，软熔带位置也高。
装料制度对炉内软熔带的生成、形状、位置密切相关，对炉内二次煤气流分布影响巨大。
而布料是否合理对炉内第三次煤气流合理分布、有效利用煤气热能、高炉寿命具有决定性作用[1]。
无料钟炉顶布料方式，主要考虑焦炭平台、矿石平台的宽度和中心漏斗的深度。
找出满足当期生产条件下，不同倾角下炉料在炉喉截面的分布规律，保证炉料形成平台、堆尖位置合理，是制定合理装料制度的主要内容。
3.1 布料落点计算炉料堆尖位置水平移动的距离不但受溜槽布料角度的影响，还受料线深度影响。
对不同料线下溜槽各倾角布料落点进行计算，以得到合理的堆尖位置及不同料线范围内溜槽布料角度补偿值，满足高炉满料线和空料时布料要求，稳定煤气流。
3.1.1 计算参数选择红钢3#高炉落点计算所需相关参数选择见表1。
表1 红钢3#高炉落点计算相关参数Table 1 Relevant Parameters of Placement Calculations of Honggang No.3 BF项目溜槽转速初速度溜槽末端速度料槽摩擦系数溜槽长度溜槽有效长度料在x向投影炉料计算落点料线高差倾动距单位转/s m/s m/s m m m m m m符号ωC0C1μl0lβlx n h2 e数值0.133 0.2~0.6 计算0.53 2.86 计算计算计算 1.20 0.65 3.1.2 布料落点计算布料角度不同，溜槽末端速度、溜槽实际有效长度相应发生变化。
料线不同，同一布料角度炉料落点不同。
由溜槽实际有效长度的高炉布料统一方程[2]，计算出高炉不同料线、布料角度与落点情况（见表2）。
表 2 红钢3#高炉不同料线下各倾角炉料落点值 m Table 2 Materials Placement of Each Angel Under Different Depth of Honggang No.3 BF mhβ48°49°50°51°52°53°54°55°56°57°58°59°1.4 m 2.973 2.889 2.804 2.718 2.631 2.543 2.454 2.365 2.2749 2.184 2.094 2.0021.8 m 3.0442.960 2.874 2.787 2.698 2.609 2.519 2.428 2.337 2.245 2.152 2.0592.0 m3.113 3.028 2.941 2.853 2.764 2.673 2.582 2.49 2.397 2.304 2.209 2.1154.0 m 3.729 3.637 3.543 3.446 3.347 3.246 3.144 3.04 2.934 2.827 2.718 2.609 6.0 m 4.250 4.152 4.051 3.947 3.84 3.731 3.619 3.505 3.388 3.269 3.149 3.026h β1.4 m 1.911 1.819 1.727 1.634 1.541 1.448 1.355 1.166 1.071 0.974 0.3421.8 m 1.966 1.872 1.778 1.683 1.589 1.493 1.398 1.204 1.106 1.007 0.3532.0 m 2.020 1.924 1.828 1.731 1.635 1.537 1.439 1.241 1.141 1.039 0.3674.0 m 2.498 2.386 2.272 2.158 2.043 1.926 1.808 1.569 1.446 1.321 0.4536.0 m 2.902 2.776 2.648 2.519 2.388 2.255 2.120 1.844 1.703 1.558 0.527注： h—料线；β角—溜槽与水平线夹角。
计算结果表明，在料线2.0 m以上时，溜槽角度向高炉中心每变化1°，炉料堆尖位置水平移向高炉中心距离范围为0.082~0.102 m。
料线越低、角度越靠近中心，堆尖位置水平移动的距离越大。
料线4.0 m时，为0.089~0.125 m；料线6.0 m时，为0.094~0.145 m。
即料线越低，溜槽补偿角度应越小。
以β角=56°为例，料线2.0 m时，对应落点为2.397 m，料线4.0 m时，β角应为61°，对应落点为2.386 m，需补偿5°。
料线6.0 m时，β角应为64°，对应落点为2.388 m，只需再补偿3°即满足。
倾角不变时，在料线上移过程中，堆尖移向中心。
移动距离范围为0.048~0.020 m，越靠近炉墙，移动距离越大。