高炉煤气分布煤气在高炉截面上的分布，常用炉喉料面以下水平截面上的分布来代表。如分布得比 较均匀，比较合理，其热能和化学能利用就比较好，冶炼技术指标就好；反之则差些。因此 获得比较均匀、合理的煤气分布一直是高炉工作者十分关心的问题。煤气分布的判断 判断煤气分布最直接的方法是了解炉内各点的煤气流速。在掌握 各处矿石厚度的情况下，就可以知道该处矿石量与煤气量的比值，从而了解煤气分布状况。 但是，由于测量煤气流速在技术上有较多困难而不能经常进行，在生产中往往采用间接的方 法，即用煤气中的co2%、煤气温度和红外线热图像仪测定等方法判断煤气分布。CO曲线煤气流速分布与co%量的分布相似，而煤气中CO%+CO%常数，所以CO%量的径向分布间接反映了煤气流速的分布，即CO%量低处，流速高；CO%量高处，流速低。 理论上的解释是，在矿石堆积、气流不畅的部位，正是CO利用得好而co。含量高的部位； 在矿石较少、透气性好的部位，也正是流速高、CO利用差而CO2含量低的部位。CO2曲线也 称煤气曲线。取样位置在料面下约12m左右的平面上，一般是4个方向呈十字交叉式布置 取样孔，在炉外设有取样平台和伸进与拉出取样管的电动绞车，也有的高炉采用人工手动， 一般是在半径上取5点，故又称作5点取样。取出试样后分析其中C0。含量，并按直径画 出曲线，用来判断煤气分布。如图中的4种曲线就代表4种煤气分布：a为边缘气流型，即 边缘CO2%很低，中心CO2%很高，是典型的“馒头状”曲线，表示中心焦炭负荷过重，边缘 气流过分发展的情况。在此情况下，大量煤气未经充分利用而从边缘逸出，造成炉顶温度偏 高，除尘器混合煤气中co2低。这种曲线表示炉缸中心堆积，炉衬容易损坏，co2%后果是焦 比升高。6为中心气流型，即中心CO2%较低，温度较高，而边缘CO较高，有人称“喇叭花 型”，也有人称“展翅型”，这种煤气分布，煤气利用率高，炉顶温底低，混合煤气中高， 焦比低，炉衬寿命长，是现代高炉生产的典型曲线。r为两道气流型，即中心和边缘气流都 有适度的发展，又称作“双峰型”。这种类型的煤气分布对炉料加工处理稍差的高炉比较适 用，易获高产，但指标不如中心气流型好。图中d为管道气流，即CO2%最低点既不在中心， 也不在边缘，而在发生管道行程的部位。此时，大量未经充分利用的煤气从“管道”流失， 能量利用差，炉况不顺、属煤气分布严重失常情况。炉喉温度分布温度分布与煤气流速和CO2分布紧密相关。根据温度分布亦可判断煤气分 布。过去中国多数高炉在炉喉和4 个煤气导出管各安装4个热电偶，所以只能判断圆周上4 个方向的温度变化。近年来，随着炉料分布控制技术的提高，相应的煤气流分布测试装置也 得到很大改善。多数大高炉将炉喉圆周上的热电偶增加到816个，对径向上的温度分布的 测定也由间歇式改为固定式，即在料面以下700800mm的高度上，安装两个互相垂直，并 向中心沿料面下倾的固定探测管，内装热电偶，或称十字形探测器。每个直径方向上可测9 13点。与CO%分布相似，可以画出两个直径方向上的温度分布曲线和炉喉四周的温度分布 曲线。径向上的温度分布曲线的形状与CO曲线的形状正相反，即CO含量高的点其温度是 低的。它比CO2曲线更易连续测量，为高炉行程的自动控制提供更多信息。在实际生产中主 要是用CO2曲线和温度分布曲线来判断煤气分布。红外线热图像仪测定 在20世纪70年代初，日本首先将红外线工业电视系统应用 于高炉。该装置是将红外线摄像机光学扫描系统安装在炉头上，将收集的红外光反射到检测 器中，经过信号转换和处理，输出到显示器上，给出料面等温线和分色的温度区带，以及某 一直径上的温度分布曲线，给操作者很直观地提供了料面温度分布图像。利用热图像仪提供 的信息可以判断炉料下降和煤气分布情况，探测操作中的失常情况和迅速反映出布料控制措 施的效果。此外还可以为冶炼过程分析计算，诸如软熔带，热动态模型等提供必要的数据。 该装置已成功地应用在日、美、德及中国宝山钢铁公司等的高炉上。合理的煤气分布 从传热传质角度看，最理想的煤气分布应该是，在高炉的横截面 上单位矿石量所通过的煤气量相等，这时煤气的热能和化学能利用最充分，与此相应也要求 炉料呈均匀分布。但事实上在块状带，矿石和焦炭均匀地、在径向上厚度相同地分布时，气 流阻力最大，同时软熔带内由于有半熔融物和熔融物的生成，呈水平位置时的软熔层将最厚， 它的气体阻力也最大，只有把它分散开，使之与水平面成一定角度，例如为65。70o,才能 使它对气流阻力的影响减到最小，气体通过软熔层的路程最短。因此高炉中软熔带只能呈“人”，“W”形，而不能呈“一”形，为此，在实际生产中，人们根据不同的冶炼条件寻 求最佳的软熔带形状和最合理的煤气分布。合理的煤气分布的特点是：炉料顺利下降，炉温充沛，炉况稳定；煤气能量利用充分， 炉顶温度低， CO 利用率高；最终表现为焦比和燃料比低，生铁成分稳定，炉衬寿命长。在 原料准备较好，炉子较大，设备先进的大型高炉上，公认的比较合理的煤气分布，按C2曲 线或温度来判断，应是平坦中心气流型，即要求中心保持一个阻力较小的煤气发展道路，但 范围不宜过宽，边缘亦应有适量的煤气流，在中间环区则尽量均匀平坦分布；四周CO2和温 度的分布比较均匀。对高炉生产来说，合理的煤气分布曲线是相对的，它随着炉容的大小， 原料准备处理的情况，设备条件，操作工艺水平等而变化的。不同的历史时期，不同高炉所 追求的合理煤气分布也不同。例如，为了追求产量（多出铁）时，宁可维持较高的焦比，常采 用两道气流型，甚至边缘发展高型。但就炼铁的发展方向来说，应该尽量改善原燃料条件， 做到均衡生产，尽量使煤气热能和化学能得到充分利用，做到最佳最合理的煤气分布，达到 高产、优质、低耗和长寿的目的。