[发明专利]一种高炉风口风量均匀分配系统及方法

说明书

本发明提供一种高炉风口风量均匀分配系统及方法。本发明装置，包括：热风总管、分流装置、分流管、子入口管道、热风围管和热风支管；所述热风总管与分流装置的一端相连，所述分流装置的另一端连接若干个分流管，所述分流管的子入口管道与热风围管相连，所述热风围管的内圈圆周方向上均匀地布置有若干个热风支管，所述热风总管、分流管、热风支管处分别设置有管道阀门与流量传感器。本发明的装置通过采用两级分流的方式将热风逐级分流到风口再进入高炉，其中分流装置削减了热风总管送来热风的湍动能，均匀且倾斜分布的子入口管道降低了热风围管内回旋碰撞流动导致的气流紊乱，使热风系统在结构上促进了风口风量的均匀分配。

技术领域

本发明涉及高炉冶炼技术领域，具体而言，尤其涉及一种高炉风口风量均匀分配系统及方法。

背景技术

高炉内气流的分布关系到炉内温度分布﹑软熔带结构﹑炉况顺行和煤气的利用状况。所以，掌握煤气流的分布情况至关重要。热风系统通过热风围管将热风分配到风口进入炉内，并在风口回旋区形成煤气流的初始分布，但由于热风围管的环形结构，导致气流在风口的分布并不均匀。近年来，为降低生铁成本，高炉冶炼强度不断提高，这需要极高的风口风量分布均匀性相配合，但是扩大富氧率和喷煤量等冶炼操作，将加剧风口风量分布的不均匀性，造成高炉不同区域冶炼环境的差异，恶化局部环境，降低高炉寿命。

近几年，针对高炉送风系统圆周方向气流分布的不均匀性，国内外研究者进行了许多研究，由于高炉内部实验和监测的复杂性和困难性，主要通过数值模拟的方法，但是相关研究多侧重于研究气流分布本身，而对热风系统的改进措施研究较少，同时目前也尚未有能实现高炉风口风量均匀分配的系统和方法投入实际应用。目前高炉现场采取的措施，主要是通过直接改变风口直径(风口加圈、堵风口等手段)的方式，控制高炉某个方向上的风口风量，无法实现所有风口风量的均匀分布。CN114395654A公开了一种带有外置控流区的高炉均匀送风设备及方法，虽然增加了外置控流段，但仅降低了热风总管输送的热风动能，无法解决热风进入热风围管后各风口与入口因距离不同，导致的风口风量差异。CN115109880A公开了一种气流均匀化热风围管变径高炉送风设备及方法，其对热风围管圆周风量较大的四个对称方位围管直径进行扩大，理论上仅能在一定程度上提高四个方位的风口风量分布均匀性，作用范围有限，且没有具体围管直径扩大幅度公式，一旦定型使用后，无进一步调控手段。同时适用于钒钛磁铁矿冶炼高炉风口风量均匀分配控制方法更少，因此目前急需开发一种简单高效适用性强的高炉风口风量均匀分配系统及方法。

发明内容

根据上述提出高炉风口风量分配不均匀的技术问题，而提供一种高炉风口风量均匀分配系统及方法。本发明主要利用通过设置二级分流装置及控流阀，实现热风逐级均匀分配及实时调控，从而起到高炉风口风量均匀分配的目的。

本发明采用的技术手段如下：

一种高炉风口风量均匀分配系统，包括：热风总管、分流装置、分流管、子入口管道、热风围管和热风支管；

所述热风总管与分流装置的一端相连，所述分流装置的另一端连接若干个分流管，所述分流管的子入口管道与热风围管相连，所述热风围管呈圆状环绕在高炉炉腹外围，所述热风围管的内圈圆周方向上均匀地布置有若干个热风支管，所述热风支管端部设置有风口，所述热风总管、分流管、热风支管处分别设置有管道阀门与流量传感器。

进一步地，所述分流装置为空腔结构的长方体或球体，所述分流装置的最小特征长度大于等于热风总管直径，所述分流装置的最大特征长度大于等于1.5倍的热风总管直径。

进一步地，所述分流管的数量小于等于风口数量，所述分流管的半径为：

其中，r_f为分流管的半径，N为分流管数量，D为热风总管直径。