高炉无钟
炉顶布料料流宽度数学模型及试验研究
摘 要：针对高炉实际操作过程中炉料的料流宽度与档位划分不一致，无钟炉顶布料
后煤气流分布波动变化大，高炉顺行困难的问题，对布料操作中料流宽度计算的不足，
重点考虑了炉料的受力变化对料流宽度的影响，分析了科氏力对料流宽度的影响，提出了
分段考虑科氏力来计算料流宽度，修正计算了溜槽出口水平宽度的误差，建立了无钟炉顶
布料的料流宽度数学模型。通过工业现场 1：10 的模型试验，验证了该数学模型计算料流宽
度的正确性和合理性，将料流宽度和溜槽倾角调整相一致的原则应用于 2 500m
3
高炉，达
到了布料分布合理，气流稳定，高炉顺行的目的。
关键词：无钟炉顶；料流宽度；数学模型；模型试验
高炉生产中，布料具有极其重要的作用，它直接关系着炉内煤气流的分布及高炉的顺
行。上部调剂由于灵活、方便，所以成为高炉布料操作的重要手段之一。无钟炉顶将料流控制
由重量控制发展为重量、体积、时间相结合控制，极大地增加了上部调剂的灵活性，对延长
高炉寿命起到了重要作用。当前高炉炉顶布料操作技术已经成为高炉强化冶炼的重要手段，
建立布料数学模型，搞清楚高炉内的布料规律是建立高炉专家过程控制模型的基础。为充分
发挥高炉无料钟炉顶设备的优越性，科研人员作了大量探索与努力，取得了许多科研成果
[1-9]
，但各自建立的数学模型从炉料的运动受力，布料轨迹，料面形状和混料层等方面分析
布料过程时，都没有清楚地说明布料过程的料流宽度对上部调剂的影响。
1 无钟炉顶料流宽度
数学模型
炉料从溜槽流出落
到料面过程中，由于在
溜槽上受到科氏力作用
和颗粒间的相互作用，
溜槽上流动速度分布不均、粒径分布不均以及受煤气流的影响不同，在溜槽内会形成一定宽
度的料流轨迹和流出溜槽后高炉炉顶空区处的料流宽度，见图 1。随着料线高度的增加，料
流宽度也越来越大。
找钢铁资料，就到一览钢铁文库