炼铁技术研究知识汇总四

46、高炉料柱有哪些散料特性？

答：特性如下：

（1）空隙度。单位体积的炉料内空隙体积所占份额称为炉料的空隙度，可以通过体积测

量或炉料的实际密度和堆密度测量得出。空隙度与炉料筛分组成、形状和堆放方式等有

关，高炉炉料（焦炭，矿石等）的空隙度在 0.35~0.5 之间，它是决定料柱透气性的重

要因素之一。

（2）形状参数。有两个参数说明形状的不同，一个是形状系数（球形度），一个是水力

学直径 d 当，对粒度组成不均匀的料常用比表面积平均直径 d 平作为参数。

（3）堆角（安息角）。炉料在自然堆放形成料堆，料堆斜面与水平面形成的角称为自然

堆角，在高炉内炉料从装料设备（大料钟、无钟溜槽）上落入炉喉料面，不同于自然堆
料，它受到上升煤气流的浮力、炉墙及中心料等影响，堆角比自然堆角要小。堆角的变

化是进行高炉操作上部调节的重要依据。

47、高炉煤气是怎样从炉缸向上运动到达炉顶的？

答：高炉煤气在风口前燃烧带内形成后，在炉缸与炉顶压力差的推动之下向上运动。燃
烧带的大小决定着煤气流初始分布状况，煤气流穿过料柱向上运动的特点之一就是尽量

沿阻力小的途径流动，因此上升过程中，哪部分阻力小，煤气量就多，相反阻力大的地
方，煤气量就少。炉缸煤气是沿着软熔带与滴落带之间的下落焦炭的疏松区向炉子中心

区上升。也有部分穿过软熔带根部与炉墙间的焦炭层向边缘流动。这初始分布取决于燃
烧带的大小以及燃烧带上方两侧炉料的透气性。燃烧带小、边缘焦炭多、矿石少时，初

始煤气向边缘流得多；而中心加焦，边缘矿石多，燃烧带向中心伸展时，初始煤气向中
心流得多。煤气上升穿过滴落带，其中既有透气良好的焦炭，还有向下滴落的液体炉渣

和铁，它们的流动互相影响。向下流动的渣铁占据了部分焦炭的空隙，特别是有部分炉
渣滞留在其中（其值约为 0.04），使滴落带下降，影响了煤气流运动，严重时还会出现

“

”

液泛 现象。

当煤气流到软熔带的下边界处时，由于软熔带内矿石层的软熔，其空隙极少，煤气主要
通过焦炭层（焦窗）而流动，煤气流在这里产生了横向运动，由于软熔带的形状、位置

和厚薄的不同，穿过的煤气在方向和数量都有差别，所以软熔带成为高炉煤气的二次分
配器。从煤气流分布来说，倒 V 形比 W 形的好，因为在倒 V 形时煤气由内圆向外圆流动

比较顺畅；而在 W 形时，既有内圆向外圆的流动，又有外圆向内圆的流动，会产生煤气

流的冲突，不利于煤气的分布。

由于高炉块状带料柱是由分层的矿石和焦炭组成，它们的透气阻力差别很大，而且高炉

的截面积从下往上逐渐缩小，料面又是按炉料堆角向中心倾斜，煤气在这类不等截面、
不等高度和透气阳力差别很大的料层间向上运动，不断地改变着方向，实际上在块状带

内形成了偏向中心的之字形流动。到达炉顶煤气流的分布常用炉喉料面以下水平截面上
的分布来表示。常用的是通过煤气中 CO2 曲线、十字测温的炉喉温度曲线以及红外线热

图像仪测定给出料面等温线，分色的温度区带等来判断。

48、煤气在块状带内运动的阻力损失有什么规律？影响阻力损失的因素有哪些？

答：高炉内煤气穿过块状带的运动常被假定为气体沿着彼此平行、有着不规则形状和不
稳定截面、互不相通的管束的运动。这样应用流体力学中气体通过管道的阻力损失一般

公式和类似高炉炉料的散料上研究测得的修正阻力系数，得到高炉块状带内阻力损失变