高爐風口風速 (blast velocity at tuyere of blast furnace)是指高爐冶煉中鼓風通過風口斷面時達到的速度。而根據風口迴旋區的定義可知，風速是決定迴旋區長度的重要因素之一。因此合理風速的定義就是：在一定範圍內波動，能夠保持合理的風口迴旋區長度並確保高爐穩定順行的鼓風速度。
基本介紹
- 中文名：高爐風口風速
- 外文名：blast velocity at tuyere of blast furnace
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 風速：決定迴旋區長度的重要因素
- 釋義：鼓風通過風口斷面時達到的速度
簡介,合理風速的概念,合理風速的理論依據及其影響因素,合理風速的理論依據,影響風速的其他因素,判斷及調節風速的方法,總結,
簡介
煉鐵生產猶如咽喉一般，對於整個鋼鐵企業生產的物流平衡是非常重要的，高爐煉鐵生產要求爐況穩定順行、煤氣流分布合理以及爐缸工作良好。其中，煤氣流分布更是核心，尤其是初始煤氣流分布，不僅決定了爐缸的活性狀態，還時刻影響著高爐的穩定順行。而眾所周知，合理的煤氣流分布與燃燒帶是息息相關的，而鼓風速度是決定燃燒帶大小和形狀的重要因素之一。尤其是對於爐缸直徑在10m以上的大型高爐，控制與調節風速是保持爐缸活躍的必要條件之一，也是保證高爐穩定順行的根本方法之一，深入研究高爐風速範圍對於指導高爐冶煉具有深遠的意義。
合理風速的概念
風口迴旋區的長度對高爐內煤氣流和溫度場的分布有極其重要的影響，若迴旋區長度過小，則造成初始煤氣流分布偏向邊緣，爐缸中心氣流減弱，爐缸活性降低，導致爐缸中心堆積；反之則造成中心過吹，造成爐缸邊緣堆積。所以對於任何一座高爐，不論冶煉條件如何，都有一個合理的風口迴旋區長度範圍，超出這個範圍，無論如何調劑，也不能保證爐缸活性正常、爐況穩定。而根據風口迴旋區的定義可知，風速是決定迴旋區長度的重要因素之一。因此合理風速的定義就是：在一定範圍內波動，能夠保持合理的風口迴旋區長度並確保高爐穩定順行的鼓風速度。
合理風速的理論依據及其影響因素
合理風速的理論依據
經過統計得到的國內43座高爐的風速與高爐容積關係圖，由圖可知，容積小於2 000m3的高爐，風速一般在100～220m/s之間，而容積在3 000m3 以上的大型高爐，其風速一般在230～300m/s之間。
不同容積的高爐所要求的風速範圍是不同的，所以有必要弄清楚合理風速與高爐爐缸直徑的關係。
高爐的合理風速隨著高爐爐缸直徑的增大而增大，因此可適用於不同高爐風速的比較，特別是原燃料條件接近的不同高爐或同一高爐的不同爐役間的比較，總計81組數據，其中包括同一座高爐不同時期的風速數據、相同爐缸直徑的不同高爐的風速數據以及不同爐缸直徑高爐的風速數據，可以看出，實際風速是隨著爐缸直徑的增大而增大的。不過，實際風速的確定還受到其他因素的影響，有文獻指出，中小高爐的實際風速也可以達到300m/s的水平。實踐證明，在保證高爐穩定順行的前提下，適當提高風速可以提高高爐的“抵抗力”，即高爐抵抗各種異常爐況的能力，有利於提高鐵水質量和產量。
影響風速的其他因素
1.原燃料條件
在送風制度一定的情況下，原燃料條件好，即爐料的強度高，品位高，渣量少，則高爐透氣性越好，從而降低了料柱對煤氣流的阻力，使爐料的有效質量增加，風壓越低，氣流越易擴散，為維持原有的風口迴旋區的大小就必須適當地提高風速；相反，原燃料條件不好時，只能維持較小的風速，否則爐況將不順；但是，當原燃料條件很好，甚至達到一定程度時，它對風速的影響將不明顯。
2.風量、風溫、風壓及風口面積對風速的影響
通過計算實際風速可以知道，實際風速與風量、風溫、風壓及風口面積有關係。其中，與風量的關係最為緊密，鼓風量增加時，風速增大，反之亦反。
雖然當風量增加時，風壓也會增加，但其幅度遠小於風量的影響。風溫對於風速的影響也相對較小，風溫增加時，風速是增大的。風口面積對於風速的影響是比較明顯的，同樣鼓風條件下，風口總面積越小，單位時間內風口截面通過的風量越多，即平均鼓風速度也越大，通過改變風口面積來調節鼓風速度也是調整送風制度的重要手段之一。
3.冶煉強度對風速的影響
風速是隨著冶煉強度的提高而降低的。因為當冶煉強度提高時，風量增加，加速了風口前碳素的燃燒反應，使風口迴旋區增大，中心過吹，甚至形成中心管道，煤氣流的初始分布不合理，煤氣利用率下降，爐況不順。因此，為了維持合適的迴旋區長度並保持合理的初始煤氣流分布，需要降低風速。
判斷及調節風速的方法
1.判斷風速的方法
判斷風速是否在合理範圍內，除了理論計算外，還可以根據觀察各種現象並結合相關儀表數據進行合理判斷。
2.調節風速的方法
調節風速的前提是必須保證高爐穩定、順行，初始煤氣流分布合理，爐缸熱制度良好等。在生產實際當中，合理風速將使高爐的透氣（液）性、熱負荷、料速、軟熔帶得到有效的控制，有效防止爐缸堆積，確保高爐的穩定、順行、低耗及長壽，因此有必要對調節風速的具體方法進行研究。
由於大高爐爐缸直徑大，在相同風量情況下，必須要靠縮小風口面積提高風速來強制吹透中心，減少爐缸中心死焦堆數量，解決中心死焦堆渣鐵滯留率高的問題，有利於提高爐缸中心熱量，從而改善整個爐缸的熱交換條件，提高爐缸的蓄熱能力，根本上解決爐缸渣鐵物理熱不足問題，有效提高爐缸活性。
但是，若送風面積調整過小，在風量不變的條件下，實際風速將大大增加，勢必造成爐缸中心過吹，煤氣利用率下降，燃料比上升，指標下降等，在這方面萊鋼做了很多努力。
綜上所述，生產條件發生變化時，通過改變風口面積來調整風速的方法是切實可行的，但是需要足夠時間的嘗試與探索，從而得到最適合高爐生產的風口面積，即找到高爐所能適應和接受的合理風速，做到吹透中心，而不是吹過中心，在保證爐缸活性的同時，也保證了爐況的穩定順行，改善煤氣利用率，降低焦比，提高產量，最佳化各項高爐生產指標。
總結
1.通過論述鼓風速度與風口迴旋區長度的關係，提出了合理風速的概念，即在保證高爐生產穩定順行的前提下，根據生產條件變化，風速應在一個合適的範圍內波動。證明了風速隨爐缸直徑的增大而增大的關係；論證了風速受到原燃料質量、部分送分參數及冶煉強度等因素影響的具體原因及變化趨勢。
2.對高爐在正常和異常風速條件下生產所產生的各種直觀現象和儀表變化進行了說明，針對這些現象就可以判斷出實際風速是否在合理範圍內，是過大還是過小，可以幫助高爐操作者進行合理的判定，儘早採取相應措施。事實證明，通過改變風口面積來調整風速的方法是切實可行，但是需要足夠時間的嘗試與探索。
3.高爐生產要以生產條件為基本導向，以煤氣流分布合理為基本思想，以控制風速為基本手段，以爐缸活躍為基本要求，以高爐長期的穩定順行為基本目標，這樣才能實現高爐生產的“高效、優質、低耗、長壽”的總方針。
