。226 北京科技大学学报 第31卷 留率在总渣滞留率中的权重.铁口出现气相，出铁 果见表1. 完毕计算终止.不同计算条件下的渣滞留率计算结 从表1可以看出，随着死焦堆直径的增加，开始 表1不同计算条件下的渣滞留率 Table 1 Residual rates of slag under different calculation conditions (死焦堆直径/ 渣滞留率/% 死焦堆对渣滞留 死料柱状态 总渣滞留率/% 炉缸直径)/% 死焦堆 无焦空间 量的贡献率/% 60 沉坐 27.96 3418 2663 17.62 70 沉坐 29.12 3245 2801 25.00 80 沉坐 23.02 27.20 2041 3844 90 沉坐 3629 4008 3063 59.89 95 沉坐 45.22 47.57 37.64 7633 沉坐 7253 7581 5851 81.04 96 浮起 7030 7361 5616 81.03 不可渗透区 6895 7261 53.17 81.02 时总的渣滞留率变化不大，但当死焦堆直径从占炉 根据日本学者Kawa和Takahashi1g对死焦堆 缸直径的95%增加至96%时，总渣滞留率急剧上 更新机理的研究表明，死焦堆的外围焦炭是比较容 升，而且死焦堆对总渣滞留率的贡献率也显著增加， 易通过中心加焦而更新的.因此当死焦堆透液性差 大量的渣滞留在死焦堆中（贡献率达81.04%）. 影响炉渣排放时，可以采用中心加高质量焦炭的办 图2是根据计算结果处理得到的曲线. 法，来更新死焦堆外围的焦炭，从而减少渣滞留量. 100 3.2死焦堆沉坐、浮起以及底部不可渗透区对渣滞 死焦堆对渣滞留量的贡献率(%) 留量的影响 80 *一无焦空间中渣滞留率(%) ·死焦堆中渣滞留率(%) 图3是出铁完毕的气、渣、铁三相的云图.从渣 8 ·一总渣滞留率(%) 部60以 相的形状来看，所有情况下铁口以上仍有渣未排出， 0 但是铁口以下的铁水却有部分排出，形成气一渣界 面向上凸，渣-铁界面向下凸的形状.图3(a)与其他 20 三种情况下的渣层厚度相比要薄得多，而且气一渣 956065707580859095100 界面相对平缓，渣滞留率少.图3(b)、(c)和(d)三种 死焦堆直径占炉缸直径的百分比% 状态下的渣层厚度、气一渣界面形状都很接近.沉 图2不同死焦堆直径下的渣滞留率 坐、浮起和不可渗透区条件下的总渣滞留率分别为 Fig.2 Residual rates of slag at different deadman diameters 72.53%、70.30%和6895%.但从三种状态下的死 焦堆对渣滞留量的贡献率来看，沉坐、浮起和不可渗 图2是炉缸直径为104m,死焦堆沉坐时，不 透区时分别为8104%、81.03%和81.02%.这说 同死焦堆直径下的渣滞留率图.可以看到，随着死 明铁口中心线以下靠近炉底区域的死焦堆对渣滞留 焦堆直径的增加，死焦堆对总渣滞留率的贡献率增 量的贡献率并不大，铁口附近及以上区域中死焦堆 加，而总渣滞留率、无焦空间中渣滞留率和死焦堆中 的外围焦炭分布是决定渣滞留量的关键. 的渣滞留率在死焦堆直径较小时变化不大，但是当 炉缸侧壁无焦空间中气一渣界面出现一个向出 其直径超过炉缸直径95%以后渣滞留率急剧增加. 铁口倾斜的斜面，死焦堆中铁口平面以上的渣未出 在实际高炉中，焦炭填充炉缸，中心焦炭孔隙度 尽时就有气体开始喷出，此时出铁结束，导致了渣滞 小，靠近炉缸侧壁的孔隙度大.这里改变死焦堆大 留在炉缸内.对比图3中的(a)和(b,很明显看出： 小其实相当于改变死焦堆外围焦炭孔隙度分布.从 死焦堆直径越大靠近炉缸的无焦空间区域就越小， 死焦堆直径超过炉缸直径95%以后渣滞留率急剧 铁口附近气一渣界面越陡，造成的渣滞留量就越大. 增加的计算结果可以得出：死焦堆外围焦炭分布是 从计算的流场来看（见图4和图5），出铁时渣 决定渣滞留量的关键改善死焦堆外围焦炭的透液 铁水流动存在环流。而且无焦空间的速度比死焦堆 性是减少渣滞留量的重要手段. 中的速度要大得多（约为10~20倍），渣铁主要是靠留率在总渣滞留率中的权重.铁口出现气相 , 出铁 完毕计算终止.不同计算条件下的渣滞留率计算结 果见表 1 . 从表 1 可以看出, 随着死焦堆直径的增加, 开始 表 1 不同计算条件下的渣滞留率 Table 1 Residual rat es of slag under different calculation conditions (死焦堆直径/ 炉缸直径)/ % 死料柱状态 总渣滞留率/ % 渣滞留率/ % 死焦堆 无焦空间 死焦堆对渣滞留 量的贡献率/ % 60 沉坐 27.96 34.18 26.63 17.62 70 沉坐 29.12 32.45 28.01 25.00 80 沉坐 23.02 27.20 20.41 38.44 90 沉坐 36.29 40.08 30.63 59.89 95 沉坐 45.22 47.57 37.64 76.33 沉坐 72.53 75.81 58.51 81.04 96 浮起 70.30 73.61 56.16 81.03 不可渗透区 68.95 72.61 53.17 81.02 时总的渣滞留率变化不大, 但当死焦堆直径从占炉 缸直径的 95 %增加至 96 %时 , 总渣滞留率急剧上 升,而且死焦堆对总渣滞留率的贡献率也显著增加 , 大量的渣滞留在死焦堆中(贡献率达 81.04 %). 图 2 是根据计算结果处理得到的曲线. 图 2 不同死焦堆直径下的渣滞留率 Fig.2 Residual rates of slag at diff erent deadman diameters 图 2 是炉缸直径为 10.4 m , 死焦堆沉坐时 , 不 同死焦堆直径下的渣滞留率图.可以看到 , 随着死 焦堆直径的增加 ,死焦堆对总渣滞留率的贡献率增 加,而总渣滞留率、无焦空间中渣滞留率和死焦堆中 的渣滞留率在死焦堆直径较小时变化不大, 但是当 其直径超过炉缸直径 95 %以后渣滞留率急剧增加. 在实际高炉中, 焦炭填充炉缸 ,中心焦炭孔隙度 小,靠近炉缸侧壁的孔隙度大 .这里改变死焦堆大 小其实相当于改变死焦堆外围焦炭孔隙度分布 .从 死焦堆直径超过炉缸直径 95 %以后渣滞留率急剧 增加的计算结果可以得出:死焦堆外围焦炭分布是 决定渣滞留量的关键, 改善死焦堆外围焦炭的透液 性是减少渣滞留量的重要手段 . 根据日本学者 Kaw ai 和 Takahashi [ 10] 对死焦堆 更新机理的研究表明 , 死焦堆的外围焦炭是比较容 易通过中心加焦而更新的.因此当死焦堆透液性差 影响炉渣排放时, 可以采用中心加高质量焦炭的办 法 ,来更新死焦堆外围的焦炭,从而减少渣滞留量. 3.2 死焦堆沉坐 、浮起以及底部不可渗透区对渣滞 留量的影响 图 3 是出铁完毕的气 、渣 、铁三相的云图 .从渣 相的形状来看,所有情况下铁口以上仍有渣未排出, 但是铁口以下的铁水却有部分排出, 形成气-渣界 面向上凸,渣-铁界面向下凸的形状 .图 3(a)与其他 三种情况下的渣层厚度相比要薄得多, 而且气-渣 界面相对平缓 ,渣滞留率少 .图 3(b)、(c)和(d)三种 状态下的渣层厚度、气-渣界面形状都很接近 .沉 坐 、浮起和不可渗透区条件下的总渣滞留率分别为 72.53 %、70.30 %和68.95 %.但从三种状态下的死 焦堆对渣滞留量的贡献率来看, 沉坐 、浮起和不可渗 透区时分别为 81.04 %、81.03 %和 81.02 %.这说 明铁口中心线以下靠近炉底区域的死焦堆对渣滞留 量的贡献率并不大, 铁口附近及以上区域中死焦堆 的外围焦炭分布是决定渣滞留量的关键. 炉缸侧壁无焦空间中气-渣界面出现一个向出 铁口倾斜的斜面, 死焦堆中铁口平面以上的渣未出 尽时就有气体开始喷出 ,此时出铁结束,导致了渣滞 留在炉缸内 .对比图 3 中的(a)和(b), 很明显看出: 死焦堆直径越大, 靠近炉缸的无焦空间区域就越小, 铁口附近气-渣界面越陡 ,造成的渣滞留量就越大 . 从计算的流场来看(见图 4 和图 5), 出铁时渣 铁水流动存在环流, 而且无焦空间的速度比死焦堆 中的速度要大得多(约为 10 ～ 20 倍),渣铁主要是靠 · 226 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 31 卷