D01:10.13374.ism1001053x.2009.07.28 第31卷第7期 北京科技大学学报 Vol.31 No.7 2009年7月 Journal of University of Science and Technology Beijing JuL 2009 高炉炉缸死焦堆受力分析与计算 朱进锋1)赵宏博2》 程树森2》 潘宏伟2》 1)中治京诚工程技术有限公司.北京1000832)北京科技大学治金与生态工程学院北京100083 摘要建立了一个特殊情况下死焦堆在炉缸中的受力模型。推导出了最小死铁层深度的计算公式并用某高炉解剖数据进 行了验证结果表明该模型可靠.在此基础上提出了一般条件下的死料柱受力模型，推出了一个用于估算一般情况下死焦堆 浮起高度的公式并讨论了死焦堆浮起高度与炉渣液面高度的关系. 关键词高炉炉缸：死铁层：死料柱：受力分析 分类号TF512 Force analysis and calculation of deadman in a blast furnace hearth ZHU Jin-feng ZHAO Hong-bo2.CHENG Shu-sen2.PAN Hong-we2) 1)MCC Capital Engineering Research Incorporation Ltd,Beijing 100083.China 2)School of Metallurgical and Ecological Engineering.University of Science and Technology Beijing.Bijng 100083.China ABSTRACT A model to analyze foroes on deadman in a hearth under a special condition w as constructed and a method to calculate the minimum depth of salamander w as put forw ard.Proved by data from a dissected blast furnace (BF),the calculation method w as perfect.On the base of the former model.a new model for deadman force analysis on the general condition was built,a reliable for- mula to estimate the height of deadman floating was deduced and the relationship be tw een deadman floating height and liquid slag surface w as discussed. KEY WORDS blast furnace hearth;salamander;deadman:force analysis 死焦堆的状态对铁水的流动方式有很大的影 流动的，这种流动正是造成炉缸炉底侵蚀的主要原 响：沉坐在炉底的死料柱容易导致铁水环流。引起炉 因之一；其次死铁层深度的概念有些模糊，目前国内 缸产生“蒜头状”的侵蚀。而死铁层过深又易使炉底 设计的死铁层深度一般取炉缸直径的20%，导致设 铁水静压力过大，导致炉底砖缝渗铁严重.因此只 计的深度与实际生产中考虑泥包厚度和出铁角度下 要死铁层深度能够使炉缸内的死焦堆“浮起”，就不 的深度相差很大，可能在铁水出尽时其浮力不足以 宜过度增加死铁层深度可.计算表明，死焦堆 使死料柱浮起。 沉入炉缸铁水内是必然的，其差别只是沉入深度不 为了能更好地指导高炉死铁层的设计，必须有 同，而且沉入深度随高炉容积的增大而加深.事实 方便、可靠的方法进行精确的核算与论证.虽然目 上死焦堆沉入炉缸的深度占炉缸铁水深度的比例还前有很多这方面的研究，也推导出了不少理论或经 与炉缸铁水深度有关而不仅仅取决于死焦堆及高 验公式G四，但要么太复杂，要么不具通用性，难以 炉的有效炉容.在设计高炉时，即使同样容积的高 满足科学设计的要求.鉴于此，本文在朱清天等 炉死铁层的深度也有很大差异，传统的死铁层设计 提出的计算模型的基础上进行了补充和完善，并结 经验公式的指导性已经弱化9.特别是对于死铁层 合某高炉解剖的数据对该模型进行了验证：最后在 的概念目前有两个误区9：首先死铁层内的铁水是 此基础上建立了一般条件下死料柱的受力模型，推 收稿日期：200806-27 基金项目：国家自然科学基金资助项目(N。.60672145):国家“十一五”支撑计划（巨型高炉长寿技术）资助项目 作者简介：朱进锋(1981一，男，顾士研究生；程树森(1964一).男，教授.博土，Emal:chengsusen@meta.usth.cd.m高炉炉缸死焦堆受力分析与计算 朱进锋1) 赵宏博2) 程树森2) 潘宏伟2) 1)中冶京诚工程技术有限公司, 北京 100083 2)北京科技大学冶金与生态工程学院, 北京 100083 摘 要 建立了一个特殊情况下死焦堆在炉缸中的受力模型, 推导出了最小死铁层深度的计算公式, 并用某高炉解剖数据进 行了验证, 结果表明该模型可靠.在此基础上提出了一般条件下的死料柱受力模型, 推出了一个用于估算一般情况下死焦堆 浮起高度的公式, 并讨论了死焦堆浮起高度与炉渣液面高度的关系. 关键词 高炉炉缸;死铁层;死料柱;受力分析 分类号 TF512 Force analysis and calculation of deadman in a blast furnace hearth ZHU Jin-feng 1), ZHAO Hong-bo 2), CHENG Shu-sen 2), PAN Hong-wei 2) 1)MCC C apital Engineering &Research Incorporation Ltd., Beijing 100083 , China 2)School of Met allurgical and Ecologi cal Engineering , University of Science and T echnology Beijing , Beijing 100083 , China ABSTRACT A mo del to analyze fo rces on deadman in a hearth under a special condition w as constructed and a metho d to calculate the minimum depth of salamander w as put forw ard.Proved by da ta from a dissected blast furnace(BF), the calculation method w as perfect .On the base of the fo rmer model , a new model fo r deadman force analysis on the general condition was built , a reliable for￾mula to estimate the height of deadman floa ting was deduced, and the relationship be tw een deadman floating height and liquid slag surface w as discussed . KEY WORDS blast furnace hearth ;salamander;deadman ;force analysis 收稿日期:2008-06-27 基金项目:国家自然科学基金资助项目(No .60672145);国家“十一五”支撑计划 (巨型高炉长寿技术)资助项目 作者简介:朱进锋(1981—), 男, 硕士研究生;程树森(1964—), 男, 教授, 博士, E-mail:chengsusen@metall.ustb.edu.cn 死焦堆的状态对铁水的流动方式有很大的影 响:沉坐在炉底的死料柱容易导致铁水环流, 引起炉 缸产生“蒜头状”的侵蚀, 而死铁层过深又易使炉底 铁水静压力过大, 导致炉底砖缝渗铁严重.因此只 要死铁层深度能够使炉缸内的死焦堆“浮起” , 就不 宜过度增加死铁层深度[ 1-6] .计算表明[ 7] , 死焦堆 沉入炉缸铁水内是必然的, 其差别只是沉入深度不 同,而且沉入深度随高炉容积的增大而加深.事实 上死焦堆沉入炉缸的深度占炉缸铁水深度的比例还 与炉缸铁水深度有关, 而不仅仅取决于死焦堆及高 炉的有效炉容.在设计高炉时, 即使同样容积的高 炉死铁层的深度也有很大差异 , 传统的死铁层设计 经验公式的指导性已经弱化[ 8] .特别是对于死铁层 的概念目前有两个误区 [ 9] :首先死铁层内的铁水是 流动的, 这种流动正是造成炉缸炉底侵蚀的主要原 因之一 ;其次死铁层深度的概念有些模糊 ,目前国内 设计的死铁层深度一般取炉缸直径的 20 %, 导致设 计的深度与实际生产中考虑泥包厚度和出铁角度下 的深度相差很大, 可能在铁水出尽时其浮力不足以 使死料柱浮起. 为了能更好地指导高炉死铁层的设计, 必须有 方便 、可靠的方法进行精确的核算与论证 .虽然目 前有很多这方面的研究 , 也推导出了不少理论或经 验公式[ 10-12] ,但要么太复杂 ,要么不具通用性, 难以 满足科学设计的要求 .鉴于此 , 本文在朱清天等 [ 9] 提出的计算模型的基础上进行了补充和完善 ,并结 合某高炉解剖的数据对该模型进行了验证 ;最后在 此基础上建立了一般条件下死料柱的受力模型, 推 第 31 卷 第 7 期 2009 年 7 月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol .31 No.7 Jul.2009 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2009.07.028