·350 工程科学学报，第40卷，第3期 早实现商业化的一种用煤和球团（块矿）生产铁水 易被细小松散粉尘所堵塞，导致竖炉停产清空作业， 的炼铁新工艺，具有无焦或少焦治炼的特点田.伴 严重影响竖炉的生产效率.相关学者对引入AGD 随着治金反应器对高效率、低消耗、少环境污染等目 技术COREX竖炉内气流分布D、传热传质回以及 标的追求，COREX工艺经历了从年产40万t的C- 炉料下降及偏析行为0-切进行了详细研究，但关于 1000到年产150万tC-3000的大型化演变过程，其 围管内粉尘堵塞行为的相关信息较少.因此，有必 还原竖炉平均直径由4.83m扩大到8.2m.由于 要对引入AGD技术COREX竖炉围管堵塞过程进 行研究. 工业规模扩大，宝钢引进的第一套C-3000预还原 本文以宝钢COREX-3000竖炉为原型，建立几 竖炉中出现了煤气利用率低、金属化率不高、压差过 何相似比1：20的半周冷态物理模型，模拟研究竖炉 高等一系列问题，这些都与竖炉的中心煤气发展 围管粉尘初始堵塞位置及其演变过程，考察鼓风量、 不充分密切相关 排料速度、非工况排料等操作条件对围管粉尘堵塞 为改善竖炉中心煤气分布，宝钢引进的第二套 的影响.相关研究结果，为COREX竖炉抑制围管堵塞 COREX-3000熔融还原装置在第一套的基础上进行 技术对策的提出以及优化竖炉操作提供了理论依据. 了大量改进，其中最大的改造是在竖炉中引入areal gas distribution(AGD)技术，即在围管水平位置安装 1实验方法 AGD梁，利用炉料下行运动过程中在梁下方形成的 基于相似原理，建立相似比1：20的COREX一 无炉料煤气通道，将煤气导入竖炉中心.AGD梁的 3000预还原竖炉半周冷态模型.实验装置由模型本 安装，改善了还原竖炉中心煤气欠发展的缺点，部分 体、鼓风系统、喷粉系统、螺旋排料系统组成，其示意 还原煤气可通过AGD梁进入竖炉中心，有利于提高 图如图1(a)所示.为方便观测和采集数据，炉身本 竖炉的金属化率圆.但AGD梁的安装改变了竖炉 体采用有机玻璃制作，其中供风围管通道为台阶式 还原煤气的初始分布，影响炉料的下行，特别是围管 渐缩设计，供风主管近瑞围管截面积为27.5mm× (a料斗 382 流量计 炉型本体 430 Q 储气耀 393 鼓风机 W☑ 排料螺旋 密闭收料盆 h AGD煤气 导气槽煤气一 AGD人口 导气 图1装置示意图(a)和围管区域外观图(b)及围管供风示意图(c)(单位：mm) Fig.I Schematic diagram of the semi-cylindrical apparatus (a),outside view of bustle pipe (b),and schematic diagram of the gas distribution in bustle pipe(c）(unit:mm）工程科学学报，第 40 卷，第 3 期 早实现商业化的一种用煤和球团( 块矿) 生产铁水 的炼铁新工艺，具有无焦或少焦冶炼的特点［3］． 伴 随着冶金反应器对高效率、低消耗、少环境污染等目 标的追求，COＲEX 工艺经历了从年产 40 万 t 的 C-- 1000 到年产 150 万 t C--3000 的大型化演变过程，其 还原竖炉平均直径由 4. 83 m 扩大到 8. 2 m［4］． 由于 工业规模扩大，宝钢引进的第一套 C--3000 预还原 竖炉中出现了煤气利用率低、金属化率不高、压差过 高等一系列问题［5］，这些都与竖炉的中心煤气发展 不充分密切相关． 图 1 装置示意图( a) 和围管区域外观图( b) 及围管供风示意图( c) ( 单位: mm) Fig． 1 Schematic diagram of the semi-cylindrical apparatus ( a) ，outside view of bustle pipe ( b) ，and schematic diagram of the gas distribution in bustle pipe ( c) ( unit: mm) 为改善竖炉中心煤气分布，宝钢引进的第二套 COＲEX--3000 熔融还原装置在第一套的基础上进行 了大量改进，其中最大的改造是在竖炉中引入 areal gas distribution ( AGD) 技术，即在围管水平位置安装 AGD 梁，利用炉料下行运动过程中在梁下方形成的 无炉料煤气通道，将煤气导入竖炉中心． AGD 梁的 安装，改善了还原竖炉中心煤气欠发展的缺点，部分 还原煤气可通过 AGD 梁进入竖炉中心，有利于提高 竖炉的金属化率［6］． 但 AGD 梁的安装改变了竖炉 还原煤气的初始分布，影响炉料的下行，特别是围管 易被细小松散粉尘所堵塞，导致竖炉停产清空作业， 严重影响竖炉的生产效率． 相关学者对引入 AGD 技术 COＲEX 竖炉内气流分布［7--8］、传热传质［9］以及 炉料下降及偏析行为［10--12］进行了详细研究，但关于 围管内粉尘堵塞行为的相关信息较少． 因此，有必 要对引入 AGD 技术 COＲEX 竖炉围管堵塞过程进 行研究． 本文以宝钢 COＲEX--3000 竖炉为原型，建立几 何相似比 1∶ 20 的半周冷态物理模型，模拟研究竖炉 围管粉尘初始堵塞位置及其演变过程，考察鼓风量、 排料速度、非工况排料等操作条件对围管粉尘堵塞 的影响． 相关研究结果，为 COＲEX 竖炉抑制围管堵塞 技术对策的提出以及优化竖炉操作提供了理论依据． 1 实验方法 基于相似原理，建立相似比 1 ∶ 20 的 COＲEX-- 3000 预还原竖炉半周冷态模型． 实验装置由模型本 体、鼓风系统、喷粉系统、螺旋排料系统组成，其示意 图如图 1( a) 所示． 为方便观测和采集数据，炉身本 体采用有机玻璃制作，其中供风围管通道为台阶式 渐缩设计，供风主管近端围管截面积为 27. 5 mm × · 053 ·