软熔带（炉料从开始软化到滴落的区域）

概述

软熔带

软熔带

应用原理

在实验室中进行了高炉软熔带形态的三维动态模拟实验研究。结果表明，采用发展中心和中心加焦的装料制度，有利于形成位置高的倒Ｖ型软熔带，可提高料柱透气性，降低炉内总压降，是增大喷煤量，疏导炉内煤气流，促进高炉顺行的有效手段。

形状与特点

软熔带

2、V形  它的形状像V，其特点刚好与倒V形相反。边沿温度高，中心温度低，煤气利用不好，而且不利于炉缸一系列反应。

3、W形  其特点与效果介于两者之间。

随着温度的升高，液相数量增加。当升高到一定温度后，矿石在荷重条件下开始变形、收缩、软化。继续升温，则继续软化收缩，直至熔化滴落。在高炉炼铁过程中，从软化开始发生熔滴，即在炉内形成了软熔带。软熔带中的透气性差，还原和传热过程受到限制。因此，要求软熔带薄一些，位置低一 些。软熔带的厚度和位置同矿石的软化性在高炉内和熔滴性有直接关系。矿石的软化温度高、软化温度区间窄，则高炉内的软熔带薄，在炉内位置低，透气性好，所以矿石的荷重还原软化性是评价铁矿石高温冶金性能的主要指标之一。不同矿石具有不同的荷重还原软化性，并可用专门的装置测定。测试方法20世纪60年代以前，研究矿石软化性的方法是取一定数量和粒度的矿石置于增涡中，试样上加一定的荷重，在一定升温速度下加热，测定其收 缩率同温度的关系。用软化开始温度和软化区间为评价矿石软化性的指标。但是，测试温度不超过1200℃，试验气氛和试样还原程度不予控制，升温制度和荷重的控制也无统一的规范，装置的自动化水平较低。到了60年代，出现了一些新的测试装置和方法。为了控制试样的还原程度，先将试样预还原到不同的还原度，然 后在N:气氛下进行加热，测定不同温度下的收缩率，以比较不同矿石的软化性。为了测定矿石在软化收缩时的透气性和还原性的变化，研制了一种荷重还原透气性测定装置。但是，这种装置由于使用耐热金属反应管，测试温度只能达到1050一1100℃，而且测定是在恒温下进行。为使测试条件同高炉内相近，采用了程序升温和在高温下通入NZ+CO混合气，用高A12O3管代替金属管，使测试温度可提高到1350一1400℃。

影响因素

1、软熔带及其影响因素

软熔带

软熔带内发生的反应主要是矿石的软化与初渣的形成。由于固相反应形成的低熔点化合物进一步加热后开始软化，同时由于液相的出现改善了矿石与焦炭或熔剂的接触条件，当炉料继续下降和升温，液相不断增加，最终软化熔融形成流动状态。矿石的软化到熔融流动是造渣过程中对高炉行程影响较大的一个环节。初渣形成的早与晚，在高炉内位置的高与低，都对高炉顺行影响较大。故高炉软熔带亦称为成渣带。

根据高炉解剖研究及矿石的软熔特性，软熔带形状与炉内等温线相适应，而等温线又与煤气中CO2分布相适应。在高炉操作中炉喉煤气CO2曲线形状主要靠改变布料制度调节，其次是受送风制度影响。因此，软熔带的形状主要是受装料制度与送风制度影响，前者属上部调剂，后者属下部调剂。对正装比例为主的高炉，一般都是接近倒V形软熔带；对倒装为主或全倒装的高炉，基本上属V形状软熔带；对正、倒装各占一定比例的高炉，一般接近W形软熔带。

2 、软熔带对高炉生产的影响

软熔带的形状决定了高炉煤气中下部分布，因而在一定程度上可以认为软熔带决定了高炉炉内温度场的分布，它的形状与位置对高炉冶炼过程产生明显的影响，如矿石的预还原，生铁含硅，煤气利用，炉缸温度与活跃程度以及对炉衬的维护等。目前倒V形软熔带被公认为是最佳软熔带。各种形状软熔带对冶炼进程的影响如表1所示。

在软熔带内，矿石、熔剂逐渐软化、熔融、造渣而形成液态渣铁，只有焦炭此时仍保持着固体状态。形成的熔融而粘稠的初成渣与中间渣充填于焦块之间，并向下滴落，使煤气通过的阻力大大增加。在软熔带是靠焦炭的夹层即焦窗透气，在滴落带和炉缸内是靠焦块之间的空隙透液和透气。因此提高焦炭的高温强度，对改善整个区域的料柱透气性、透液性有重要意义。上升的高炉煤气从滴下带到软熔带后，只能通过焦炭夹层流向块状带。通过软熔带后，煤气被迫改变原来的流动方向，向块状带流去。所以在软熔带中焦炭夹层数及总面积对煤气流的阻力有很大影响。

对形状相同的软熔带，若软熔带高度较高时含有较多的焦炭夹层，供煤气通过的断面积大，煤气通过的阻力减小；反之，煤气通过时阻力大。但是软熔带高度增大，块状带的体积则减小，即矿石的间接还原区相应减小，煤气利用变差，焦比升高；反之，软熔带高度降低，可以提高煤气利用率，降低焦比。所以，较高的软熔带属高产型，一般利用系数较高；较矮的软熔带属低焦化型，燃料比较低。当增加软熔带宽度时，煤气压力要增大，这不仅由于块状带的体积因软熔带变宽而缩小，而且也因包含在软熔带内的焦炭夹层长度相对增加所致。当缩小软熔带宽度时煤气压阻力减小。

一般来说，软熔带越窄，焦炭夹层的层数越多，夹层越厚，孔隙率越大，则软熔带透气性越好。

3 、控制软熔带应考虑的问题

原料水平是高炉顺行与强化冶炼程度高低的基础与根本，只要料柱透气性能与风量、煤气量相适应，高炉就可以进一步强化冶炼。从这个意义上讲，料柱透气性的极限，就是高炉强化冶炼的极限。改善料柱透气性，必须改善原燃料质量，改善造渣，改善操作，获得适宜的软熔带形状和最佳的煤气分布。而改善造渣和软熔带状况的根本仍是精料问题。因此，在控制软熔带形状与位置时应充分考虑到自身原料水平。当原料水平好时可采用煤气利用好的倒V型软熔带，当原料水平有所下降时可采用W型软熔带，当原料水平较差甚至无法维持高炉顺行时可采用V型软熔带。

在制定上、下部操作制度控制软熔带形状与位置时，应考虑到有利于降低焦比，提高煤气利用水平，努力降低燃料消耗。高炉要以顺行为基础，但成本控制却是高炉生产核心，因此，在调剂上应尽量做到提高煤气利用降低焦比，达到高产、低耗的目的。

随着高炉强化冶炼的大幅度上升，高炉炉龄问题已成为一个日益突出的问题，高炉大、中修需要花费大量的物力、财力，因此必须从日常操作制度上加强控制，提高高炉长寿意识，才能延长高炉炉龄。软熔带的形状与高炉内的温度场分布基本一致。因此，在原燃料条件允许情况下，应尽量加强对边沿煤气流的控制，降低炉衬表面温度，减少高炉边沿煤气流量，从而达到保护炉衬延长炉龄的目的。

高炉软熔带的形状与位置是高炉上、下部调剂手段的综合体现，是决定高炉煤气流稳定运行的关键，是高炉取得优异经济技术指标达到优质、高产、低耗的保证。目前，全国高炉均面临着原料短缺的问题，在这种情况下，要注意不能盲目追求提高冶炼强度，降低焦比的操作制度，因为一定的原燃料条件对应着一定的冶炼水平，超越冶炼条件允许的高强度冶炼将导致炉况不顺，致使焦比大幅度上升。