CN101962696A - 一种高炉风口喷吹洗炉剂方法 - Google Patents
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Abstract
一种高炉风口喷吹洗炉剂方法，用于解决快速消除高炉下部粘结和炉缸堆积问题。所述方法将经高压流化的洗炉剂粉按比例配入喷吹煤粉管路，经高炉喷煤装置将洗炉剂粉与煤粉一起由风口喷入高炉炉缸内,所述洗炉剂添加比例为2.0～15kg/tFe，所述洗炉剂粉为萤石粉、锰矿粉或上述二者的混合物。本发明方法从高炉风口将洗炉剂与煤粉一并喷吹到炉内，使洗炉剂直接作用于高黏度炉渣和堆积部位，通过改善炉渣流动性，以及与石墨炭发生反应，降低并消除炉渣对下部炉墙的粘结、炉缸堆积，活跃炉缸中心，维持合理的操作炉型。
Description
技术领域
本发明涉及一种炼铁技术，特别是利用高炉风口装置向高炉内喷吹洗炉剂，消除高炉下部粘结和炉缸堆积的方法，属钢铁冶炼技术领域。
背景技术
高炉炼铁过程，由于炉渣黏度大，冷却强度与之不匹配，造成高炉下部炉渣粘结炉墙（如图1所示），或因炉缸温度不足造成的渣铁性堆积、炉渣碱度过高造成的渣性堆积、高硅高碱度操作造成的石墨堆积（如图2、图3所示）。由于炉墙粘结和炉缸堆积影响到合理的操作炉型，进而影响到煤气流的分布，导致的炉况失常。上述问题传统的处理方法是在高炉边缘处加洗炉剂进行洗炉，并采用集中加净焦，配合低碱度造渣，来化除粘结和消除堆积。该方法缺点如下：在软熔带形成的初始阶段，洗炉剂进入初渣，而为达到洗炉化渣的目的，布料位置多处于高炉边缘，受炉内炉料相互作用的不均匀性影响，致使其在高炉周向上存在不均匀性。形成于软熔带下部的中间渣，经由焦炭缝隙，最终汇集于炉缸，降低炉渣黏度的作用较为明显地体现在软熔带自身以及滴落带位置，但对于已经存在的下部粘结、炉缸内中心的黏度较大的炉渣，以及石墨堆积和作用效果有限,而且作用时间滞后将近一个冶炼周期，很难起到活跃炉缸的目的。
发明内容
本发明用于克服已有技术的缺陷而提供一种作用时间块、有效消除高炉下部粘结和炉缸堆积的高炉风口喷吹洗炉剂方法。
本发明所称问题是由以下技术方案解决的：
一种高炉风口喷吹洗炉剂方法，其特别之处是：将经高压流化的洗炉剂粉按比例配入喷吹煤粉管路，经高炉喷煤装置将洗炉剂粉与煤粉一起由风口喷入高炉炉缸内, 所述洗炉剂添加比例为2.0～15kg/tFe，所述洗炉剂粉为萤石粉、锰矿粉或上述二者的混合物，要求洗炉剂粉粒度为-200目>40%,大于80目<5%。
上述高炉风口喷吹洗炉剂方法，根据高炉炉况洗炉剂喷入方法具体如下：消除炉墙下部粘结采用喷吹萤石粉处理，萤石粉喷入量为2.0-5kg/tFe，由炉顶装入的矿石、熔剂、焦炭和喷吹煤粉决定的二元炉渣碱度控制在1.05-1.10，喷吹至冷却壁面温度恢复到正常水平止；消除炉缸堆积采用喷吹萤石粉处理，萤石粉喷入量按5-10kg/tFe，由炉顶装入的矿石、熔剂、焦炭和喷吹煤粉决定的二元渣碱度控制在1.02-1.12，喷吹至高炉可接受的正常风量止；消除高硅高碱度操作造成的石墨堆积，采用喷吹锰矿粉或喷吹锰矿粉和萤石粉混合物处理，喷吹锰矿粉喷吹量按10-15kg/tFe，由炉顶装入的矿石、熔剂、焦炭和喷吹煤粉决定的二元渣碱度控制在1.00-1.05，喷吹至高炉可接受的风量恢复到正常水平止；喷吹锰矿粉和萤石粉混合物喷吹量按10-15kg/tFe，由炉顶装入的矿石、熔剂、焦炭和喷吹煤粉决定的二元渣碱度控制在1.03-1.07，混合物中锰矿粉的比例为50%-80%，喷吹至高炉可接受的风量恢复到正常水平止。
上述高炉风口喷吹洗炉剂方法，喷吹洗炉剂过程喷吹煤粉入口压力≥高炉热风压力0.08 Mpa；喷吹洗炉剂粉在喷煤分配器前端的压力≥喷吹煤粉在喷煤分配器入口前端压力0.03-0.08Mpa。
上述高炉风口喷吹洗炉剂方法，其特征在于：喷吹洗炉剂过程，按照洗炉剂添加量1Kg/tFe，相应提高风温4 oC；或洗炉剂添加量1Kg/tFe，提高1‰的鼓风含氧量，同时提高综合焦比0.8 Kg/tFe。
本发明针对在高炉炉顶配加洗炉剂或熔剂洗炉化渣的传统方法作用时间滞后一个冶炼周期以上、作用效果相对缓慢问题进行了改进，在高炉喷煤分配器前端按比例在喷吹煤粉中配加洗炉剂粉，从高炉风口将洗炉剂与煤粉一并喷吹到炉内，使洗炉剂直接作用于高黏度炉渣和堆积部位，通过改善炉渣流动性，以及与石墨炭发生反应，降低并消除炉渣对下部炉墙的粘结、炉缸堆积，活跃炉缸中心，维持合理的操作炉型。与现技术相比具有以下优点：1.较原高炉风口单纯喷吹煤粉，可以达到更加活跃炉缸中心的目的；2.较原在高炉边缘处配加洗炉剂和熔剂的洗炉方法，作用时间快，炉渣成分更为均匀；3.可针对不同的炉况，采用灵活的喷吹方式，达到降低炉渣熔化性温度、改善炉渣流动性，消除炉缸堆积的目的。
附图说明
图1是高炉下部粘结示意图；
图2是炉缸边缘堆积示意图；
图3是炉缸中心堆积示意图；
图4是本发明喷吹洗炉剂示意图。
附图中标号表示如下：1.高炉炉体； 2.风口；3. 下部粘结；4. 边缘堆积；5.中心堆积；6.洗炉剂储粉罐；7.洗炉剂喷粉罐；8.混合器；9.喷煤分配器；10.高炉进风直管；11.煤粉管路；12.气源。
具体实施方式
参看图4，本发明通过设置的洗炉剂储粉罐6、洗炉剂喷粉罐7和气源12，将洗炉剂粉经混合器8在喷煤分配器9与煤粉管路11输送的煤粉混合，经由高炉喷煤装置将洗炉剂与煤粉一起由高炉进风直管10经风口喷入高炉炉缸内,利用高炉喷煤的流速和动能远大于全焦冶炼时的风速和鼓风动能、促使燃烧带向纵深发展的特性, 在初始煤气发生量不变的前提下，使液态萤石向中心纵深作用到高炉中心的死料区，加上喷吹装置沿高炉周向均匀分布，作用于炉缸的均匀性有保证，可以达到快速稀释炉渣、活跃炉缸中心的双重目的，对于由于炉墙下部粘结和炉缸堆积产生的炉况波动，可以大大缩短炉况恢复时间，在恢复效果上更加明显。
本发明方法作用机理如下：在软溶带下方，炉渣通过焦炭缝隙，向炉缸汇集，在炉缸位于风口水平位置处，与液态洗炉剂混合，炉渣成分得以重新组合，洗炉剂萤石中的氟化钙发挥稀释炉渣的作用，洗炉剂中锰矿经反应后生成一氧化锰发挥消除石墨碳堆积的作用；黏度较大的炉渣，对焦炭在高温区的渗液能力要求较高，要求焦炭在高温区保持有较大的粒度，以保证足够大的孔隙度，提供较为开阔的渗透空间，而从风口喷入洗炉剂，可以降低炉渣黏度，改善炉渣的流动性，从而在一定程度上降低了对于入炉焦炭的质量要求；洗炉剂本身不参与燃烧气化反应，且比重较大，惯性强，与煤粉喷入炉内后，自身的惯性使其不仅仅作用在高炉边缘，同时趋于高炉中心位置，达到活跃炉缸，均匀炉渣成分的作用。
本发明方法洗炉剂按照2.0～15kg/tFe配入煤粉喷吹，针对不同的炉况，可以机动地选择喷吹方式，并不影响正常的喷吹煤粉操作，以下对本发明方法予以详述：
1.炉墙下部粘结：炉墙下部粘结，影响下料的同时，改变煤气分布，造成料柱透气性下降，下部压差升高，但处理过急可能引发较大的渣皮脱落，造成炉温大幅度波动，使炉况进一步恶化。根据炉墙粘结程度喷吹萤石粉，喷吹量按2.0-5kg/tFe，由炉顶装入的矿石、熔剂、焦炭和喷吹煤粉决定的二元炉渣碱度控制在1.05-1.10，喷吹停止时间以冷却壁面温度恢复到正常水平为准；
2.炉缸堆积：炉缸堆积，造成炉缸工作容积变小，初始煤气流分布失常的同时，高炉可接受的风量下降，冶炼强度降低。炉缸温度不足造成的渣铁性堆积和炉渣碱度过高造成的渣性堆积。根据炉缸堆积程度喷吹萤石粉，喷吹量按5-10kg/tFe，由炉顶装入的矿石、熔剂、焦炭和喷吹煤粉决定的二元渣碱度控制在1.02-1.12，停止喷吹的时间以高炉可接受的风量恢复到正常水平为准。对于高硅高碱度操作造成的石墨堆积，根据炉缸堆积程度喷吹锰矿粉，喷吹量按10-15kg/tFe，由炉顶装入的矿石、熔剂、焦炭和喷吹煤粉决定的二元渣碱度控制在1.00-1.05，喷吹停止时间以高炉可接受的风量恢复到正常水平为准。上述高硅高碱度操作造成的石墨堆积也可以采用喷吹锰矿粉和萤石粉混合物处理，混合物中锰矿粉的比例以50%-80%为宜，根据炉缸堆积的程度，喷吹量按10-15kg/tFe，由炉顶装入的矿石、熔剂、焦炭和喷吹煤粉决定的二元渣碱度控制在1.03-1.07，喷吹时间高炉可接受的风量恢复到正常水平为准；
3. 为使喷吹的洗炉剂与煤粉充分混合，喷吹洗炉剂粉在喷煤分配器前端的压力较喷吹煤粉在喷煤分配器入口前端压力高出0.03-0.08Mpa；
4.在喷吹洗炉剂粉过程中，降低了风口前的理论燃烧温度，应采用补充其熔融耗能的措施，维持理论燃烧温度在2100-2400 oC，具体方法为：按照洗炉剂添加量1Kg/tFe，相应提高风温4 oC；或按照洗炉剂添加量1Kg/tFe，在提高1‰的鼓风含氧量的同时，提高综合焦比0.8 Kg/tFe。
以下提供几个具体的实施例：
实施例1：高炉炼铁过程从高炉静压分布来看，高炉下部阻力损失上升，全炉压差升高，料柱透气性下降，风量较正常水平降低了7%，且下部冷却壁面温度下部冷却壁面温度变化不大，可以判定，炉缸内已经形成渣铁堆积。采用喷吹萤石粉处理，萤石粉喷入量为5.0kg/tFe，由炉顶装入的矿石、熔剂、焦炭和喷吹煤粉决定的二元炉渣碱度控制在1.02，喷吹至风量恢复到正常为止。喷吹萤石粉过程提高风温20 oC。
实施例2：高炉炼铁过程，从高炉静压分布来看，高炉下部阻力损失上升，全炉压差升高，料柱透气性下降，风量较正常水平降低了8%，且下部冷却壁面温度变化不大，可以判定，炉缸内形成渣铁堆积。采用喷吹萤石粉处理，萤石粉喷入量为6.0kg/tFe，由炉顶装入的矿石、熔剂、焦炭和喷吹煤粉决定的二元炉渣碱度控制在1.06，喷吹至风量恢复到正常为止。喷吹萤石粉过程提高风温24 oC。
实施例3：高炉炼铁过程，从高炉静压分布来看，高炉下部阻力损失上升，全炉压差升高，料柱透气性下降，风量较正常水平降低了9%，且下部冷却壁面温度变化不大，可以判定，炉缸内已经形成渣铁堆积。采用喷吹萤石粉处理，萤石粉喷入量为10kg/tFe，由炉顶装入的矿石、熔剂、焦炭和喷吹煤粉决定的二元炉渣碱度控制在1.12，喷吹至风量恢复到正常为止。喷吹萤石粉过程在提高10‰的鼓风含氧量的同时，提高综合焦比8 Kg/tFe。
实施例4：高炉炼铁过程，从静压分布来看，高炉下部阻力损失升高，炉缸局部侧壁温度降低10℃以上，高炉可接受的风量较正常水平降低6%，可以判定炉内存在有石墨炭堆积，采用喷吹锰矿粉处理，锰矿粉喷吹量为10/tFe，由炉顶装入的矿石、熔剂、焦炭和喷吹煤粉决定的二元渣碱度控制在1.00，喷吹至高炉下部阻力损失和风量均恢复到正常水平为止，喷吹锰矿粉过程在提高10‰的鼓风含氧量的同时，提高综合焦比8 Kg/tFe。提高风温40oC。
实施例5：高炉炼铁过程，从静压分布来看，高炉下部阻力损失升高，炉缸局部侧壁温度降低13℃以上，高炉可接受的风量较正常水平降低7%，可以判定炉内存在有石墨炭堆积，采用喷吹锰矿粉处理，锰矿粉喷吹量为12/tFe，由炉顶装入的矿石、熔剂、焦炭和喷吹煤粉决定的二元渣碱度控制在1.05，喷吹至高炉下部阻力损失和风量均恢复到正常水平为止，喷吹锰矿粉过程在提高12‰的鼓风含氧量的同时，提高综合焦比9.6 Kg/tFe。提高风温48oC。
实施例6：高炉炼铁过程，从静压分布来看，高炉下部阻力损失升高，炉缸局部侧壁温度降低15℃以上，高炉可接受的风量较正常水平降低9%，可以判定炉内存在有石墨炭堆积，且堆积量较大，采用喷吹锰矿粉与萤石粉混合物处理，混合物中锰矿粉的比例为80%，混合物喷吹量为15/tFe，由炉顶装入的矿石、熔剂、焦炭和喷吹煤粉决定的二元渣碱度控制在1.03，喷吹至高炉下部阻力损失和风量均恢复到正常水平为止，喷吹过程在提高15‰的鼓风含氧量的同时，提高综合焦比12Kg/tFe。
实施例7：高炉炼铁过程，从静压分布来看，高炉下部阻力损失升高，炉缸局部侧壁温度降低10℃以上，高炉可接受的风量较正常水平降低8%，可以判定炉内存在有石墨炭堆积，伴随有渣铁堆积的可能，采用喷吹锰矿粉与萤石粉混合物处理，混合物中锰矿粉的比例为50%，混合物喷吹量为13/tFe，由炉顶装入的矿石、熔剂、焦炭和喷吹煤粉决定的二元渣碱度控制在1.07，喷吹至高炉下部阻力损失和风量均恢复到正常水平为止，喷吹过程在提高13‰的鼓风含氧量的同时，提高综合焦比10.4Kg/tFe。
实施例8： 高炉炼铁过程，从静压分布上看，高炉下部的阻力损失上升，料柱透气性整体下降，炉身下部冷却壁面温度下降5℃以上，可以判定炉内存在炉墙下部粘结，采用喷吹萤石粉处理，萤石粉喷入量为2kg/tFe，由炉顶装入的矿石、熔剂、焦炭和喷吹煤粉决定的二元炉渣碱度控制在1.05，喷吹至高炉料柱透气性和冷却壁面温度恢复到正常水平为止。喷吹萤石粉过程在提高2‰的鼓风含氧量的同时，提高综合焦比1.6Kg/tFe。
实施例9：高炉炼铁过程，从静压分布上看，高炉下部的阻力损失上升，料柱透气性整体下降，炉身下部冷却壁面温度下降8℃以上，可以判定炉内存在炉墙下部粘结，采用喷吹萤石粉处理，萤石粉喷入量为3kg/tFe，由炉顶装入的矿石、熔剂、焦炭和喷吹煤粉决定的二元炉渣碱度控制在1.07，喷吹至高炉料柱透气性和冷却壁面温度恢复到正常水平为止。喷吹萤石粉过程提高风温12 oC。
实施例10：高炉炼铁过程，从静压分布上看，高炉下部的阻力损失上升，料柱透气性整体下降，炉身下部冷却壁面温度下降10℃以上，可以判定炉内存在炉墙下部粘结，采用喷吹萤石粉处理，萤石粉喷入量为5kg/tFe，由炉顶装入的矿石、熔剂、焦炭和喷吹煤粉决定的二元炉渣碱度控制在1.10，喷吹至高炉料柱透气性和冷却壁面温度恢复到正常水平为止。喷吹萤石粉过程提高风温20 oC。
Claims (4)
1.一种高炉风口喷吹洗炉剂方法，其特征在于：将经高压流化的洗炉剂粉按比例配入喷吹煤粉管路，经高炉喷煤装置将洗炉剂粉与煤粉一起由风口喷入高炉炉缸内, 所述洗炉剂添加比例为2.0～15kg/tFe，所述洗炉剂粉为萤石粉、锰矿粉或上述二者的混合物，洗炉剂粉粒度为-200目>40%,大于80目<5%。
2.根据权利要求1所述的高炉风口喷吹洗炉剂方法，其特征在于：根据高炉炉况洗炉剂喷入方法具体如下：消除炉墙下部粘结采用喷吹萤石粉处理，萤石粉喷入量为2.0-5kg/tFe，由炉顶装入的矿石、熔剂、焦炭和喷吹煤粉决定的二元炉渣碱度控制在1.05-1.10，喷吹至冷却壁面温度恢复到正常水平止；消除炉缸堆积采用喷吹萤石粉处理，萤石粉喷入量按5-10kg/tFe，由炉顶装入的矿石、熔剂、焦炭和喷吹煤粉决定的二元渣碱度控制在1.02-1.12，喷吹至高炉可接受的正常风量止；消除高硅高碱度操作造成的石墨堆积，采用喷吹锰矿粉或喷吹锰矿粉和萤石粉混合物处理，喷吹锰矿粉喷吹量按10-15kg/tFe，由炉顶装入的矿石、熔剂、焦炭和喷吹煤粉决定的二元渣碱度控制在1.00-1.05，喷吹至高炉可接受的风量恢复到正常水平止；喷吹锰矿粉和萤石粉混合物喷吹量按10-15kg/tFe，由炉顶装入的矿石、熔剂、焦炭和喷吹煤粉决定的二元渣碱度控制在1.03-1.07，混合物中锰矿粉的比例为50%-80%，喷吹至高炉可接受的风量恢复到正常水平止。
3.根据权利要求2所述的高炉风口喷吹洗炉剂方法，其特征在于：喷吹洗炉剂过程喷吹煤粉入口压力≥高炉热风压力0.08 Mpa；喷吹洗炉剂粉在喷煤分配器前端的压力≥喷吹煤粉在喷煤分配器入口前端压力0.03-0.08Mpa。
4.根据权利要求3所述的高炉风口喷吹洗炉剂方法，其特征在于：喷吹洗炉剂过程，按照洗炉剂添加量1Kg/tFe，相应提高风温4 oC；或洗炉剂添加量1Kg/tFe，提高1‰的鼓风含氧量，同时提高综合焦比0.8 Kg/tFe。
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