CN109022649B - 一种高炉布料方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高炉布料方法及装置，所述方法包括：确定各炉料的批重，所述炉料包括：焦炭和矿石；按照预先设定的布料顺序及所述各炉料对应的布料矩阵将所述各炉料依次布入高炉内；其中，所述预先设定的布料顺序保包括：大块焦炭、小粒度烧结矿、大粒度烧结矿+小块焦炭；所述大块焦炭的粒度大于25mm，所述小块焦炭的粒度为12～25mm，所述大粒度烧结矿的粒度大于11mm，所述小粒度烧结矿的粒度为4～11mm。

Description

一种高炉布料方法及装置
技术领域
本发明涉及高炉冶炼技术领域，尤其涉及一种高炉布料方法及装置。
背景技术
高炉冶炼时，炉内自上而下分成五个区域：块状带、软融带、滴落带、风口燃烧带、炉缸渣铁带。而高炉布料方式对块状带、软融带的形态、透气性及高炉的煤气利用率起着决定性作用。
现有技术中，由于布料方式的不合理，导致高炉块状带及软融区域的透气性不足、煤气利用率不高的问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种高炉布料方法及装置，用于解决现有技术中，由于布料方式不合理导致高炉块状带及软融区域的透气性不足、煤气利用率不高的技术问题。
本发明提供一种高炉布料方法，所述方法包括：
确定各炉料的批重，所述炉料包括：焦炭和矿石；
按照预先设定的布料顺序及所述各炉料对应的布料矩阵将所述各炉料依次布入高炉内；其中，所述预先设定的布料顺序保包括：大块焦炭、小粒度烧结矿、大粒度烧结矿+小块焦炭；所述大块焦炭的粒度大于25mm，所述小块焦炭的粒度为12～25mm，所述大粒度烧结矿的粒度大于11mm，所述小粒度烧结矿的粒度为4～11mm。
上述方案中，所述小粒度烧结矿的布料角位与所述大粒度烧结矿的布料角位一致。
上述方案中，所述确定各炉料的批重，包括：
根据所述高炉的有效容积确定每批焦炭的批重；
根据炉温及煤气利用率确定每批烧结矿的批重。
上述方案中，在布入所述大粒度烧结矿时，同时布入预设重量的球团矿及块矿。
上述方案中，所述小粒度烧结矿的布料角位包括5个。
本发明还提供一种高炉布料装置，所述装置包括：
确定单元，用于确定各炉料的批重，所述炉料包括焦炭和矿石；
布料单元，用于按照预先设定的布料顺序及所述各炉料对应的布料矩阵将所述各炉料依次布入高炉内；其中，所述预先设定的布料顺序保包括：大块焦炭、小粒度烧结矿、大粒度烧结矿+小块焦炭；所述大块焦炭的粒度大于25mm，所述小块焦炭的粒度为12～25mm，所述大粒度烧结矿的粒度大于11mm，所述小粒度烧结矿的粒度为4～11mm。
上述方案中，所述小粒度烧结矿的布料角位与所述大粒度烧结矿的布料角位一致。
上述方案中，所述确定单元具体用于：
根据所述高炉的有效容积确定每批焦炭的批重；
根据炉温及煤气利用率确定每批烧结矿的批重。
上述方案中，所述布料单元还用于：在布入所述大粒度烧结矿时，同时布入预设重量的球团矿及块矿。
上述方案中，所述小粒度烧结矿的布料角位包括5个。
本发明提供了一种高炉布料方法及装置，所述方法包括：确定各炉料的批重，所述炉料包括：焦炭和矿石；按照预先设定的布料顺序及所述各炉料对应的布料矩阵将所述各炉料依次布入高炉内；其中，所述预先设定的布料顺序保包括：大块焦炭、小粒度烧结矿、大粒度烧结矿+小块焦炭；所述大块焦炭的粒度大于25mm，所述小块焦炭的粒度为12～25mm，所述大粒度烧结矿的粒度大于11mm，所述小粒度烧结矿的粒度为4～11mm；如此，在焦炭装入炉内后，布入小粒度烧结矿，小粒度烧结矿部分渗入焦炭，改善了矿石与焦炭的接触条件，使通过焦炭层的煤气流能更好地与矿石接触，发生矿石的还原反应，从而改善煤气利用，提高煤气利用率；并且，小粒度烧结矿部分渗入焦炭层后，会使矿石层的厚度减薄，有利于改善软融带的透气性；而在焦炭布入炉内后，将小粒度烧结矿布入高炉内，可以避免出现小粒度烧结矿部分渗入大粒度烧结矿的现象，因此改善了块状带的透气性。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的高炉布料方法流程示意图；
图2为本发明实施例二提供的高炉布料装置结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术中由于布料方式不合理导致高炉块状带及软融区域的透气性不足、煤气利用率不高的技术问题，本发明提供了一种高炉布料方法及装置，所述方法包括：确定各炉料的批重，所述炉料包括：焦炭和矿石；按照预先设定的布料顺序及所述各炉料对应的布料矩阵将所述各炉料依次布入高炉内；其中，所述预先设定的布料顺序保包括：大块焦炭、小粒度烧结矿、大粒度烧结矿+小块焦炭；所述大块焦炭的粒度大于25mm，所述小块焦炭的粒度为12～25mm，所述大粒度烧结矿的粒度大于11mm，所述小粒度烧结矿的粒度为4～11mm。
下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
实施例一
本实施例提供一种高炉布料方法，如图1所示，所述方法包括：
S110，确定各炉料的批重，所述炉料包括：焦炭和矿石；
这里，焦炭包括：小块焦炭和大块焦炭；矿石包括：大粒度烧结矿、小粒度烧结矿、球团矿及块矿等。其中，大块焦炭的粒度大于25mm，小块焦炭的粒度为12～25mm，大粒度烧结矿的粒度大于11mm，小粒度烧结矿的粒度为4～11mm。
因不同规格的高炉有不同的生产需求，因此需要的炉料及批重也是不同的。本实施例中，是根据高炉的有效容积焦炭的批重(焦批)，比如在高炉炉喉位置焦批的厚度不低于0.5m，在高炉软融带位置，焦批的厚度不低于0.2m。
焦批确定好之后，在冶炼过程中，实时监测炉温及煤气利用率，并根据炉温、煤气利用率确定矿批(矿石的批重)。这里，是根据炉温、煤气利用率及矿批之间的映射关系表确定矿批的，该映射关系表是根据历史经验值确定的。
以某高炉的有效容积为3200m3为例，焦炭批重为：19吨，包括：大块焦炭16.5吨、小块焦炭2.5吨。
矿石的批重为90吨，包括：大粒度烧结矿45吨、小粒度烧结矿17吨、球团13.5吨、块矿13.5吨。
S111，按照预先设定的布料顺序及所述各炉料对应的布料矩阵将所述各炉料依次布入高炉内；其中，所述预先设定的布料顺序保包括：大块焦炭、小粒度烧结矿、大粒度烧结矿+小块焦炭；
确定好矿批及焦批之后，按照预先设定的布料顺序及所述各炉料对应的布料矩阵将所述各炉料依次布入高炉内。
其中，为了避免小粒度烧结矿部分渗入至大粒度烧结矿中，影响块状带的透气性，预先设定的布料顺序保包括：大块焦炭、小粒度烧结矿、大粒度烧结矿+小块焦炭；即先布入大块焦炭、再布入小粒度烧结矿，最后布入大粒度烧结矿。
这种将小粒度烧结矿先于大粒度烧结矿布入至高炉内，且小粒度烧结矿布料角位增多到与大粒度烧结矿布料角位一致的布料方式，在高炉径向分布中，小粒度球团矿不是位于高炉边缘处，还可以使得小粒度烧结矿部分渗入焦炭，改善了矿石与焦炭的接触条件，使通过焦炭层的煤气流能更好地与矿石接触，发生矿石的还原反应，从而提高煤气利用率，降低高炉燃料比；并且小粒度烧结矿部分渗入焦炭层后，会使矿石层的厚度减薄，有利于改善软融带的透气性(在软融带，因矿石排至软融状态，孔隙度大幅度减少，透气性大幅度下降，成为煤气流上升的主要阻力，而此时焦炭层仍然是固体状态，是煤气流上升的主要通道，称为“焦窗”。因此减少矿石层厚度有利于改善软融带的透气性)。
具体地，在布入大块焦炭时，对应的布料矩阵为C987651 332223。即在第9号角位布入3圈大块焦炭，在第8号角位布入3圈大块焦炭，在第7号角位布入2圈大块焦炭，在第6号角位布入2圈大块焦炭，在第5号角位布入2圈大块焦炭，在第1号角位布入3圈大块焦炭。
然后按照小粒度烧结矿对应的布料矩阵将小粒度烧结矿布入炉内，这里，为了高炉炉内径向的各种原料品种的分布比例均衡，各区域形成的炉渣碱度一致，避免了在高炉炉内边缘区域因炉渣碱度过高引起的流动性下降，导致炉墙结厚的现象，本实施例中小粒度烧结矿的布料角位与大粒度烧结矿的布料角位一致，本实施例中小粒度烧结矿的布料角位与大粒度烧结矿的布料角位都为5个。
小粒度烧结矿对应的布料矩阵为OS98765 11111，即在第9号角位布入1圈小粒度烧结矿，在第8号角位布入1圈小粒度烧结矿，在第7号角位布入1圈小粒度烧结矿，在第6号角位布入1圈小粒度烧结矿，在第5号角位布入1圈小粒度烧结矿。
最后按照大粒度烧结矿对应的布料矩阵将大粒度烧结矿及回收利用的小块焦布入高炉内。
大粒度烧结矿对应的布料矩阵为OL98765 33322，即在第9号角位布入3圈大粒度烧结矿+球团矿+块矿+小块焦炭，在第8号角位布入3圈大粒度烧结矿+球团矿+块矿+小块焦炭，在第7号角位布入3圈大粒度烧结矿+球团矿+块矿+小块焦炭，在第6号角位布入2圈大粒度烧结矿+球团矿+块矿+小块焦炭，在第5号角位布入2圈大粒度烧结矿+球团矿+块矿+小块焦炭。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供一种高炉布料装置，详见实施例二。
实施例二
本实施例提供一种高炉布料装置，如图2所示，装置包括：确定单元21及布料单元22；其中，
确定单元21用于确定各炉料的批重，所述炉料包括：焦炭和矿石；这里，焦炭包括：小块焦炭和大块焦炭；矿石包括：大粒度烧结矿、小粒度烧结矿、球团矿及块矿等。其中，大块焦炭的粒度大于25mm，小块焦炭的粒度为12～25mm，大粒度烧结矿的粒度大于11mm，小粒度烧结矿的粒度为4～11mm。
因不同规格的高炉有不同的生产需求，因此需要的炉料及批重也是不同的。本实施例中，是根据高炉的有效容积焦炭的批重(焦批)，比如在高炉炉喉位置焦批的厚度不低于0.5m，在高炉软融带位置，焦批的厚度不低于0.2m。
焦批确定好之后，在冶炼过程中，实时监测炉温及煤气利用率，并根据炉温、煤气利用率确定矿批(矿石的批重)。这里，是根据炉温、煤气利用率及矿批之间的映射关系表确定矿批的，该映射关系表是根据历史经验值确定的。
以某高炉的有效容积为3200m3为例，焦炭批重为：19吨，包括：大块焦炭16.5吨、小块焦炭2.5吨。
矿石的批重为90吨，包括：大粒度烧结矿45吨、小粒度烧结矿17吨、球团13.5吨、块矿13.5吨。
确定好矿批及焦批之后，布料单元22用于按照预先设定的布料顺序及所述各炉料对应的布料矩阵将所述各炉料依次布入高炉内。
其中，为了避免小粒度烧结矿部分渗入至大粒度烧结矿中，影响块状带的透气性，预先设定的布料顺序保包括：大块焦炭、小粒度烧结矿、大粒度烧结矿+小块焦炭；即先布入大块焦炭、再布入小粒度烧结矿，最后布入大粒度烧结矿。
这种将小粒度烧结矿先于大粒度烧结矿布入至高炉内，且小粒度烧结矿布料角位增多到与大粒度烧结矿布料角位一致的布料方式，在高炉径向分布中，小粒度球团矿不是位于高炉边缘处，还可以使得小粒度烧结矿部分渗入焦炭，改善了矿石与焦炭的接触条件，使通过焦炭层的煤气流能更好地与矿石接触，发生矿石的还原反应，从而提高煤气利用率，降低高炉燃料比；并且小粒度烧结矿部分渗入焦炭层后，会使矿石层的厚度减薄，有利于改善软融带的透气性(在软融带，因矿石排至软融状态，孔隙度大幅度减少，透气性大幅度下降，成为煤气流上升的主要阻力，而此时焦炭层仍然是固体状态，是煤气流上升的主要通道，称为“焦窗”。因此减少矿石层厚度有利于改善软融带的透气性)。
具体地，在布入大块焦炭时，对应的布料矩阵为C987651 332223。即在第9号角位布入3圈大块焦炭，在第8号角位布入3圈大块焦炭，在第7号角位布入2圈大块焦炭，在第6号角位布入2圈大块焦炭，在第5号角位布入2圈大块焦炭，在第1号角位布入3圈大块焦炭。
然后按照小粒度烧结矿对应的布料矩阵将小粒度烧结矿布入炉内，这里，为了高炉炉内径向的各种原料品种的分布比例均衡，各区域形成的炉渣碱度一致，避免了在高炉炉内边缘区域因炉渣碱度过高引起的流动性下降，导致炉墙结厚的现象，本实施例中小粒度烧结矿的布料角位与大粒度烧结矿的布料角位一致，本实施例中小粒度烧结矿的布料角位与大粒度烧结矿的布料角位都为5个。
小粒度烧结矿对应的布料矩阵为OS98765 11111，即在第9号角位布入1圈小粒度烧结矿，在第8号角位布入1圈小粒度烧结矿，在第7号角位布入1圈小粒度烧结矿，在第6号角位布入1圈小粒度烧结矿，在第5号角位布入1圈小粒度烧结矿。
最后按照大粒度烧结矿对应的布料矩阵将大粒度烧结矿及回收利用的小块焦布入高炉内。
大粒度烧结矿对应的布料矩阵为OL98765 33322，即在第9号角位布入3圈大粒度烧结矿+球团矿+块矿+小块焦炭，在第8号角位布入3圈大粒度烧结矿+球团矿+块矿+小块焦炭，在第7号角位布入3圈大粒度烧结矿+球团矿+块矿+小块焦炭，在第6号角位布入2圈大粒度烧结矿+球团矿+块矿+小块焦炭，在第5号角位布入2圈大粒度烧结矿+球团矿+块矿+小块焦炭。
实施例三
实际应用中，利用上述实施例提供的方法及装置向高炉内布料时，具体实现如下：
以有效容积3200m3的高炉为例，确定出的炉料及批重包括：焦批18.8t，其中包括：大块焦炭17吨、小块焦炭1.8吨。
矿石的批重为89.5吨，包括：大粒度烧结矿46吨、小粒度烧结矿16.5吨、球团13.5吨、块矿13.5吨。
确定好矿批及焦批之后，按照预先设定的布料顺序及所述各炉料对应的布料矩阵将所述各炉料依次布入高炉内，预先设定的布料顺序保包括：大块焦炭、小粒度烧结矿、大粒度烧结矿+小块焦炭；即先布入大块焦炭、再布入小粒度烧结矿，最后布入大粒度烧结矿。
具体如下：在布入大块焦炭时，对应的布料矩阵为C987651 332223。即在第9号角位布入3圈大块焦炭，在第8号角位布入3圈大块焦炭，在第7号角位布入2圈大块焦炭，在第6号角位布入2圈大块焦炭，在第5号角位布入2圈大块焦炭，在第1号角位布入3圈大块焦炭。
在布入小粒度烧结矿时，小粒度烧结矿对应的布料矩阵为OS98765 11111，即在第9号角位布入1圈小粒度烧结矿，在第8号角位布入1圈小粒度烧结矿，在第7号角位布入1圈小粒度烧结矿，在第6号角位布入1圈小粒度烧结矿，在第5号角位布入1圈小粒度烧结矿。
最后布入大粒度烧结矿，大粒度烧结矿对应的布料矩阵为OL98765 33322，即在第9号角位布入3圈大粒度烧结矿+球团矿+块矿+小块焦，在第8号角位布入3圈大粒度烧结矿+球团矿+块矿+小块焦，在第7号角位布入3圈大粒度烧结矿+球团矿+块矿+小块焦，在第6号角位布入2圈大粒度烧结矿+球团矿+块矿+小块焦，在第5号角位布入2圈大粒度烧结矿+球团矿+块矿+小块焦。
利用上述的布料方法向高炉布料后，同时煤气利用率也由之前的48％提高到50％，高炉顺行情况良好，燃料消耗下降。并且之前的焦炭负荷由之前的4.74上升至4.97，提高了焦炭的燃烧率。高炉燃料比由之前的519kg/t左右降到现在的505kg/t。
本申请实施例提供的高炉布料方法及装置能带来的有益效果至少是：本发明提供了一种高炉布料方法及装置，所述方法包括：确定各炉料的批重，所述炉料包括：焦炭和矿石；按照预先设定的布料顺序及所述各炉料对应的布料矩阵将所述各炉料依次布入高炉内；其中，所述预先设定的布料顺序保包括：大块焦炭、小粒度烧结矿、大粒度烧结矿+小块焦炭；如此，在焦炭装入炉内后，布入小粒度烧结矿，小粒度烧结矿克部分渗入焦炭，改善了矿石与焦炭的接触条件，使通过焦炭层的煤气流能更好地与矿石接触，发生矿石的还原反应，从而改善煤气利用，提高煤气利用率；并且，小粒度烧结矿部分渗入焦炭层后，会使矿石层的厚度减薄，有利于改善软融带的透气性；而在焦炭布入炉内后，将小粒度烧结矿布入高炉内，可以避免出现小粒度烧结矿部分渗入大粒度烧结矿的现象，因此改善了块状带的透气性；并且扩大了小粒度烧结矿的布料角度范围，从而可以使高炉炉内径向的各种原料品种的分布比例均衡，各区域形成的炉渣碱度一致(碱度为1.2左右)，避免了在高炉炉内边缘区域因炉渣碱度过高引起的流动性下降、炉墙结厚的现象，确保高炉炉况顺行。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高炉布料方法，其特征在于，所述方法包括：
确定各炉料的批重，所述炉料包括：焦炭和矿石；
按照预先设定的布料顺序及所述各炉料对应的布料矩阵将所述各炉料依次布入高炉内；其中，所述预先设定的布料顺序保包括：大块焦炭、小粒度烧结矿、大粒度烧结矿+小块焦炭；所述大块焦炭的粒度大于25mm，所述小块焦炭的粒度为12～25mm，所述大粒度烧结矿的粒度大于11mm，所述小粒度烧结矿的粒度为4～11mm；其中，
所述小粒度烧结矿的布料角位与所述大粒度烧结矿的布料角位一致。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定各炉料的批重，包括：
根据所述高炉的有效容积确定每批焦炭的批重；
根据炉温及煤气利用率确定每批烧结矿的批重。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在布入所述大粒度烧结矿时，同时布入预设重量的球团矿及块矿。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述小粒度烧结矿的布料角位包括5个。
5.一种高炉布料装置，其特征在于，所述装置包括：
确定单元，用于确定各炉料的批重，所述炉料包括焦炭和矿石；
布料单元，用于按照预先设定的布料顺序及所述各炉料对应的布料矩阵将所述各炉料依次布入高炉内；其中，所述预先设定的布料顺序保包括：大块焦炭、小粒度烧结矿、大粒度烧结矿+小块焦炭；所述大块焦炭的粒度大于25mm，所述小块焦炭的粒度为12～25mm，所述大粒度烧结矿的粒度大于11mm，所述小粒度烧结矿的粒度为4～11mm；其中，
所述小粒度烧结矿的布料角位与所述大粒度烧结矿的布料角位一致。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述确定单元具体用于：
根据所述高炉的有效容积确定每批焦炭的批重；
根据炉温及煤气利用率确定每批烧结矿的批重。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述布料单元还用于：在布入所述大粒度烧结矿时，同时布入预设重量的球团矿及块矿。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述小粒度烧结矿的布料角位包括5个。
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