CN117568538B - 一种高炉的开炉料装填方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高炉的开炉料装填方法，包括：步骤S10、在高炉的风口以下装填木料层；步骤S20、通过人孔装入钢丝网，并使钢丝网沿着炉膛的侧壁足有展开，钢丝网的底端靠近开炉料的料面；步骤S30、从炉膛的顶部多批次输入焦炭和矿料，每当形成一个焦炭层或矿石层，拉动钢丝网上升。步骤S40、装填完成后，断开钢丝绳，将钢丝网遗留在炉膛内。在钢丝网的缓冲、隔离作用下，可降低开炉料对炉膛的侧壁的撞击力，避免开炉料对炉膛内壁的喷涂层、内衬等结构造成破坏，有利于延长高炉的运行寿命。同时，在钢丝网的缓冲作用下，可避免开炉料在撞击中被粉碎，避免开炉料中的间隙被填充，保证开炉料的整体透气性，缩短高炉的开炉时间。

Description

一种高炉的开炉料装填方法

技术领域

本发明涉及冶金设备技术领域，尤其涉及一种高炉的开炉料装填方法。

背景技术

新建高炉开炉时、以及高炉停炉大修后重新开炉时装入的炉料成为“开炉料”，开炉料主要包括木料、矿石、焦炭和辅料(石灰石、白云石等溶剂)等。装填开炉料时，首先在高炉的炉膛底部区域(风口位置以下)铺设木料，以促进开炉时点火操作。木料铺设完成后，通过顶部的布料装置将矿石、焦炭和辅料分批输入炉膛内。待所有的炉料装填完成后再进行送风点火。

由于高炉的炉膛高度达到30m-50m，矿石、焦炭从布料装置输出后会呈抛物线自由下落。在靠近炉膛底部的区域，矿石、焦炭等开炉料会撞击到炉膛的内壁，造成炉膛内壁的喷涂层、内衬等炉体结构损坏、脱落，影响高炉的运行寿命。同时，矿石、焦炭等炉料在撞击作用下会被粉碎，进而产生大量的粒度较小的炉料，粒度较小的炉料填充在大粒度炉料的间隙内，造成开炉料的整体透气性变差，增加了加风难度，进而延长高炉的开炉时间。

发明内容

本发明的目的在于提出一种高炉的开炉料装填方法，其可降低开炉料对炉膛内壁的破坏，开炉时间短。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供的一种高炉的开炉料装填方法，提供高炉和辅助装填工装，所述高炉靠近顶部的位置设置有人孔，所述辅助装填工装包括钢丝网和与所述钢丝网的端部连接的钢丝绳，具体包括以下步骤：

步骤S10、在高炉的风口以下区域装填木料以形成木料层；

步骤S20、通过所述人孔将所述钢丝网装入所述高炉的炉膛内，利用所述钢丝绳对所述钢丝网进行悬挂固定，并使所述钢丝网沿着所述炉膛的侧壁自由展开，所述钢丝网的底端靠近开炉料的料面；

步骤S30、从所述炉膛的顶部多批次输入焦炭和矿料，所述焦炭堆积在所述炉膛内以形成焦炭层，所述矿料堆积在所述炉膛内以形成矿石层，所述焦炭层与所述矿石层交错分布；

每当形成一个所述焦炭层或所述矿石层，通过所述钢丝绳拉动所述钢丝网上升，并使所述钢丝网的底端靠近所述开炉料的料面；

当所述钢丝网的顶端靠近所述人孔时停止拉动所述钢丝网上升；

步骤S40、装填完所述焦炭层和所述矿石层后，断开所述钢丝绳，并将所述钢丝网遗留在所述炉膛内。

进一步的，步骤S10中，在装填所述木料层前，先在所述高炉的炉缸底部装填一层焦炭。

进一步的，步骤S30中，调节用于输入所述焦炭和所述矿料的溜槽，将所述溜槽的布料角度控制在1°-5°。

进一步的，当所述开炉料的料面位于所述高炉的炉腰以下时，所述溜槽的布料角度为α1，当所述开炉料的料面位于所述炉腰以上时，所述溜槽的布料角度为α2，且α1＜α2。

进一步的，装填所述焦炭层时，所述溜槽的布料角度为β1，装填所述矿石层时，所述溜槽的布料角度为β2，且β1＜β2。

进一步的，沿所述高炉的圆周方向，所述高炉环形分布有多个人孔，每个所述人孔对应悬挂一个所述钢丝网。

进一步的，步骤S30中，利用溜槽输入所述焦炭和所述矿料，装填所述焦炭层时，所述溜槽进行固定布料，并使所述溜槽间歇性运动至各个所述钢丝网的对应方向；

装填所述矿石层时，所述溜槽进行旋转布料，并使所述溜槽沿所述高炉的圆周方向持续转动。

进一步的，步骤S30中，装填所述焦炭层时，所述钢丝网的底端与所述开炉料的料面抵接；

装填所述矿石层时，所述钢丝网的底端与所述开炉料的料面间隔，且所述钢丝网的底端与所述开炉料之间的间隔距离大于200mm。

进一步的，随着所述开炉料的料面的上升，每次装填所述矿石层时，所述钢丝网与所述开炉料的料面之间的间距增加100mm。

进一步的，所述焦炭的粒度为60mm-80mm，和/或，所述矿料的粒度为10mm-20mm。

本发明相比于现有技术的有益效果：

本发明的一种高炉的开炉料装填方法，通过在炉膛的侧壁上布置钢丝网，在开炉料通过布料装置输入炉膛时，开炉料能够落到钢丝网上，以使钢丝网起到对开炉料的缓冲作用和隔离作用。在钢丝网的缓冲、隔离作用下，可降低开炉料对炉膛的侧壁的撞击力，避免开炉料对炉膛内壁的喷涂层、内衬等结构造成破坏，有利于延长高炉的运行寿命。同时，在钢丝网的缓冲作用下，可避免开炉料在撞击中被粉碎，避免开炉料中的间隙被填充，保证开炉料的整体透气性，缩短高炉的开炉时间。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明实施例的高炉装填开炉料时的示意图。

图2为本发明实施例的高炉装填开炉料时的示意图(布料装置工作中)。

图中：

1、炉体；10、炉膛；11、炉腹；12、炉腰；13、炉身；14、炉喉；15、人孔；2、热风围管；3、风口；4、木料层；5、焦炭层；6、矿石层；7、布料装置；71、溜槽；8、辅助装填工装；81、钢丝网；82、钢丝绳。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1和图2所示，本发明提供的一种高炉的开炉料装填方法，用于在高炉新建后开炉或停炉大修后恢复生产时进行装填开炉料。高炉为生铁冶炼设备，用于将铁矿石、焦炭和造渣溶剂通过高温燃烧生成铁水和炉渣。高炉包括炉体1、热风围管2和风口3等。其中，炉体1由位于外部的钢板壳体和位于内部的耐火材料层组成，炉体1的内部形成用于装填炉料和进行冶炼的炉膛10。炉体1从底部至顶部依次划分为五个区域，五个区域分别为炉缸、炉腹11、炉腰12、炉身13和炉喉14。正常冶炼时，生成的铁水和炉渣向下流动并汇集在炉缸内。热风围管2环设于炉体1的炉腹11的区域，风口3插设与炉体1的炉腹11，风口3与热风围管2连接，以使热风围管2通过风口3向炉腹11内输入氧气和高温空气。开炉料为高炉新建后开炉或大修后恢复生成时向炉膛10装填的炉料，开炉料包括木料、焦炭、矿石和辅料，辅料为石灰石、白云石等溶剂，在装填时，辅料和矿石混合在一起并总称为矿料。

高炉还包括布料装置7，布料装置7为现有技术，其用于向炉膛10内输入焦炭和矿石(混合有辅料)。布料装置7位于炉膛10的顶部，布料装置7包括用于输送炉料的溜槽71，溜槽71可绕炉膛10的轴线转动，以使溜槽71的出口能够朝向炉膛10的圆周方向的各个区域。高炉的炉喉14的区域设置有人孔15，炉膛10通过人孔15与外部连通。人孔15为多个，多个人孔15沿高炉的圆周方向间隔分布。在一些实施例中，人孔15具有四个或两个。当人孔15为两个时，两个人孔15分别位于炉体1相对的两侧。人孔15的直径为0.8m-1.2m。

在开炉料的装填作业中，提供辅助装填工装8，辅助装填工装8包括钢丝网81和两个钢丝绳82。钢丝网81呈矩形，钢丝网81的长度为5m-8m。钢丝网81的宽度比人孔15的直径大0.8m-1m。在实际应用中，钢丝网81的宽度应与人孔15的直径进行配合设计，以便铁丝网81能够从人孔15装入炉膛10内。钢丝网81的孔径为20mm-30mm。

高炉的开炉料装填方法具体包括以下步骤：

步骤S10、在高炉的风口3以下区域装填木料以形成木料层4。可以理解的是，通过装填木料层4，有利于在开炉时进行点火，并通过木料的燃烧快速点燃焦炭。木料包括枕木和杂木，杂木位于木料层4的下部，枕木位于木料层4的上部。

具体地，在装填木料层4之前，先在炉缸的底部装填一层焦炭以形成焦炭层5。在炉缸的底部设置一层焦炭层5，一方面可对木料层4进行阻隔，避免木料层4破坏炉缸内壁的内衬材料；另一方向有利于在开炉后焦炭燃烧快速熔化炉缸底部的残铁，促进后续冶炼产生的渣铁顺利流入炉缸内。

步骤S20、在炉膛10内安装辅助装填工装8。通过高炉顶部的人孔15将钢丝网81装入炉膛10内，利用钢丝绳82对钢丝网81进行悬挂固定。钢丝绳82固定在钢丝网81的顶端。钢丝网81在其自身重力作用下沿着炉膛10的侧壁自由展开，钢丝网81的底端靠近开炉料的料面。可以理解的是，开炉料的料面为已经装入炉膛10后的所有炉料的最顶部。例如，木料层4装填完成后，木料层4的顶面即为开炉料的料面。

具体地，装入钢丝网81时，可先将钢丝网81卷绕成圆柱结构，然后通过人孔15将圆柱状的钢丝网81放入炉膛10内。钢丝绳82的与钢丝网81的顶端固定，松开钢丝网81后，钢丝网81在重力作用下转动并展开。最后调节钢丝绳82的悬挂长度，使得钢丝网81的底端靠近开炉料的料面。

步骤S30、通过炉膛10顶部的布料装置7多批次输入焦炭和矿料，矿料为矿石和辅料的混合物。落下的焦炭在炉膛10内堆积以形成焦炭层5，以及，落下的矿料在炉膛10内堆积以形成矿石层6。多批次输入焦炭和矿料，即形成多个焦炭层5和矿石层6，焦炭层5与矿石层6交错分布。该结构使得沿高炉的高度方向，相邻两个焦炭层5之间具有一个矿石层6，以及相邻两个矿石层6之间具有一个焦炭层5。

每当形成一个焦炭层5或矿石层6，通过钢丝绳82拉动钢丝网81上升，并使钢丝网81的底端靠近开炉料的料面。当钢丝网82的顶端靠近人孔15时停止拉到钢丝网81上升。

可以理解的是，由于炉膛10的侧壁呈不规则的弧面状。例如图1所示，炉腹11区域中，炉膛10的侧壁为内凹状；炉身13区域中，炉膛10的侧壁为外凸状。钢丝网81的部分区域能够与炉膛10的侧壁抵接，另一部分区域能够与炉膛10间隔。该结构使得钢丝网81能够起到对炉料撞击的缓冲作用。参照图2所示，当炉料从溜槽71的出口落下时，炉料在下落过程中会向四周散开。同时，溜槽71与炉膛10的轴线之间具有一定的夹角，使得炉料具有朝向炉膛10的周部运动的初速度，进而使得炉料呈抛物线下落。该过程中，运动至炉膛10周部的炉料会与炉膛10的侧壁发生撞击。通过设置钢丝网81，大部分炉料撞击到钢丝网81上。在钢丝网81的缓冲作用下，降低了炉料对炉膛10的侧壁的冲击力度。避免炉料对炉膛10内壁的喷涂层、内衬等结构造成撞击破坏。同时，也避免炉料在撞击中被粉碎。

具体地，参照图1所示，从木料层4往上依次装入多批次焦炭和矿料。在木料层4的料面上装填焦炭层5，此焦炭层5为第一焦炭层。第一焦炭层5正对风口3，以便于点火后第一焦炭层5顺利燃烧。第一焦炭层的上方形成一个矿石层6，此矿石层6为第一矿石层。以此类推，第一矿石层上为第二焦炭层，第二焦炭层上方为第二矿石层，第二矿石层上方为第三焦炭层……，直到整个炉膛10装满开炉料并达到开炉条件。当装填好第一焦炭层后，需要拉动钢丝网81上升，使钢丝网81的底端靠近第一焦炭层的料面，以便在装入第一矿石层时，落下的矿料能够撞击到钢丝网81上。以此类推，每当形成一个焦炭层5或矿石层6，都需要拉动钢丝网81上升至合适的位置，以实现其缓冲功能。

步骤S40、装填完焦炭层5和矿石层6后，断开钢丝绳82，并将钢丝网81遗留在炉膛10内。可以理解的是，钢丝网81展开后尺寸较大，不利于从人孔15内取出。因此，在钢丝网81的顶部到达人孔15后，即可不用再拉动钢丝网81上升。钢丝网81被埋在炉料内，冶炼时，钢丝网81随着料面降低而被高温熔化。本实施例中，利用钢丝网81对下落的炉料进行缓冲，钢丝网81能够起到隔离炉料与炉膛10的侧壁的作用，避免炉料对炉膛10的侧壁造成撞击损坏。同时，钢丝网81最后直接遗留在炉膛10内熔化，无需从人孔15取出。使得该辅助装填工装8在开炉料装填作业中使用方便，不占用过多工时。

可选地，步骤S30中，输入焦炭和矿料时，对溜槽71进行调节，将溜槽71的布料角度控制在1°-5°。输入炉料时，焦炭或矿料沿溜槽71的长度方向运动，并从溜槽71的出口端落下。溜槽71的长度方向与炉膛10的轴线之间的夹角即为溜槽71的布料角度。溜槽71的布料角度越小，溜槽71的出口端就越靠近炉膛10的中心位置；相反，溜槽71的布料角度越大，溜槽71的出口端就越靠近炉膛10的周部位置。可以理解的是，将溜槽71的布料角度控制在1°-5°，使得溜槽71的出口端靠近炉膛10的中心位置。在炉料下落过程中，炉料在炉膛10的径向上的运动距离较短，有利于避免大量的炉料撞击到炉膛10的侧壁上。

具体地，当开炉料的料面位于高炉的炉腰12以下时，溜槽71的布料角度为α1，当开炉料的料面位于炉腰12以上时，溜槽71的布料角度为α2，且α1＜α2。可以理解的是，在开炉料呈抛物线下落时，落差越大，开炉料在炉膛10的径向上的运动距离越大。因此，在对炉腰12以下区域进行布料时，溜槽71的布料角度相对较小，以避免大量的炉料撞击到炉膛10的侧壁上。在对炉腰12以上区域布料时，溜槽71的布料角度相对较大，以保证在靠近炉膛10的侧壁的区域铺满开炉料，避免开炉料集中堆积在炉膛10的中部区域。

具体地，装填焦炭层5时，溜槽71的布料角度为β1；装填矿石层6时，溜槽71的布料角度为β2，且β1＜β2。本实施例中，焦炭的粒度为60mm-80mm，矿料的粒度为10-20mm。焦炭的粒度相对较大，装填时，溜槽71的布料角度相对较小，使焦炭的落点尽量靠近炉膛10的中部位置。焦炭粒度较大，可自行滚动至炉膛10的周部区域。矿料的粒度相对较小，滚动性弱，因此装填矿料时溜槽71的布料角度相对较大，使矿料能够顺利落到炉膛10的周部区域。

可选地，高炉的顶部区域具有四个人孔15，四个人孔15沿高炉环形分布。例如：四个人孔15分别分布在东南西北四个方位。每个人孔15对应悬挂一个钢丝网81。

步骤S30中，装填焦炭层5时，溜槽71进行固定布料，并使溜槽71间歇性运动至各个钢丝网81的对应方向。装填矿石层6时，溜槽71进行旋转布料，并使溜槽71沿高炉的圆周方向持续转动。可以理解的是，由于钢丝网81悬挂在人孔15上，钢丝网81的数量与人孔15的数量匹配。因此，无法保证炉膛10的整个侧壁均布置上钢丝网81。本实施例中，炉膛10的四个方位布置有钢丝网81，相邻的两个钢丝网81之间具有间隙，即部分炉料依然会与位于两个钢丝网81之间的侧壁发生撞击。在冶炼时，焦炭之间的空隙可促进气体流通，保证炉况的正常运行。在装填焦炭时，溜槽71固定布料，即溜槽71固定在某一个方向上。例如：溜槽71先朝向位于东侧的钢丝网81，输入一定焦炭后，将溜槽71转动至北侧的钢丝网81，输入一定焦炭后，再依次转动至西侧、南侧的钢丝网81，分四次进行焦炭层5的布料。溜槽71间歇性地正对每个钢丝网81。该方式有利于使焦炭落下后均能够被钢丝网81阻挡，避免焦炭与炉膛10的侧壁发生撞击而被粉碎，保证焦炭层5的透气性。装填矿料时，溜槽71持续转动布料，钢丝网81能够对大部分的矿料进行阻挡，以使得矿料能够均匀地分布至炉膛10的周部位置。

可选地，步骤S30中，装填焦炭层5时，钢丝网81的底端与开炉料的料面抵接。装填矿石层6时，钢丝网81的底端与开炉料的料面间隔，且钢丝网81的底端与开炉料之间的间隔距离大于200mm。可以理解的是，在装填焦炭层5时，钢丝网81的底端会被埋在焦炭层5内。由于焦炭的密度较小，粒度相对较大，钢丝网81容易从焦炭层5中拉出，以实现拉动钢丝网81上升。由于矿石层6粒度相对较小，自身密度较大，钢丝网81不容易从矿石层6中拉出。因此，在装填矿石层6时，钢丝网81与开炉料的料面间隔至少200mm，减小钢丝网81被埋的深度，以便拉动钢丝网81上升。例如，在装填第一焦炭层时，钢丝网81的底端与木料层4抵接。在装填第一矿石层时，钢丝网81的底端与第一焦炭层间隔。

可选地，随着开炉料的料面的上升，每次装填矿石层6时，钢丝网81与开炉料的料面之间的间距增加100mm。可以理解的是，随着料面的上升，焦炭或矿料在炉膛10径向上的运动距离较短，焦炭或矿料大部分会直接落到下方的开炉料的料面上，仅少量的焦炭或矿料会与炉膛10的侧壁发生撞击。通过每次装填矿石层6时增加钢丝网81与料面的间距，不断减少钢丝网81在矿石层6中的被埋深度，降低拉动钢丝网81上升的难度。例如，装填第一矿石层时，钢丝网81与料面的间隔为200mm，装填第二矿石层时，钢丝网81与料面的间距为300mm，装填第三矿石层时，钢丝网81与料面的间距为400mm，以此类推。

本实施例的有益效果为：通过在炉膛10的侧壁上布置钢丝网81，在开炉料通过布料装置7输入炉膛10时，开炉料能够落到钢丝网81上，以使钢丝网81起到对开炉料的缓冲作用和隔离作用。在钢丝网81的缓冲、隔离作用下，可降低开炉料对炉膛10的侧壁的撞击力，避免开炉料对炉膛10内壁的喷涂层、内衬等结构造成破坏，有利于延长高炉的运行寿命。同时，在钢丝网81的缓冲作用下，可避免开炉料在撞击中被粉碎，避免开炉料中的间隙被填充，保证开炉料的整体透气性，缩短高炉的开炉时间。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种高炉的开炉料装填方法，其特征在于，提供高炉和辅助装填工装，所述高炉靠近顶部的位置设置有人孔，所述辅助装填工装包括钢丝网和与所述钢丝网的端部连接的钢丝绳，具体包括以下步骤：

步骤S10、在高炉的风口以下区域装填木料以形成木料层；

步骤S20、通过所述人孔将所述钢丝网装入所述高炉的炉膛内，利用所述钢丝绳对所述钢丝网进行悬挂固定，并使所述钢丝网沿着所述炉膛的侧壁自由展开，所述钢丝网的底端靠近开炉料的料面；

步骤S30、从所述炉膛的顶部多批次输入焦炭和矿料，所述焦炭堆积在所述炉膛内以形成焦炭层，所述矿料堆积在所述炉膛内以形成矿石层，所述焦炭层与所述矿石层交错分布；

每当形成一个所述焦炭层或所述矿石层，通过所述钢丝绳拉动所述钢丝网上升，并使所述钢丝网的底端靠近所述开炉料的料面；

当所述钢丝网的顶端靠近所述人孔时停止拉动所述钢丝网上升；

步骤S40、装填完所述焦炭层和所述矿石层后，断开所述钢丝绳，并将所述钢丝网遗留在所述炉膛内。

2.根据权利要求1所述的高炉的开炉料装填方法，其特征在于，步骤S10中，在装填所述木料层前，先在所述高炉的炉缸底部装填一层焦炭。

3.根据权利要求1所述的高炉的开炉料装填方法，其特征在于，步骤S30中，调节用于输入所述焦炭和所述矿料的溜槽，将所述溜槽的布料角度控制在1°-5°。

4.根据权利要求3所述的高炉的开炉料装填方法，其特征在于，当所述开炉料的料面位于所述高炉的炉腰以下时，所述溜槽的布料角度为α1，当所述开炉料的料面位于所述炉腰以上时，所述溜槽的布料角度为α2，且α1＜α2。

5.根据权利要求3所述的高炉的开炉料装填方法，其特征在于，装填所述焦炭层时，所述溜槽的布料角度为β1，装填所述矿石层时，所述溜槽的布料角度为β2，且β1＜β2。

6.根据权利要求1所述的高炉的开炉料装填方法，其特征在于，沿所述高炉的圆周方向，所述高炉环形分布有多个所述人孔，每个所述人孔对应悬挂一个所述钢丝网。

7.根据权利要求6所述的高炉的开炉料装填方法，其特征在于，步骤S30中，利用溜槽输入所述焦炭和所述矿料，装填所述焦炭层时，所述溜槽进行固定布料，并使所述溜槽间歇性运动至各个所述钢丝网的对应方向；

装填所述矿石层时，所述溜槽进行旋转布料，并使所述溜槽沿所述高炉的圆周方向持续转动。

8.根据权利要求1至7任一项所述的高炉的开炉料装填方法，其特征在于，步骤S30中，装填所述焦炭层时，所述钢丝网的底端与所述开炉料的料面抵接；

装填所述矿石层时，所述钢丝网的底端与所述开炉料的料面间隔，且所述钢丝网的底端与所述开炉料之间的间隔距离大于200mm。

9.根据权利要求8所述的高炉的开炉料装填方法，其特征在于，随着所述开炉料的料面的上升，每次装填所述矿石层时，所述钢丝网与所述开炉料的料面之间的间距增加100mm。

10.根据权利要求1至7任一项所述的高炉的开炉料装填方法，其特征在于，所述焦炭的粒度为60mm-80mm，和/或，所述矿料的粒度为10mm-20mm。