CN1007161B - 高炉 - Google Patents

Abstract

炼铁高炉包括：高炉炉体；位于高炉炉体下部的风口，通过这些风口向炉内鼓送氧气体积占40%或者更多的气体；以及位于高炉炉体料线之下0.15至0.60范围内的预热气体进口，而料线和风口端高度之间的距离为1。预热气体进口设置在高炉炉体的一个或若干高度上，其与水平线之间的向下斜角为20°至50°以便向炉内鼓送预热气体。预热气体进口装有燃烧器，燃烧器上装有燃气源导管，氧气源导管和控制预热气体温度的气体导管。

Description

本发明涉及炼铁高炉，更具体来说，涉及预热加入高炉中的炉料的预热气体的鼓风。

在用铁矿冶炼生铁的传统高炉作业中，热空气流几乎无例外地靠从风口鼓风。占鼓风气流成分79%的氮气虽然不参与还原，但是有助于向高炉风口前和料线之间堆积的炉料提供大量热量以加速气体的还原。换言之，氮气对作为还原剂和热源的焦炭具有补充供热的作用。因此，它对预热高炉炉身上部中的炉料特别有效，所以不再需要预热炉料的热源。

最近，为了提高高炉的生产率，或者为了利用炉顶煤气原料合成化工产品，已有人提出了各种高炉作业的方法，其中通过风口鼓风的气流都主要由氧气组成。例如，已公开的日本专利申请159104/85号中公开的一种方法，包括以下步骤：

1.把主要由铁矿和焦炭组成的炉料通过高炉炉顶装入高炉：

2.通过高炉风口鼓入纯氧气，煤粉以及控温的气体以防止在风口端上升至火焰温度：

3.通过高炉的一中间层鼓入基本不含氮气的预热气体以预热炉料：以及

4.借助鼓入的纯氧气，炉料中含有的焦炭燃烧以便使铁矿石熔化和还原，并且从炉顶产生基本不含氮气的高炉煤气。但是，这种方法难于长期维持低燃料比的高炉作业。

本发明的目的是提供一种高炉，它能够长期维持低燃料比的高炉作业。

为了实现这一目的，按照本发明的高炉包括：

高炉炉体;

在高炉炉体下部的风口，通过这些风口鼓入氧气体积占40%或者更高的气体;以及

在料线之下0.15至0.60的预热气体进口，料线和风口端的距离等于1.0。

关于本发明中所述高炉风口的一项发明已在中国另案申请，申请号为88100068.X。

本发明的此目的和其它目的和优点将结合以下附图作更为详细的说明。

图1是本发明高炉的垂直剖视图;

图2是沿图1Ⅱ-Ⅱ线的本发明高炉的俯视图;

图3是表明本发明高炉的预热气体进口的相对位置与燃料比的关系的图表;

图4是表明预热气体进口的相对位置与熔融铁中含硅量的关系的图表;以及

图5是本发明的燃烧器的剖视图。

现在对照图1说明按照本发明的高炉的一个实施例。

图1是本发明高炉的一垂直剖视图。把含有铁矿石、焦炭和助熔剂的炉料装入高炉，堆到预定的料线14的高度，风口12位于高炉炉体11上。通过风口12，向高炉中鼓送氧气体积点40%或更高的气体，煤粉和火焰温度控制剂。预热气体进口13位于料线之下0.50的高度，料线至风口高度的距离为1.0.16个预热气体进口构成同一高度上的预热气体进口组，预热气体进口具有一个与水平线 成25°角的向下的斜度，通过这些进口13，向高炉中鼓送预热气体以便预热炉料。因此，鼓入的氧气体积占40%或更高的气体使焦炭和煤粉很好地燃烧，由于产生高温的还原气体，铁矿石被熔化并还原成生铁和炉渣。图2是沿图1剖面线Ⅱ-Ⅱ的俯视图。16个进口13在圆周上等距离布置。

在此实施例中，预热气体进口的位置在料线之下0.50的高度上，料线和风口端之间的距离为1.0。但是，这个位置也可以设在料线之下0.15至0.60的范围内。这一位置范围最好是在料线之下0.30至0.55。

现在说明限制这一位置范围的原因。

图3是表明本发明的预热气体进口13的相对位置与燃料比的关系的图表。图中横坐标表示当料线和风口端之间的距离为1.0时，从料线到预热气体进口的位置为某一距离时的燃料比。图4是表明预热气体进口13的相对位置与熔融铁中含硅量的关系的图表。与图3相似，图4的横坐标表示当料线和风口端之间的距离为1.0时，从料线到预热气体进口的位置为某一距离时的熔融铁中的含硅量。

如图3所示，当料线和风口端之间的距离为1.0时，在从料线之下0.15至0.60的范围内，燃料比较低，在每吨熔融生铁500至600公斤的范围内（500-600公斤/吨），另外，生产故障也少。如果预热气体进口设在离料线少于0.15的位置上，当高炉在燃料比为每吨熔融铁650公斤或更低时作业，就会发生熔融铁温度降低或损坏炉喉板（Wearing    plate）的问题。如果预热气体进口离料线的距离超过0.60，会产生熔融铁温度降低或悬料现象。当预热气体进口离料线的距离小于0.15或大于0.60时，除非高炉在燃料比为每吨熔融铁700吨以上时，就不可能长期维持稳定的高炉作业。

如图4所示，当预热气体进口设在料线之下0.15至0.60的范围内，熔融铁中含硅量几乎下降到0.30（重量）%或者更少。这对高炉作业是十分有利的，因为这样就不需要在出铁后进行脱硅了。

预热空气进口的位置最好在料线之下0.30至0.55的范围内。在这一范围内，不仅燃料比而且熔融铁中含硅量都会进一步下降。

如上所述，由于对预热气体进口位置的范围进行了限制，就可以降低燃料比，防止生产故障，并可生产低硅熔融生铁。

利用位于高炉炉身中部的探针测量炉料或者气体的温度，在此基础上鼓入预热气体。预热气体是通过处在同一高度上的进口，或者是通过处在不同高度上的进口鼓送的。在通过若干高度上的进口鼓风时，设置在炉壁圆周的每一高度上的预热气体进口划分为若干区组，因此，如果在同一区中上下分布的上组和下组间气体量、气体温度同时变化，那么就比单一高度上的进口鼓风预热效果要好得多。在采用若干高度上的进口鼓送预热气体时，进口布置的设计最好使每一高度的气量或气温可以改变，或者使同一高度相邻进口之间的气量或气温可以改变。有了这样的设计，就可以实施最佳控制。另外，在采用若干高度上的进口鼓送预热气体时，上下层上的每一进口最好平行交错布置以便气体沿着炉壁圆周均匀向上吹送。

当鼓送相同量气体而不变其温度时，高温预热气体最好通过从一环形管分支的若干支管鼓送。各高度的预热气体进口并不专门限制其数量，但是最好为8至18个，以便在料线高度附近使气体成分及靠近炉壁处温度接近均匀一致。而且，不同高度的预热气体进口最好分成1至4层。

高炉炉体中的预热气体进口的下斜角度最好大于炉料安息角。这是因为要防止炉料的粉粒堵塞预热气体进口。在炉体中的预热气体进口的下斜相对于水平线的角度最好在20°至50°的范围。如果这个下斜角度小于20°，炉料的粉粒就会堵塞预热气体进口。另一方面，考虑到炉料的安息角最多在45°至50°之间，这个下斜角度大于50°也没有用处。另外，由于下斜角度加大，预热气体进口的孔也变大，鉴于炉体的保护，大于50°的下斜角度也是不符合要求的。

预热气体制备方法有两种要加以考虑。

一种方法是利用高炉的炉顶煤气加氧气在高炉附近的燃烧炉中产生。在实施这种方法时，为了向高炉中均匀地鼓送预热气体，建议把热风导管向上通到炉身的高度，然后与耐火的重型环形管相接，环形管通过许多支管与每个预热气体进口相接。

另一种方法是，在向高炉鼓送预热气体的进口处设置气体燃烧器，气体燃烧器带有一燃气源导管，一氧气源导管和一气体温度控制气源导管。通 过控制燃气量和氧气量的方法使每个气体燃烧器都可实现温度和预热风量的独立控制。通往燃烧器的那些导管不必是耐火的。这种方法与从大型燃烧炉传送预热气体的第一种方法的不同之处在于：在每个预热气体进口都设置一燃烧器，因而在每个预热气体进口都可自由方便地控制风温和风量。而且，在高炉炉身上无需铺设重型的环形热风管。在冶炼中可根据高炉状况迅速进行控制。

图5是本发明使用的燃烧器的粗略剖视图。燃气源导管21和氧气源导管22都与燃烧器本体28相连接，其连接方式使得气流量可以自由地控制。导燃器29设置在氧气喷出的部位。燃烧器本体外包有铁板壳。气体源导管25也与燃烧器本体28相接以便自由控制燃烧器产生的气体的温度。冷却水管由进水管23和排水管24组成。

Claims (6)

1、炼铁高炉，包括高炉炉体，位于炉体下部的一组风口和位于炉身中部的预热气体进口，其特征在于，

(1)该组风口具有适于向炉内鼓送氧气体积占40%或更高的气体，煤粉和火焰温度控制剂的结构；

(2)该预热气体进口位于高炉炉体料线以下0.15至0.60的范围内，料线和风口端高度之间的距离等于1.0。

2、按照权利要求1所述的高炉，其特征在于：该预热气体进口设置在料线之下0.30至0.55的范围内。

3、按照权利要求1所述的高炉，其特征在于：该预热气体进口设置在高炉炉体的同一高度上。

4、按照权利要求1所述的高炉，其特征在于：该预热气体进口设置在高炉炉体的二个或二个以上的不同高度。

5、按照权利要求1所述的高炉，其特征在于：该预热气体进口在垂直面内与水平线之间形成的向下斜角为20°至50°。

6、按照权利要求1所述的高炉，其特征在于：该预热气体进口上装有气体燃烧器，该燃烧器上装有燃气源导管，氧气源导管和控制预热气体温度的气体导管。

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