CN102002545B - 高炉软熔带根部位置的确定方法 - Google Patents

Abstract

高炉软熔带根部位置的确定方法，其特征是在高炉炉身不同高度安装的净压孔上连接取气管路和除尘净化系统，将除尘过滤净化后的净煤气进行分析，分析其中的CO₂和CO含量，计算煤气成分中CO₂/（CO₂+CO），并利用外插计算方法，求出高炉中CO₂/（CO₂+CO）＝0的标高位置，同时将不同标高的炉身静压数据进行线性回归，得出静压与高炉标高的函数关系，比较不同高炉操作状况时的炉身静压与高炉标高的函数关系式，并与用煤气成分计算出的CO₂/（CO₂+CO）＝0的标高位置相对照，经过函数修正后，计算出高炉软融带根部位置的标高。本发明可以将软融带的位置准确到0.2～1.5m范围内。

Description

高炉软熔带根部位置的确定方法

技术领域

 本发明属于炼铁高炉领域，具体涉及高炉软熔带根部位置的确定方法。

背景技术

高炉内软熔带的形状和位置，一方面受高炉使用的原燃料的性能影响，另一方面与高炉操作制度也有密切关系。高炉使用不同性能和质量的原燃料时，为确保高炉顺行和获得较好的技术经济指标，必须对应调整好操作制度，形成与原燃料性能和质量相匹配的软熔带形状和位置。由于技术和资金等限制，国内外大多数高炉未配备检测软融带形状和位置的装置，特别是国内在高炉软融带形状和位置的检测技术方面还很落后，国内高炉配备该项检测装置的高炉更少。日本在高炉软融带位置和形状的检测技术属于国际领先水平，通过随炉料下降的垂直刚性探尺和插入式水平探尺，利用光纤摄像、取气、测温、取样和计算机处理技术，可以检测出高炉软融带的形状和位置，但其采用的先进技术和装备投资和造价也非常昂贵，技术封锁也很严密。

目前高炉操作和管理者对软融带根部位置的判断，一般参考冷却壁热负荷、冷却壁壁体温度、砖衬温度、高炉上部压差和下部压差、炉喉煤气十字测温等数据，估计出软融带的大概位置，一般只能准确到一段冷却壁高度为2～3m的高度范围内。

发明内容

本发明提供开发投资较少，检测精度高的高炉软熔带根部位置的确定方法。

高炉内软融带内只有焦炭层气窗能通过煤气，软化熔融的含铁炉料液状层由于阻力过大，煤气无法通过，煤气通过焦炭层气窗时，几乎不发生煤气与含铁氧化物和其他氧化物的还原反应，煤气成分中几乎不含还原反应产物CO₂，即在软融带根部位置的煤气利用率为零，因此，可以利用这个机理确定高炉软融带根部位置。

同时软融带以下为渣铁滴落带，煤气阻力相对较小，煤气静压较高，软融带区域，煤气通过的阻力最大，软融带上部炉料为块状区域，煤气通过阻力相对较小，在软融带的上下位置，高炉内煤气压力变化最剧烈，因此，可以利用这个机理确定高炉软融带根部位置。

本发明的技术方案是：在高炉炉身不同高度安装的净压孔上连接取气管路和除尘净化系统，将除尘过滤净化后的净煤气进行分析，分析其中的CO₂和CO含量，计算煤气成分中CO₂/（CO₂+CO），并利用外插计算方法，求出高炉中CO₂/（CO₂+CO）＝0的标高位置，同时将不同标高的炉身静压数据进行线性回归，得

出静压与高炉标高的函数关系，比较不同高炉操作状况时的炉身静压与高炉标高的函数关系式，并与用煤气成分计算出的CO₂/（CO₂+CO）＝0的标高位置相对照，经过函数修正后，计算出高炉软融带根部位置的标高，具体操作步骤是：

⑴在炉身各层静压孔取压管上，增设取气短管；

⑵在取气管路上安装重力除尘器或旋风除尘器，对取出的煤气进行粗除尘，使煤气含尘量低于40mg/m³；

⑶在煤气除尘器后安装煤气过滤器，过滤器出口煤气含尘量低于3mg/m³，滤芯材质选用耐热温度200℃左右的纤维编织材料； 

⑷煤气过滤器出口管路上安装煤气切断阀，取气时打开该阀门，先放煤气1分钟后，接煤气成分分析仪，分析煤气中CO和CO₂含量；

⑸数据处理，将炉身各层静压孔取出的煤气成分和静压数据，输入计算机，获得煤气利用率η_CO＝CO₂/（CO₂+CO）＝0％的标高位置，η_CO＝0％的标高位置就是高炉软融带根部位置。

为避免炉身静压孔被软化熔融的渣铁堵塞，炉身静压孔一般只安装在软融带以上的区域，因此需采用热风压和各层炉身静压的数据计算各层压差，并进行回归分析和一定的假设参数处理，才能大致确定出软融带的根部位置。

结合不同标高炉身静压与热风压力的差值数据和煤气利用率数据，可以互相验证和修正软融带的根部位置。

结合冷却壁或冷却板热负荷、冷却壁体热电偶、炉衬热电偶、炉喉十字测温、炉料高温冶金性能等数据，综合推测软融带的根部位置和大概的形状。

本发明可以将软融带的位置准确到0.2～1.5m范围内，对高炉操作和合理使用原燃料的指导意义更大，高炉能获得的技术经济指标更好，高炉寿命能够延长。

炉身静压取压孔层数少于3层，在炉腰到炉身下部之间、且距最下层静压孔1m的冷却壁接缝或四块冷却板中间空隙钻一层静压孔，避免损坏冷却系统水道，钻孔机具可选用通水冷却的空心钻，钻头直径应比炉内取压管外径大5～10mm，钻透炉壳和炉衬直到炉内炉料，插入取压管，与炉壳焊接，在焊口附近预留灌浆孔，灌入耐火材料，使孔道与取压管之间的间隙密封，防止送风后窜漏煤气，灌浆料可选择树脂结合的铝碳质耐火材料，灌浆料最大粒度应为孔道间隙的1/3～1/5，灌浆时观察取压管炉外出口，排出烟气或浆料后停灌，并插入清理杆清理取压管中灌浆料，清理杆可用细钢管缠裹耐火纤维毡制作。

具体实施方式：

实施例：本实施例的高炉炉身静压孔为3层，层数多则测量出的高炉软融带根部位置精度更高，如果静压孔少于3层，建议钻孔增设静压孔，并在炉身下部和炉腰位置增加钻孔的密度，即缩小上下两孔的间距，上下静压孔间距一般控制到0.5～1.5m，静压孔在炉外部分设置两个取气短管和吹扫进气口，其中一个短管用于取炉身静压信号，另一个短管用于取气分析煤气成分，用于分析煤气成分的取气管路上需设置除尘过滤装置，除尘后的净煤气通入气囊，离线人工分析气囊中煤气的CO₂和CO的含量。也可直接安装在线煤气成分分析仪，

例如气相色谱分析仪能够直接分析出CO₂和CO的含量。

将不同标高的煤气成分和静压数据输入计算机，找出标高与炉身静压的函数关系，也找出标高与煤气利用率η_CO（η_CO＝CO₂/（CO₂+CO），）的函数关系，进行外插法计算，确定出煤气利用率η_CO＝0的标高位置，与不同标高炉身静压函数曲线相对照和互相修正，确定出软融带的根部位置。

本实施例中，炉内安装的取压管直径φ50～70mm，管壁厚度6～10mm，钢管材质选择依据炉内实际温度，在炉身上部可采用普碳无缝钢管，耐热温度700℃，炉身中部和炉身下部，需采用耐热不锈钢25Cr20Ni无缝钢管，耐热温度1150℃，炉内取压管长度需确保与炉内联通，可比炉衬实际厚度略小，炉内取压管需与耐火材料炉衬结合紧密，防止煤气窜漏。取压管与炉壳满焊连接，取压管炉外连接三根直径φ20～25×4mm的无缝钢管，分别用于取压、取气和吹扫氮气。取压管炉外端头，连接法兰盘，便于休风时打开清堵。

取气管路中安装的降温、除尘和过滤装置，只要有足够长度的管路，例如总管路长度达到8m以上，可以自然降温，但管路长度低于5m时，需在管路出口前安装散热器，确保出口煤气温度低于40℃，防止人工取气烧伤。煤气除尘器选用重力除尘器也可选用旋风除尘器，除尘器出口煤气含尘需量低于40mg/m³，除尘器下方设置清灰阀，定期排出灰尘，除尘器后连接滤芯可更换的煤气过滤器，滤芯材质可选用耐热温度200℃的纤维编织材料，定期更换滤芯，煤气过滤器出口煤气含尘量需小于3mg/m³，煤气含尘量过高时，可以增加过滤面积或窜联多级过滤器，过滤器出口管路上安装切断阀，打开阀门就能用气囊取气，然后人工分析煤气成分中CO和CO₂含量，也可安装电磁阀和煤气成分在线分析仪，例如气相色谱分析仪，在线分析CO和CO₂含量。

Claims (1)

1.高炉软熔带根部位置的确定方法，其特征是在高炉炉身不同高度安装的净压孔上连接取气管路和除尘净化系统，将除尘过滤净化后的净煤气进行分析，分析其中的CO₂和CO含量，计算煤气成分中CO₂/（CO₂+CO），求出高炉中CO₂/（CO₂+CO）＝0的标高位置，同时将不同标高的炉身静压数据进行线性回归，得出静压与高炉标高的函数关系，比较不同高炉操作状况时的炉身静压与高炉标高的函数关系式，并与用煤气成分计算出的CO₂/（CO₂+CO）＝0的标高位置相对照，经过函数修正后，计算出高炉软熔带根部位置的标高，具体操作步骤是：

⑴在炉身各层静压孔取压管上，增设取气短管；

⑵在取气管路上安装重力除尘器或旋风除尘器，对取出的煤气进行粗除尘，使煤气含尘量低于40mg/m³；

⑶在煤气除尘器后安装煤气过滤器，过滤器出口煤气含尘量低于3mg/m³，滤芯材质选用耐热温度200℃的纤维编织材料； 

⑷煤气过滤器出口管路上安装煤气切断阀，取气时打开该阀门，先放煤气1分钟后，接煤气成分分析仪，分析煤气中CO和CO₂含量；

⑸数据处理，将炉身各层静压孔取出的煤气成分和静压数据，输入计算机，获得煤气利用率η_CO＝CO₂/（CO₂+CO）＝0的标高位置，即为高炉软熔带根位置。