CN102719580B - 一种提高炉缸焦炭强度的高炉操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种提高炉缸焦炭强度的高炉操作方法，由风口喷吹高反应性焦粉，同时在入炉料中加入高反应性焦块。将高反应性焦炭进行筛分，将＜15mm的高反应性焦炭制成＜4mm的焦粉，在喷煤枪内与煤粉混合一同喷入高炉；将25～35mm的高反应性焦炭送至焦仓，以不大于20％的比例与矿槽中的烧结或球团均匀混合后经上料皮带进入高炉；将15～25mm和＞35mm的高反应性焦炭送至焦仓，按总加入比例的18％～25％与原入炉焦槽中的焦炭均匀混合后经上料皮带进入高炉。本发明通过喷吹高反应性焦炭粉末，同时在入炉料中辅加一定量的高反应性焦炭，从而提高炉缸死料柱处焦炭的强度，保证高炉顺行，扩大非、微粘结煤的应用，使炼铁工序能耗得以降低，进而实现钢铁企业的节能减排。

Description

一种提高炉缸焦炭强度的高炉操作方法

技术领域

本发明属于高炉炼铁技术领域，特别涉及一种通过高反应性焦炭的使用来提高高炉炉缸焦炭强度的高炉生产操作方法。

背景技术

当前的高炉操作，炉内焦炭的品质对高炉顺行、高产和低耗等意义极大。随着高炉综合喷吹(喷吹介质可为煤、煤气、天然气、氧气、重油、含铁碳粉状物、可用于高炉下部调剂的Ca粉、Mg粉、煤粉助燃剂等等的高炉风口喷吹)技术的快速发展，焦炭在高炉上部冶炼中的骨架支撑作用，随着喷吹煤粉量的增加和高炉冶炼强度的提高日趋重要；尤其是在炉缸死料柱处更是要求死料柱处的焦炭要有相当的粒度和强度，以保证当地的透渣、透铁、透气性和其它极其复杂的物化反应的完整进行，从而保证高炉生产的稳定顺行。

近年来，钢铁企业为降低生产成本，以及应对环保要求日益严格的形势，纷纷把研发的重点集中在原燃料新产品、新技术的开发及其在高炉上的应用上。焦炭质量好坏自然是对高炉炼铁生产起至关重要的作用。目前的炼焦新技术的研发主要集中在两个方面，一是在保证焦炭质量情况下，加大廉价煤的使用量，主要是扩大非黏结煤或者弱黏结煤的用量；二是高炉通过在入炉炉料中配加高反应性焦炭的方法，减少CO₂等的污染物排放。

研究表明，高反应性焦炭在高炉中应用时，是把高反应性焦炭装入矿石层，目的是强化高反应性炭与矿石的接触，降低储热带温度，减少CO₂的排放量。但这并未就高炉炉缸处焦炭的粒度、强度的改进与提高做出思考或努力。

《世界钢铁》2010年第1期“日本低成本和环境友好型炼焦新技术的进展”文中重点介绍了日本新近研发的炼焦技术：SCOPE21、全部使用弱、非黏结煤生产焦炭技术以及高反应性焦炭生产技术。这三种技术的开发对于提高弱、非黏结煤的用量，降低生产成本都具有十分重大的意义。

《世界金属导报》2010年5月25日第10版〈原料炼铁〉篇“日本高反应性焦炭生产技术研发”文中重点介绍了“低价低品位煤和金属铁复合的高反应性球团的研制及其在高炉上的应用状况”。

可见，尽管现有技术在开发提高高炉炉内反应效率的技术方面，对高炉炼铁生产降低还原剂比、抑制二氧化碳产生等都具有较大的作用，但都未对“如何科学改善高炉回旋区处焦炭状态，从而改善高炉顺行”方面进行研究或提出相应的有效措施，即在高炉操作上，目前尚未解决“高炉回旋区死料柱处焦炭的剧烈劣化对高炉稳定顺行的严重影响”。

发明内容

本发明的目的在于提一种提高炉缸焦炭强度的高炉操作方法，通过喷吹高反应性焦炭粉末，同时在入炉料的矿石和焦炭中辅加一定量的高反应性焦炭，最终达到提高炉缸死料柱处焦炭的强度，以保证高炉顺行；这种用弱、非黏结煤制成的高活性焦炭的大量使用，扩大非、微粘结煤的应用，尤其是对褐煤资源的科学利用，使炼铁工序能耗得以降低，进而实现钢铁企业的节能减排。

本发明的目的是这样实现的，一种提高炉缸焦炭强度的高炉操作方法，其特征在于由风口喷吹高反应性焦炭粉，同时在入炉料中加入高反应性焦炭块。

高反应性焦炭粉喷吹主要包括以下步骤：将高反应性焦炭进行筛分，所得粒度小于15mm的高反应性焦炭送至破碎制成小于4mm的焦粉，并储于焦粉喷吹罐中；喷吹时高反应性焦炭粉末经给煤器、分配器在风口前的喷煤枪内与煤粉混合一同喷入高炉。

在入炉料中加入高反应性焦炭块主要包括以下步骤：将高反应性焦炭进行筛分，所得的25～35mm的高反应性焦炭送至焦仓，以不大于20％的比例与矿槽中的烧结矿或球团矿均匀混合后经上料皮带进入高炉；将15～25mm和大于35mm的高反应性焦炭送至焦仓，按总加入比例的18％～25％与原入炉焦槽中的焦炭均匀混合后经上料皮带进入高炉。

本发明的有益效果在于：

1、在高炉生产中应用此项技术，从风口喷吹使用高反应性焦粉，可利用其高的反应性和喷吹后不至于降低理论燃烧温度的特点、同时配以适当的风口前风速，可以降低高炉死料柱中焦炭的粉化率，从而提高回旋区焦炭的高温强度，阻碍由气化及燃烧造成的回旋区焦炭的劣化层的崩落，保证高炉顺行；

2、高反应性焦炭的使用，可以保证在高炉入炉燃料比不变或下降的前提下，提高入炉燃料中非、弱粘结煤的配入比例，在炼焦配煤中，可由原先的20％提高到50％～60％，减低炼焦成本20％左右；同时周边的煤炭资源的合理利用得到加强，有益于冶金企业追求更低成本；

3、在高炉生产中应用此项技术，在入炉料中使用高反应性焦炭，可降低软融带温度，起到节能、减少CO₂排放的作用，同时传统的焦炭仍可在高炉中正常使用；

4、此项技术的使用，可通过改善死料柱焦炭强度及该处的透渣、透液性，改善高炉生产的操作，降低炼铁生产的成本；本发明具有能增产降耗、结构科学新颖独特等优点。

5、本发明既可常态化、又可作为高炉下部的一种调剂手段，加之由于其自成体系，因此它的实施与否，对于高炉的正常操作无有影响，操作灵活。

附图说明

图1为高炉喷吹高反应性焦炭粉的工艺流程示意图。

图中：1.高反应性焦炭；2.筛分；3.破碎；4.焦粉喷吹罐；5.给煤器；6.矿槽；7.焦槽；8.分配器；9.煤枪；10.高炉；11.二次风；12.焦仓；13.上料皮带。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

一、由风口喷吹高反应性焦炭粉的操作

1、高反应性焦炭选择由褐煤、泥炭等高挥发分、低粘结性煤生产的兰炭；

其一，根据兰炭的燃烧性能不低于无烟煤且具有极强的高温反应性，从灰分特性及组成、可磨性和其中的磷、氯、碱金属等污染物的含量等指标看，兰炭属优良的高炉喷吹燃料；

其二，兰炭较褐煤便于运输和贮存且市场价格远低于一般焦炭的价格，一般为冶金焦碳市场价的1/5～1/3，

其三，用于制造兰炭的褐煤、泥炭及次烟煤等高挥发分、低粘结性煤储量较大，价格低廉，故本发明所用的高反应性焦炭选择兰炭。

2、建立一套独立于正常高炉喷吹系统之外的喷吹系统(如图1所示)；

其一，作为高炉下部的一种调剂手段，要具备一定的灵活性，即此种调剂手段既可常态化、又可视高炉具体的运行状况灵活实施；

其二，喷吹系统喷吹的高反应性焦炭粉末的粒度要求大，故不应利用原喷吹系统。

3、筛分

将高反应性焦炭(如兰炭)1进行筛分2，所得的小于15mm的高反应性焦炭送至破碎3准备破碎制粉；25～35mm的高反应性焦炭送至矿槽6，将15～25mm和大于35mm的高反应性焦炭送至焦槽7；

4、破碎制粉

小于15mm的高反应性焦炭(如兰炭)经破碎3制粉系统制成小于4mm的粗粉，并储于焦粉喷吹罐4中。

5、实施喷吹

喷吹时高反应性焦炭粉末经给煤器5、分配器8在风口前的喷煤枪9内与煤粉混合一同喷入高炉10。

为喷吹顺利，可在高反应性焦炭粉末进入煤枪之前增加二次补压气11。

如此，高反应性焦炭的高炉喷吹，实现了所喷的高反应性焦炭粉末与当地的CO₂反应，使块焦表面反应劣化程度减小，焦炭强度得以提高，从而抑制了焦炭粉化。炉缸焦炭强度的提高和粒度的改善，使得炉缸初始煤气得以顺利向上运行、在死料柱上进行的直接还原、生铁渗碳、渣铁间脱硫等尚未完成的反应得以较为完整地进行，高炉顺行得以实现。

二、在入炉料中加入高活性焦炭

1、将高反应性焦炭1进行筛分2，所得的25～35mm的高反应性焦炭送至焦仓12，以不大于20％(重量百分比)的比例与矿槽6中的烧结矿或球团矿均匀混合后经上料皮带13进入高炉10，目的是要将其粒度与烧结矿或球团矿相匹配，以求矿层的透气性最佳。

2、将15～25mm和大于35mm的高反应性焦炭送至焦仓12，按总加入比例的18％～25％(重量百分比)与原入炉焦槽7中的焦炭均匀混合后经上料皮带13进入高炉10，目的是要用高反应性焦炭替部分入炉焦炭进行气化反应，以保护入炉焦炭。

3、按原先的装炉制度上料，完成在入炉料中加入高活性焦炭操作。

本发明采用上下部都利用高反应性焦炭的技术，就是要在高炉内当地充分发挥高反应性焦炭(如兰炭)的高反应性特性，用它与CO₂发生强烈的气化反应，进而换得高炉当地其它冶金焦炭的“被保护”，从而赢得高炉的顺行，实现炼铁生产的低成本和低排放。

这样，通过由风口喷吹高反应性焦粉、附加在入炉炉料中添加高反应性焦炭的方法，一定程度地削弱了风口前炉缸内强烈的气化反应和燃烧反应对焦炭强度的破坏，从而完成了对炉缸焦炭的保护；同时，由于大量高反应性焦炭的使用，使得大量廉价的褐煤、泥炭等高挥发分、低(或非)粘结性煤得以高效能利用，从而改善了高炉顺行、降低了高炉炼铁成本，以实现本发明的工艺目的。

Claims (2)

1.一种提高炉缸焦炭强度的高炉操作方法，其特征在于由风口喷吹高反应性焦炭粉，同时在入炉料中加入高反应性焦炭块；所述的高反应性焦炭粉喷吹主要包括以下步骤：将高反应性焦炭(1)进行筛分(2)，所得粒度小于15mm的高反应性焦炭送至破碎(3)制成小于4mm的焦粉，并储于焦粉喷吹罐(4)中；喷吹时高反应性焦炭粉末经给煤器(5)、分配器(8)在风口前的喷煤枪(9)内与煤粉混合一同喷入高炉(10)。

2.根据权利要求1所述的一种提高炉缸焦炭强度的高炉操作方法，其特征在于在入炉料中加入高反应性焦炭块主要包括以下步骤：将高反应性焦炭(1)进行筛分(2)，所得的25～35mm的高反应性焦炭送至焦仓(12)，以不大于20％的比例与矿槽(6)中的烧结矿或球团矿均匀混合后经上料皮带(13)进入高炉(10)；将15～25mm和大于35mm的高反应性焦炭送至焦仓(12)，按总加入比例的18％～25％与原入炉焦槽(7)中的焦炭均匀混合后经上料皮带(13)进入高炉(10)。