CN103740873B - 一种高炉炼铁系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种改进的高炉炼铁系统，其包括有高炉（1）、输送管道（3）、燃气喷吹装置（5），由输送管道（3）输入的助燃空气与来自燃气喷吹装置（5）的可燃气体相遇并燃烧，进而提高助燃空气的温度，温度达到高炉炼铁需求的助燃空气进一步沿着输送管道（3）进入高炉（1），以继续高炉炼铁的后续步骤。这种高炉炼铁系统在保证高炉炼铁热风输送温度得到有效提升的情况下，减少了热风炉的配置规模，节省了占地面积，降低了投资，降低炼铁单位能耗及成本。

Description

一种高炉炼铁系统

技术领域

本发明涉及一种高炉炼铁系统，尤其涉及一种具有燃气直燃功能的高炉炼铁系统。

背景技术

目前，炼铁工艺系统主要分为高炉炼铁和非高炉炼铁两种，由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大，劳动生产率高，能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95%以上。具有热风炉的高炉炼铁工艺为现有技术中应用最广泛的炼铁工艺。在高炉炼铁工艺中，高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用溶剂（石灰石），从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气（热风）。在高温下焦炭（有的情况也在高炉装置中喷吹煤粉、重油、天然气、焦炉煤气等辅助燃料）中的碳及碳氢化合物同鼓入空气中的氧反应生成的一氧化碳和氢气等还原性气体，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出，铁矿石中不还原的杂质和石灰石等溶剂结合生成炉渣，从渣口排出。产生的煤气从炉顶导出，经过除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。

高炉炼铁工艺中,热风炉是不可缺少的一个重要组成部分，而高风温是热风炉的一个重要的技术特征，大型高炉一般均配置有3～4座热风炉，从而保证进入高炉中的热风温度能够达到1200摄氏度左右的较高温度。但是由于热风炉体积大，占地面积大，建设投资高，维修困难，且加热空气温度受蓄热耐火材料耐热温度制约，这在一定程度上限制了高炉炼铁能耗及成本的进一步降低。

因此，如何在保证高炉生产的情况下减少热风炉的配套规模以及提高炼铁工艺中进入高炉的热风温度一直都是本领域技术人员研究的方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够减少热风炉配置的新型的高炉炼铁系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种高炉炼铁系统，其包括有高炉、输送管道、燃气喷吹装置，由输送管道输入的助燃空气与来自燃气喷吹装置的可燃气体相遇并燃烧，进而提高助燃空气的温度，温度达到高炉炼铁需求的助燃空气进一步沿着输送管道进入高炉，以继续高炉炼铁的后续步骤。

进一步地，所述助燃空气与来自燃气喷吹装置的可燃气体在输送管道或点火燃烧系统燃烧放热，从而提高了助燃空气的温度。

进一步地，所述可燃气体为且不限于天然气、石油气或者各种人工煤气、企业副产的如焦炉煤气、转炉煤气、高炉煤气以及各种可燃尾气、排放气。

进一步地，所述的高炉炼铁系统通过一点或多点接入的方式接入可燃气和助燃空气（空气、富氧或纯氧）。

进一步地，所述的高炉炼铁系统还包括有热风炉，所述热风输送管道设置于所述高炉与所述热风炉之间，所述燃气喷吹装置通过喷吹管线连接于热风输送管道上。

进一步地，所述高炉与热风炉之间的热风输送管道上还可以配置有冷风接入装置以进行助燃空气温度的调节。

进一步地，所述助燃空气与来自燃气喷吹装置的可燃气体的不同比例调整，以及所述助燃空气自身富氧量的不同调整可以实现高炉炼铁系统不同的热风炉配置规模。

进一步地，来自喷吹装置的可燃气体经过加热后再进入热风管道或燃烧装置，加热方式可以是间接加热或加氧（或空气、富氧空气）直燃加热。

进一步地，所述助燃空气可以在进入热风炉前进行预热，加热方式可以是间接加热或加氧（或空气、富氧空气）直燃加热。

上述技术方案的高炉炼铁系统的优点是：在保证高炉炼铁热风输送温度的情况下，减小了热风炉的配置规模，节省了占地面积，降低了购置成本，同时由于本发明所述工艺单体设备成熟，无工程风险，因此，其不仅适用于新建炼铁设施工艺系统，而且也适用于旧有系统的改造，特别是适合于高炉炼铁系统扩容改造无法升级热风炉的情况。

附图说明

图1为本发明所述炼铁设备需要热风炉的流程图；

图2为本发明所述炼铁设备不需要热风炉提供热风的极限情况的流程图。

具体实施方式

为充分了解本发明的目的、特征及功能，下面借助具体的实施例，并结合附图，对本发明的实施方式做一详细说明，说明如后：

直燃加热是炼铁高炉的热风加热的一种方式，它是指来自燃气喷吹装置的可燃气体经喷吹管喷入热风管道并燃烧，进而提高热风温度。通过直燃方式提高温度的热风进一步沿着输送管道进入高炉，以继续炼铁工艺的后续步骤。

图1为本发明所述炼铁设备需要热风炉的实施流程图；该实施例所述的炼铁设备包括有高炉1、热风炉2以及设置于高炉与热风炉之间的热风输送管道3，在热风输送管道3上设置有燃气喷吹装置5，所述燃气喷吹装置5通过喷吹管线4连接于热风输送管道3；从系统外引入或者从炼铁工艺中副产的可燃气体，经过所述燃气喷吹装置调节压力、流量后进入热风系统；系统内的热风温度高于喷入可燃气体的着火温度，可燃气体在进入热风管道后迅速燃烧，从而提高了热风温度，实现了对热风的加热，提高温度后的热风进一步沿着输送管道进入高炉。

进一步地，进入热风炉的冷风可以是空气或者富氧空气，为了调节从热风炉2中出来的热风温度，热风管道上可以设置有冷风接入装置，以进行热风温度调节。来自燃气喷吹装置的可燃气体与鼓入热风炉的富氧空气的不同比例调整，可以实现不同的热风炉配置规模，即，可以减小热风炉规模或者达到极限的不设置热风炉的情况，直接进行直燃加热（具体如图2实施例）。

图2为本发明所述炼铁设备不设置热风炉进行直燃加热提供热风的工艺示意图。如上所述，不设置热风炉的情况为直燃加热的极限情况。来自燃气喷吹装置的可燃气体与来自鼓风系统的冷风（空气、富氧空气或纯氧气）在点火燃烧系统中燃烧直接升温至高炉所需要温度。为调节热风温度，点火燃烧系统后也可以配入冷风对温度进行调节。这种情况下，进入高炉的热风可以是氧化气氛也可以是还原气氛（因鼓风和可燃气的比例而定），当气体为还原气氛时，将形成类似熔融还原或直接还原的工艺系统；当气体为氧化气氛时，仍然为高炉中焦炭和喷煤作为还原剂用于还原反应，同时氧化部分焦炭和喷吹煤提供热量。

进一步地，所述来自燃气喷吹装置5的可燃气体与助燃空气的不同比例调整，以及所述助燃空气富氧量的不同调整可以实现高炉炼铁系统不同的热风炉配置规模，直至取消热风炉形成类似熔融还原或直接还原工艺流程。热风温度及热风含氧量可以通过调节燃气供应量和富氧来实现可控。

进一步地，直燃加热与热风炉间接加热可以进行多层次有效组合。来自喷吹装置的可燃气体可以经过加热后再进入热风管道或燃烧装置，加热方式可以是间接加热或加氧（或空气、富氧空气）直燃加热；热风也可以在进入热风炉以前进行预热，同样可以直接或间接加热。并以此解决经过热风炉富氧空气富氧比例不能过高的问题。

进一步地，在热风炉规模小或不设热风炉情况下，可以采用同时加入可燃气体和氧气（空气、富氧或纯氧）直燃供热形成热风供应的方式。直燃之后气体可以是氧化气氛或还原气氛。

以上所述仅是本发明所述高炉炼铁系统的两种具体实施方式，应当指出，对于相关领域的技术人员来说，不论用于还原炼铁炉体是否称为高炉，不论各部分名称如何变化，在不脱离本发明原理的前提下，只要是在本工艺方法上所做出的细微变型和改进，也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高炉炼铁系统，其特征在于，其包括有高炉(1)、输送管道(3)、燃气喷吹装置(5)以及热风炉(2)，输送管道(3)设置于所述高炉(1)与所述热风炉(2)之间，所述燃气喷吹装置(5)通过喷吹管线(4)连接于输送管道(3)上；由输送管道(3)输入的助燃空气与来自燃气喷吹装置(5)的可燃气体相遇并燃烧，进而提高助燃空气的温度，温度达到高炉炼铁需求的助燃空气进一步沿着输送管道(3)进入高炉(1)，以继续高炉炼铁的后续步骤。

2.如权利要求1所述的高炉炼铁系统，所述助燃空气与来自燃气喷吹装置(5)的可燃气体在输送管道(3)或点火燃烧系统(6)燃烧放热，从而提高了助燃空气的温度。

3.根据权利要求2所述的高炉炼铁系统，其特征在于，所述可燃气体为天然气、石油气或者各种人工煤气、企业副产的焦炉煤气、转炉煤气、高炉煤气以及各种可燃尾气。

4.如权利要求3所述的高炉炼铁系统，其特征在于，通过一点或多点接入的方式接入可燃气和助燃空气，所述助燃空气为空气、富氧或纯氧。

5.如权利要求1所述的高炉炼铁系统，所述高炉(1)与热风炉(2)之间的输送管道(3)上还配置有冷风接入装置，以进行助燃空气温度的调节。

6.如权利要求1所述的高炉炼铁系统，所述助燃空气与来自燃气喷吹装置(5)的可燃气体的不同比例调整，以及所述助燃空气自身富氧量的不同调整可以实现高炉炼铁系统不同的热风炉配置规模。

7.如权利要求1所述的高炉炼铁系统，其特征在于，来自喷吹装置的可燃气体经过加热后再进入热风管道或燃烧装置，加热方式是间接加热或加纯氧或富氧或空气的直燃加热。

8.如权利要求1所述的高炉炼铁系统，其特征在于，所述助燃空气在进入热风炉前进行预热，加热方式是间接加热或加纯氧或富氧或空气的直燃加热。