CN104232821A - 3000m3以上大型高炉开炉装配料方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种3000m³以上大型高炉开炉装配料方法，解决了大型高炉开炉成本高、耗费枕木量大等问题。包括将高炉由下至上分三部共10段装入配料，由炉底死铁层至炉缸风口中心线下的300mm高度为下部配料区，由炉缸风口中心线下的300mm至炉腰为中部配料区，炉身及炉喉装料部位为上部配料区，下部配料区由下至上包括1-3段：第1段为死铁层底部，装入焦炭+蛇纹石；第2段为死铁层中部到炉缸风口中心线下600mm的高度区间，装入杂木；第3段为风口中心线下600mm-300mm的高度区间，装入紧密排列的枕木。本发明方法既能保证顺利开炉，枕木装入量少，透气性好、降低开炉成本，适用于3000m³以上大型高炉开炉。

Description

3000m3以上大型高炉开炉装配料方法

技术领域

本发明涉及一种高炉开炉装配料的方法，具体的说是一种3000m³以上大型高炉开炉装配料方法。

背景技术

近年来，随着环保以及现代化的要求，高炉炼铁逐步由以往的小型高炉逐步过渡到3000m³以上的大型高炉。由于大中型高炉开炉相对复杂，涉及面广，国内绝大部分企业开炉技术都是对外承包。目前国内大型高炉高炉开炉基本上是由宝钢、鞍钢及武钢提供的技术，为了全面掌握高炉炼铁技术，开炉技术费用高达1000多万元。

高炉开炉料具有特殊性，各地装配料方式不同，通常都分成三部分装入，传统的高炉开炉，有全焦开炉(即下部配料区的炉缸及死铁层填充全部焦炭)，或者是半焦开炉(即下部配料区的炉缸及死铁层填充全枕木)。但大型3000m³以上的高炉，由于其开炉的复杂性，大都在下部配料区的死铁层中部及以上区域全部用枕木填充开炉，3000m³以上的大型高炉开炉枕木具有十分重要的作用：①枕木燃烧性能好，易点燃，有利于大型高炉顺利点火；②枕木燃烧后腾出的空间较大，有利于炉料下降。下降的炉料不断松散料柱，改善料柱的透气性，保证开炉期间的稳定顺行。③枕木与枕木之间孔隙度较大，透气性较好。然而枕木成本很高，破坏生态，大型高炉开炉一次消耗的枕木量在500m³以上，竖起一座高炉必将毁坏一片森林，同时枕木相对昂贵，也使得开炉成本昂贵。因此为了促进环保与降低成本，本领域技术人人员希望在高炉开炉装配料时能尽可能的减少枕木填充量。另外，在炉身中部到炉喉，以往装料分段没有细化，各段焦比分配不够合理，不利于高炉开炉热量的正确发挥。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种既能保证顺利开炉，枕木装入量少，透气性好、降低开炉成本的3000m³以上大型高炉开炉装配料方法。

方法包括将高炉由下至上分三部共10段装入配料，由炉底死铁层部至炉缸风口中心线下的300mm高度为下部配料区，由炉缸风口中心线下的300mm至炉腰为中部配料区，炉身及炉喉装料部位为上部配料区，其中，

下部配料区由下至上包括1-3段：

第1段为死铁层底部，装入焦炭+蛇纹石；

第2段为死铁层中部到炉缸风口中心线下600mm的高度区间，装

入杂木；

第3段为风口中心线下600mm-300mm的高度区间，装入紧密排列的枕木。

第1段中，按照有效容积每100m³炉容装入2吨焦炭和1吨蛇纹石至死铁层底部所述焦炭与蛇纹石混匀填充。

所述中部配料区由下至上包括第4段和第5段：

第4段：炉缸风口中心线下300mm到炉腹上沿的高度区间，装入焦炭；

第5段：炉腹上沿至炉腰的高度区间，装入焦炭+熔剂。

所述上部配料区根据容积等分成5段，由下至上分别为第6、7、8、9、10段：

第6段：装入焦炭+熔剂+锰矿；

第7段：装入焦炭+熔剂+含铁正常料，此段装料满足焦比5-6t/t；(焦比的定义为：生产每吨铁所需消耗的焦炭的量，第一个t是指焦炭，第二个t是指铁量)

第8段：装入焦炭+熔剂+含铁正常料，此段装料满足焦比2-3t/t；

第9段：装入焦炭+熔剂+含铁正常料，此段装料满足焦比1.2-1.3t/t；

第10段：全部装入含铁正常料，此段装料满足焦比0.85-0.9t/t。

第6段中，所述锰矿加入量为：按照高炉有效容积每100m³装入1吨锰矿。

所述炉内加入熔剂的总量应满足高炉造渣制度的要求，所述熔剂根据对应混有熔剂的段数平均分配后混入各段。

所述高炉造渣制度的要求为：炉渣碱度1.0-1.1，炉渣中Al₂O₃含量≤15wt％；MgO含量≥10.5wt％。

本发明中，所述含铁正常料是指高炉铁矿石如：烧结矿、球团矿、以及其它主要化学成分是铁元素的矿石；所述熔剂为现有高炉开炉的常用熔剂，如石灰石、白云石、蛇纹石、萤石等。所述杂木是指一般的木材，其形状及其规则不限。这些木材生长周期短，采用杂木部分替代枕木可以大幅降低开炉成本。

本发明中，发明人对三部分配料区的装配料进行改进，首先，在下部配料区中的第一段填装焦炭及蛇纹石，可以起到改善炉渣化学成分，优化炉渣物理性能的作用。第二段到第三段采用大量的杂木代替传统的全枕木，可以节约枕木用量80％以上。第3段为风口中心线下600mm-300mm的高度区间，装入紧密排列的枕木。其高度只用300mm.但同样可以防止4段以上装入的炉料混入下部引火木料的效果。在炉身到炉顶6-10装料，确定详细的分段范围，焦比逐步降低，使高炉配料逐步正常化。高炉内的温度场及压力场、浓度场逐步过渡到正常水平。在6段装入锰矿可以改善铁水的流动性，使高炉开炉顺利。

有益效果：

1.在下部配料区以杂木替代木部分枕木，避免大量枕木的使用带来的环保问题，降低开炉成本、配合在第三段铺设的枕木，杂木替代枕木，燃烧效果可以保证。而第三装入300-500厚度的枕木，可以防止4段以上的炉料混入木材层。

2.将上部配料区均分成5段，使每段装入配料的焦比由下至上逐渐降低，这样可以使高炉配料逐步正常化。高炉内的温度场及压力场、浓度场逐步过渡到正常水平。

3.通过对高炉三部十段配料的设置，减少枕木的使用量、降低开炉成本、保证顺利开炉的同时，还具有炉渣化学成分合理，物理性能优越的优点，本发明适用于3000m³以上大型高炉开炉。

4.在6段装入锰矿可以改善铁水的流动性，使高炉开炉顺利。

附图说明

图1为本发明高炉开炉分段装配料示意图。

其中，a-下部配料区、b-中部配料区、c-上部配料区、d-死铁层、h-炉缸风口中心线、m-炉腹、n-炉腰、o-炉身、p-炉喉。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步解释说明：

参见图1，以3000m³以上的大型高炉为例，在开炉装配料将高炉分成三部分共10段(第1-10段在图中以1-10的标号示出)，由炉底死铁层d至炉缸风口中心线h下的300mm高度为下部配料区a，由炉缸风口中心线h下的300mm至炉腰n为中部配料区b，炉身o及炉喉p装料部位为上部配料区c,上部配料区a由下至上包括第1段1-第3段3，中部配料区由下至上包括第4段4和第5段5，下部配料区由下至上包括第6段6、第7段7、第8段8、第9段9和第10段10。

高炉开炉的具体装配料如下：

第1段1为死铁层d底部，装入焦炭和蛇纹石，按照有效容积每100m³炉容装入2吨焦炭和1吨蛇纹石至死铁层底部，焦炭与蛇纹石混匀装入。

第2段2为死铁层d中部到炉缸风口中心线h下500-700mm的高度区间，装入杂木；

第3段3为炉缸风口中心线h下的600-300mm共300mm的高度区间，装入2层150mm高的枕木，并紧密排列。

第4段4为炉缸风口中心线h下300mm到炉腹m上沿的高度区间，装入焦炭。

第5段：全部的炉腰n的容积，装入焦炭和熔剂。

第6段6到第10段10：将炉身o及炉喉p装料部位的容积等分5份(距离炉顶部留出1000mm的高度空间不装入炉料)，自下而上分别为6、7、8、9、10段。

第6段6：装入焦炭、熔剂和锰矿，所述锰矿量按照高炉有效熔剂每100m³，1吨装入。

第7段7：装入焦炭、熔剂和含铁正常料，此段装料满足焦比5-6t/t。

第8段8：装入焦炭、熔剂和含铁正常料，此段装料满足焦比2-3t/t。

第9段9：装入焦炭、熔剂和含铁正常料，此段装料满足焦比1.2-1.3t/t。

第10段10：全部装入含铁正常料，此段装料满足焦比0.85-0.9t/t。

所述熔剂选用现有常用的熔剂，例如包括含CaO、MgO的石灰石、白云石以及含SiO₂的硅石所购成的熔剂，其用量满足高炉造渣制度的要求，即：炉渣碱度1.0-1.1。炉渣中Al₂O₃浓度≤15wt％；炉渣中MgO≥10.5wt％。本实施例中共用6段中装入了熔剂，因此，根据高炉造渣制度的要求计算出熔剂量后均分成6份，分别对应装入相应的配料段中。

比较例：

2009年湖南涟钢7号高炉(有效容积3200m³)开炉，装料方法如下：

第1段1为死铁层d底部，装入水渣80吨。

第2段2为死铁层d中部到炉缸风口中心线h下300mm的高度区间，装入枕木；共装入枕木411m³.

第3段4为炉缸风口中心线h下300mm到炉腹m上沿的高度区间，装入焦炭。

第4段：全部的炉腰n的容积，装入焦炭和熔剂。熔剂用量以保证炉渣成分为原则。

第5段到第8段：将炉身o及炉喉p装料部位的容积等分4份(距离炉顶部留出1000mm的高度空间不装入炉料)，自下而上分别为5、6、7、8段。

第5段：装入焦炭、熔剂和含铁正常料，此段装料满足焦比6.2t/t。

第6段6：装入焦炭、熔剂和含铁正常料，此段装料满足焦比3.2t/t。

第7段7：装入焦炭、熔剂和含铁正常料，此段装料满足焦比1.4t/t。

第8段8：全部装入含铁正常料，此段装料满足焦比0.85t/t。

所述熔剂选用现有常用的熔剂，例如包括含CaO、MgO的石灰石、白云石以及含SiO₂的硅石所购成的熔剂，其用量满足高炉造渣制度的要求，即：炉渣碱度1.0-1.1。炉渣中Al₂O₃浓度≤15wt％；炉渣中MgO≥10.5wt％。本实施例中共用6段中装入了熔剂，因此，根据高炉造渣制度的要求计算出熔剂量后均分成6份，分别对应装入相应的配料段中。

对比结果：

2012年武钢7号高炉(有效容积3200m³)开炉按照本发明实施例的方法装料，与比较例相比，具有以下特点：

两种开炉装料的不同之处：

第一：第1段1为死铁层d底部：比较例装料装入水渣80吨。本发明装入焦炭和蛇纹石，共装入焦炭64吨，蛇纹石32吨。使用焦炭及蛇纹石替代水渣，可以优化炉渣的化学成分，改善炉渣的流动性。

第二：比较例第二段全部装入枕木共消耗枕木410m³.消耗规格2500×200×145mm枕木共5600根。本发明方法仅使用枕木42m³.消耗规格2500×200×145mm枕木共580根，其余部分采用杂木代替。减少枕木用量89.6％。节约成本近100万元，同时保护了树木，改善了环境。

采用杂木代替枕木，其燃烧作用不受到影响。同时在杂木上端秘排两层枕木，可以有效防止上部装入的炉料渗透到杂木层，保证开炉点火后杂木燃烧后腾出大量空间。

第三：比较例炉身到炉喉按4段装料，本改进为5段等容积装料。增加一段特别装入锰矿，锰矿量按照高炉有效熔剂每100m³，1吨装入。锰矿的装入可以增加铁水的含锰量，改善铁水的流动性，保证开炉第一炉铁水顺利排出。由于对例中不加入锰矿，开炉第一炉铁水生铁含硅量相对较高(2.5-5wt％)，生铁含Mn较低≤0.2wt％，铁水的流动性很差，将给高炉生产带来巨大的困难：①铁水不能按时排出，导致憋在高炉炉缸内，烧坏风口及其它冷却设备；②铁水流出后粘接在渣铁沟壁甚至糊死渣铁沟；③人工劳动强度剧增；④破坏高炉内正常的冶炼。在开炉第一炉铁水生铁含硅量相对较高(2.5-5wt％)，如果使得生铁含Mn提高到0.8wt％以上，便可以改善铁水流动性，从而使铁水按时按量排出。

Claims (7)

1.一种3000m³以上大型高炉开炉装配料方法，将高炉由下至上分三部共10段装入配料，由炉底死铁层至炉缸风口中心线下的300mm高度为下部配料区，由炉缸风口中心线下的300mm至炉腰为中部配料区，炉身及炉喉装料部位为上部配料区，其特征在于，

下部配料区由下至上包括1-3段：

第1段为死铁层底部，装入焦炭+蛇纹石；

第2段为死铁层中部到炉缸风口中心线下600mm的高度区间，装

入杂木；

第3段为风口中心线下600mm-300mm的高度区间，装入紧密排列的枕木。

2.如权利要求1所述的3000m³以上大型高炉开炉装配料方法，其特征在于，第1段中，按照有效容积每100m³炉容装入2吨焦炭和1吨蛇纹石至死铁层底部，所述焦炭与蛇纹石混匀填充。

3.如权利要求1所述的3000m³以上大型高炉开炉装配料方法，其特征在于，所述中部配料区由下至上包括第4段和第5段：

第4段：炉缸风口中心线下300mm到炉腹上沿的高度区间，装入焦炭；

第5段：炉腹上沿至炉腰的高度区间，装入焦炭+熔剂。

4.如权利要求1-3任一项所述的3000m³以上大型高炉开炉装配料方法，其特征在于，所述上部配料区根据容积等分成5段，由下至上分别为第6、7、8、9、10段：

第6段：装入焦炭+熔剂+锰矿；

第7段：装入焦炭+熔剂+含铁正常料，此段装料满足焦比5-6t/t；

第8段：装入焦炭+熔剂+含铁正常料，此段装料满足焦比2-3t/t；

第9段：装入焦炭+熔剂+含铁正常料，此段装料满足焦比1.2-1.3t/t；

第10段：全部装入含铁正常料，此段装料满足焦比0.85-0.9t/t。

5.如权利要求4所述的3000m³以上大型高炉开炉装配料方法，其特征在于，第6段中，所述锰矿加入量为：按照高炉有效容积每100m³装入1吨锰矿。

6.如权利要求4或5所述的3000m³以上大型高炉开炉装配料方法，其特征在于，所述炉内加入熔剂的总量应满足高炉造渣制度的要求，所述熔剂根据对应混有熔剂的段数平均分配后混入各段。

7.如权利要求6所述的3000m³以上大型高炉开炉装配料方法，其特征在于，造渣制度的要求为：炉渣碱度1.0-1.1，炉渣中Al₂O₃含量≤15wt％；MgO含量≥10.5wt％。