CN105525051A - 一种环保型高炉喷吹系统 - Google Patents

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蒋历俊
郭富强
胡广
赵齐
田园梦
姚璐
李琳
方诗惠
周强
王小青
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Abstract

本发明提供一种环保型高炉喷吹系统，包括喷吹物以及这种喷吹物的输送装置。所述喷吹物主要是碳氢化合物组成的废织物，经机械破碎后制取粒径不大于10mm的颗粒而成。所述输送装置包括无级调速电机、储料罐和螺旋杆；所述螺旋杆贯穿储料罐，一端与无级调速电机相连；在无级调速电机的带动下，螺旋杆转动推动储料罐的螺旋槽里的废织物颗粒到出料口排出，被进气口进入的压缩气体带走喷入高炉。本发明提供一种环保型高炉喷吹系统的喷吹物是由生活中常见的固体废弃物加工而成，起到节能降耗、保护环境的目的；同时,该喷吹物能有效提高煤比、降低焦比以及降低冶炼成本。

Description

一种环保型高炉喷吹系统
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，特别是涉及一种在高炉炼铁过程中将废织物制粒后作为高炉喷吹物的工艺方法及其输送装置。
背景技术
现如今高炉喷煤技术已成为大幅度降低焦比、降低生铁成本的主要措施之一。近几十年来，高炉喷煤技术得到了进一步发展，国内外高炉喷吹煤粉都取得了良好的效果。我国高炉喷吹所采用的是高风温、精料、高冶炼强度与富氧相结合的技术手段；但是，如果一味的追求高煤比，会导致煤粉在风口燃烧区停留时间极短、燃烧不充分，严重影响料柱透气性和炉渣粘度，反而给高炉冶炼带来负面影响。因此，提高煤粉在风口燃烧区的燃烧率、加速煤粉燃烧是提高煤比、降低焦比的前提。
随着纺织工业的迅速发展，各种纺织品已经广泛的应用于日常生活及工业领域。现如今纺织品的更新换代周期较短，随之而产生的是大量的废织物。然而，我国目前的废织物回收利用行业欠发达，这使得我国废织物大都以废料填埋或者焚烧的方式进行处理，这样不仅浪费了大量的土地资源、消耗了大量的能源，还给土壤、水源以及大气造成了严重的污染。通常，将废织物与城市垃圾一并进行焚烧处理，在燃烧过程中释放CO、SOX、NOX、飞灰、重金属以及二恶英等有毒有害物质，严重污染环境、危害人们健康。在高炉条件下，废织物的物质和热能能够得到充分利用，并且能够有效避免上述有害物质的产生。同时，由于废织物主体物质是碳氢化合物，其灰分低，着火点低，采用废织物作为高炉喷吹物能有效降低焦比。
目前国内高炉喷吹物的种类较多，其中高炉喷煤助燃剂主要集中在稀土金属氧化物、碱土族金属的氧化物等无机催化助燃方面，且加入方法比较固定，要么在原粉进料处的磨煤机通过螺旋给料器加入，要么在原煤输送皮带上和原煤一起在磨煤机内烘干、磨碎，经过输煤管道进入高炉风口实现喷吹。但是这些加料方法只适用于易磨碎的无机矿物类物质，不适合废织物这类有机添加剂，其原因主要是废织物颗粒的比重远低于煤粉以及废织物颗粒的粒径远大于煤粉颗粒，采用上述加入方法时，煤粉和废织物颗粒会在输煤管道中分层，使助燃效果明显下降。如现有技术中的一种高炉喷煤用复合添加剂，虽然组分中超过50％含量的成分可由冶金生产中的副产品直接获取，但其余40％以上含量的成分仍需取分析纯来进行配制，并且其中稀土氧化物虽有一定的催化助燃效果，但其作为稀缺资源，成本受到严重制约；同时，其加入方法常规，是在原粉进料处的磨煤机通过螺旋给料器加入。另外现有技术中的一种高炉喷煤助燃剂及其应用和装置，助燃剂的组分较为复杂，并且对助燃剂颗粒粒径要求比较苛刻，要求90％以上的颗粒粒径小于0.01mm；同时，其喷吹装置较为复杂，增加推广使用及批量生产的难度。
发明内容
本发明的目的是提供一种原料易得、可有效消纳社会固体废弃物的环保型高炉喷吹物，能够有效提高煤比、降低焦比，提升高炉喷煤综合效益，同时还提供了该喷吹物的输送装置。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种环保型高炉喷吹系统，包括喷吹物以及这种喷吹物的输送装置。
所述喷吹物的制作包括以下步骤：
1)废织物预处理
将收集到废织物进行分拣、清洗，然后去除其中的杂质，并按照不同品种进行分类整理。
2)废织物制粒
将整理好的废织物经冷态破碎机切碎，制成粒径不大于10mm的废织物颗粒，进行干燥后作为喷吹物的原料。
上述步骤1)中的废织物主要分为天然纤维废织物和合成纤维废织物。天然纤维废织物中主要选取纯棉废织物，其主要成分是纤维素，分子式为(C6H10O5)n，含量为92％～95％；合成纤维废织物主要选取涤纶废织物，其基本组成物质为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，分子式为
另外这种喷吹物的输送装置是在原有高炉喷煤系统的基础上，增加了喷吹物的储存和投放系统，可以保证喷吹物的质量以及有效提高煤粉燃烧率。
所述输送装置包括无级调速电机、储料罐、螺旋杆和风口单管。所述储料罐为直立的桶状罐体。所述储料罐的顶部开有加料口，底部开有扒料口。所述储料罐通过加料口装填上述喷吹物，通过扒料口清空工作后残留的喷吹物。所述加料口和扒料口分别通过相应的加料盖和扒料盖进行封闭。所述储料罐的顶部还具有连接三通阀的充压孔，通过三通阀控制充压孔对储料罐补充压力或释放压力。
所述储料罐的外侧壁面还连有一根出料管。所述出料管的一端与储料罐连通，另一端与风口单管连通。所述出料管与风口单管构成三通管。所述出料管与风口单管的连通口为出料口。所述风口单管的一端为空气进口，另一端为废织物出口。
所述螺旋杆横向贯穿储料罐，其一端伸入出料管内，另一端与无机调速电机的输出轴连接。所述无机调速电机的输出轴带动螺旋杆旋转，并通过控制转速来调整给料量。所述螺旋杆推动储料罐内的废织物颗粒进入出料管，经出料口排至风口单管内。所述风口单管的空气进口通入辅助气体，从而废织物颗粒经废织物出口喷入高炉。其中所述辅助气体的压力记为M，高炉内的压力和经过输送管路以及设备的压力损失之和记为N，M-N＞0.03MPa。
进一步，所述废织物分为纯棉废织物、纯涤纶废织物和80％纯棉和20％涤纶混合废织物。
进一步，所述步骤2)中干燥条件为：在105℃条件下至少干燥2小时。
进一步，所述储料罐上装有压力表和安全阀，以保证罐内压力不超过其最大压力0.8MPa。
进一步，高炉内的压力由钢铁厂计算机监控程序提供，输送管路及设备压力损失根据实际管径及气流速度进行计算所得。
本发明提供的一种环保型高炉喷吹系统与现有高炉喷煤相比，具有如下优点：
1、能有效提高煤粉在风口前的燃烧率，提高喷煤量，降低焦比；
2、该喷吹物环保效果显著，能够充分将废织物变废为宝，有效治理废织物给人们身体健康、自然环境带来的安全隐患；
3、该喷吹物生产工艺简便，喷吹方式独特，效果显著，易于推广使用；
4、该输送装置能有效地提高风口煤粉燃烧率以及增加高炉消化煤粉的能力，而且本方法还可起到稳定炉况，提高铁水质量和产量等作用，对高炉设备无破坏影响；
5、该输送装置安全方便，易于生产及推广使用。
附图说明
图1为本发明输送装置的示意图；
图2为风口单管的喷吹示意图。
图中：无级调速电机1、储料罐2、空气进口3、螺旋杆4、出料口5、废织物出口6、风口单管7、出料管8。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1：
一种环保型高炉喷吹系统，包括喷吹物以及这种喷吹物的输送装置。所述喷吹物的制作包括以下步骤：
1)废织物预处理
将收集到废织物进行分拣、清洗，然后去除其中的杂质，尤其是不易燃烧和硬质杂质，按不同品种分为三类，即100％纯棉废织物、100％纯涤纶废织物和80％纯棉与20％涤纶混合废织物。
2)废织物制粒
将整理好的废织物经冷态破碎机碾碎，制成粒径不大于10mm的废织物颗粒，然后在105℃条件下干燥2小时作为喷吹物的原料。
参见图1和图2，所述输送装置包括无级调速电机1、储料罐2、螺旋杆4和风口单管7。所述储料罐2为直立的桶状罐体。所述储料罐2的顶部开有加料口，底部开有扒料口。所述储料罐2通过加料口装填上述喷吹物，通过扒料口清空工作后残留的喷吹物。所述加料口和扒料口分别通过相应的加料盖和扒料盖进行封闭。本实施例中，所述加料盖为螺旋式盖子。所述扒料口便于喷吹完一种料后，把底部残余料扒出，换另一种料进行喷吹。所述储料罐2的顶部还具有连接三通阀的充压孔，该三通阀的一个通口连接充压源，一个通口连接充压孔，另外一个通口用于排出罐体内压力，以平衡罐体内的压力，待喷吹结束后可通过三通阀释放罐体内部压力，使加料盖安全打开。所述储料罐2还上装有压力表和安全阀，以保证罐内压力不超过其最大压力0.8MPa。
所述储料罐2的外侧壁面还连有一根出料管8。所述出料管8的一端与储料罐2连通，另一端与风口单管7连通。所述出料管8与风口单管7构成三通管。所述出料管8与风口单管7的连通口为出料口5。所述风口单管7的一端为空气进口3，另一端为废织物出口6。
所述螺旋杆4横向贯穿储料罐2，其一端伸入出料管内，另一端与无机调速电机1的输出轴连接。所述无机调速电机1的输出轴带动螺旋杆4旋转，并通过控制转速来调整给料量，以满足高炉所需的最佳喷吹量。所述螺旋杆4推动储料罐2内的废织物颗粒进入出料管8，然后经出料口5排出至风口单管7内。所述风口单管7的空气进口3通入辅助气体，从而废织物颗粒经废织物出口6喷入高炉，从而保证给料的连续性和稳定性。所述辅助气体为压缩气体或其他带有压力气体。所述辅助气体的压力记为M，高炉内的压力和经过输送管路以及设备的压力损失之和记为N，M-N＞0.03MPa。其中高炉内的压力由钢铁厂计算机监控程序提供，输送管路及设备压力损失则需要根据实际管径及气流速度进行计算所得。
实施例2：
将实施例1中所述的一种环保型高炉喷吹系统应用在1350m3高炉上进行工业试验得出：采用纯棉纤维废织物为主体的高炉喷吹物，机械加工至粒径范围为0～10mm的颗粒，无级输送至风口，进行单管喷吹，添加量为总喷吹煤粉量的3.5％，高炉喷煤比平均提高了6.7kg/t，焦比平均下降8.5kg/t。
实施例3：
将实施例1中所述的一种环保型高炉喷吹系统应用在1350m3高炉上进行工业试验得出：采用涤纶纤维废织物为主体的高炉喷吹物，机械加工至粒径范围为0～10mm的颗粒，无级输送至风口，进行单管喷吹，添加量为煤粉量的3.5％，高炉喷煤比平均提高了4.8kg/t，焦比平均下降6.3kg/t。
实施例4：
将实施例1中所述的一种环保型高炉喷吹系统应用在1350m3高炉上进行工业试验得出：采用80％棉及20％涤纶混合废织物为主体的高炉喷吹物，机械加工至粒径范围为0～10mm的颗粒，无级输送至风口，进行单管喷吹，添加量为煤粉量的3.5％，高炉喷煤比平均提高了6.2kg/t，焦比平均下降7.8kg/t。
实施例5：
将实施例1中所述的一种环保型高炉喷吹系统应用在1350m3高炉上进行工业试验得出：采用纯棉纤维废织物为主体的高炉喷吹物，机械加工至粒径范围为0～10mm的颗粒，无级输送至风口，进行单管喷吹，添加量为煤粉量的7.5％，高炉喷煤比平均提高了7.4kg/t，焦比平均下降9.6kg/t。

Claims (5)

1.一种环保型高炉喷吹系统，其特征在于：包括喷吹物以及这种喷吹物的输送装置；所述喷吹物的制作包括以下步骤：
1)将收集到废织物进行分拣、清洗，然后去除其中的杂质，并按照不同品种进行分类整理；
2)将整理好的废织物经冷态破碎机切碎，制成粒径不大于10mm的废织物颗粒，进行干燥后作为喷吹物的原料；
所述输送装置包括无级调速电机(1)、储料罐(2)、螺旋杆(4)和风口单管(7)；所述储料罐(2)为直立的桶状罐体；所述储料罐(2)的顶部开有加料口，底部开有扒料口；所述储料罐(2)通过加料口装填上述喷吹物，通过扒料口清空工作后残留的喷吹物；所述加料口和扒料口分别通过相应的加料盖和扒料盖进行封闭；所述储料罐(2)的顶部还具有连接三通阀的充压孔，通过三通阀控制充压孔对储料罐(2)补充压力或释放压力；
所述储料罐(2)的外侧壁面还连有一根出料管(8)；所述出料管(8)的一端与储料罐(2)连通，另一端与风口单管(7)连通；所述出料管(8)与风口单管(7)构成三通管；所述出料管(8)与风口单管(7)的连通口为出料口(5)；所述风口单管(7)的一端为空气进口(3)，另一端为废织物出口(6)；
所述螺旋杆(4)横向贯穿储料罐(2)，其一端伸入出料管(8)内，另一端与无机调速电机(1)的输出轴连接；所述无级调速电机(1)的输出轴带动螺旋杆(4)旋转，并通过控制转速来调整给料量；所述螺旋杆(4)推动储料罐(2)内的废织物颗粒进入出料管(8)，经出料口(5)排至风口单管(7)内；所述风口单管(7)的空气进口(3)通入辅助气体，从而废织物颗粒经废织物出口(6)喷入高炉；其中所述辅助气体的压力记为M，高炉内的压力和经过输送管路以及设备的压力损失之和记为N，M-N＞0.03MPa。
2.根据权利要求1所述的一种环保型高炉喷吹系统，其特征在于：所述废织物分为纯棉废织物、纯涤纶废织物和80％纯棉和20％涤纶混合废织物。
3.根据权利要求1所述的一种环保型高炉喷吹系统，其特征在于：所述步骤2)的干燥条件为：在105℃条件下至少干燥2小时。
4.根据权利要求1所述的一种环保型高炉喷吹系统，其特征在于：所述储料罐(2)上装有压力表和安全阀，以保证罐内压力不超过其最大压力0.8MPa。
5.根据权利要求1所述的一种环保型高炉喷吹系统，其特征在于：高炉内的压力由钢铁厂计算机监控程序提供，输送管路及设备压力损失根据实际管径及气流速度进行计算所得。
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