CN106643124A - 矿热炉粉料直用与异粒径异配比给料 - Google Patents

Abstract

一种矿热电炉粉料直用与异粒径异配比矿热炉给料方法，矿热炉采用两套或两套以上独立给料系统给料，将粉料、异配比、异粒径或异品位的原料，通过两套或两套以上独立给料系统，采用互相间隔独立的下料管投入炉膛料面，并通过下料管阀门控制各下料管的给料和断料，以实现矿热炉粉料直用，或给料与矿热炉冶炼监控系统联动的冶炼自动控制。

Description

矿热炉粉料直用与异粒径异配比给料

技术领域：

本发明是用于矿热炉的给料和供料的一种方法，以实现粉料直用和异粒径异配比给料及矿热炉炉况的优化。

技术背景：

随着大型矿热电炉的推广和人工成本增加和矿热炉炉膛直径增加，人工给料逐步淘汰，而单一给料系统不利于矿热炉的稳定运行和矿热炉无人自控实现；首先，在硅铁，工业硅等硬料块料冶炼中，矿石与还原剂的粒径差异很大，传统全混合单一系统机械给料产生物料离析效应，使大块矿石与小块还原剂碳粒分离，影响冶炼效果和电极入炉深度；其次，在锰系、铬系、电石等粉料较大的冶炼中，单一系统给料原料完全混合，使原料中的大块料的透气性被粉料掩埋丧失，矿热炉因粉料混合后透气性更差，不但影响冶炼电极插深，同时容易产生喷炉、出炉液涌流和出炉喷料等安全事故；大型矿热炉趋势不可阻挡，而采用粉料可以降低成本，加之矿热炉数字化冶炼和冶炼自控需要，因此需要新的给料设计方式方法满足矿热炉实际冶炼的供料需要。

发明内容：

发明目的（解决的问题）

矿热炉粉料直用与异粒径异配比给料，通过两套或多套并列独立的系统给料，将粉料、还原剂、大粒径矿石或品位有差别的原料，通过两个或两个以上独立的给料系统，采用互相间隔的下料管（33）（34）（35）（36）（37）（38）等投入炉膛（1）料面，实现粉料直接投用，同时使炉膛给料均匀减小偏料，并通过独立给料管的互相间隔给料，确保了大块料下料部分面积的透气能力，提高粉料在一些冶炼，如锰系、铬系、电石炉等冶炼的使用率；也有利于大型冶炼矿热炉全自动给料的实现和炉况改善，以及矿热炉无人操作的实现，并利于安全生产；矿热炉粉料直用与异粒径异配比给料也是矿热炉除中空电极外最好的粉料直用方式。

技术方案

1）在矿热电炉的给料设计上，设计两套或两套以上独立供料系统（附图2，附图3，附图4），将粉料，异粒径，异配比单一或混合配比料分开给料，通过各自独立给料系统的料仓（7）（9）（17）（19）（32）、下料管（33）（34）（35）（36）（37）（38）等将原料加入预定的炉膛（1）料面位置，实现炉膛（1）粉料直用和给料配比均匀，确保大块料的透气性不受粉料的干扰，增加部分矿热炉冶炼品种的粉料直用率，并且异常时可以及时优化炉况。

2）根据矿热炉料面温度和下料管（33）（34）（35）（36）（37）（38）口位置，设计料管口（33）（34）（35）（36）（37）（38）是否需要水冷却，如料管口位置低，料面温度较高，必须采用耐温下料管或采用下料管口冷却设计。

3）下料管（33）（34）（35）（36）（37）（38）的数量，在炉膛（1）位置布置和下料管口高度，根据冶炼种类，炉子容量差异和原料状况决定，炉膛下料管33）（34）（35）（36）（37）（38）数量和比例分配按原料供量比例和矿热炉容量需要设计，单根下料管（33）（34）（35）（36）（37）（38）和每套下料管的下料量比例通过每根料管直径和每套系统料管口（33）（34）（35）（36）（37）（38）距离炉膛平均料面相对高度调整实现。

4）实际运行中，可通过两套给料系统的原料质量、和配比关系对调转换，或两套系统个别下料管（33）（34）（35）（36）（37）（38）原料变化对调，来适应冶炼需要和调整矿热炉或电极运行需要，对无法观察冶炼的密闭炉型尤其有效；对于炉容量较大，炉膛深度较深的大型矿热炉，因为炉膛透气性需要，采用所述粉料直用与异粒径异配比给料可以精确控制炉膛料层关系和规划炉膛内炉气排气点控制好炉况。

5）采用中心料管供粉料（图4）的所述矿热炉粉料直用与异粒径异配比给料是非常实用的一种方式，中心料管供粉料的料仓也可以不设置中心，通过任意一个或几个周边料仓下料管连接到中心料管，具体看给料和布料方式定；在电石，锰系和铬系，镍铁等冶炼，粉料可以通过中心下料管（33）加入，或同时增加下料管（35）适度提高粉料比例，必要时还可以根据冶炼种类，增加极间下料管（34）(37)中的一个，或在电极外侧的（36）（38）各电极同时对称选择一个供粉料；对于异配比的混合配比料或单一原料也可以采用上述找点的办法根据长期运行经验调整具体给料管原料需要。

6）矿热炉粉料直用与异粒径异配比给料系统中，可在每一个料管上都设置阀门控制该下料管的原料给停，或设计为上下双阀门控制，一个位于料仓出口，一个位于炉盖下料管上方，上下阀门间料管高度可以做小料仓使用，便于不空料运行和检修需要，防止炉气检修外泄，并增加料仓的料位显示和空料报警，防止料仓空料跑烟或尾气烧毁设备和产生安全事故；对需要精确控制给料的冶炼，可以在主料仓下各增加一个容积0.02-0.8立方的小料仓，在小料仓上下各设置阀门，通过上下阀门开关组合就地或远程控制，精确控制矿热炉的给料，或配合双系给料统，结合矿热炉操作和冶炼监控的变量通过PLC和DCS实现冶炼自动化。

有益效果

采用矿热电炉粉料直用与异粒径异配比给料冶炼给料，可以有效解决冶炼给料配比不均匀问题，通过采用异配比、异粒度和品位差别原料分开入炉，便于矿热炉优化操作，便于自动给料和矿热炉自动控制的实现；实现了非中空电极方式的电极外粉料直接使用，通过给料管的间隔和系统独立，利用不同料层透气性差异，确保了原料中大块料的透气能力，提高粉料在矿热炉冶炼中的使用率，减少粉料损耗带来冶炼成本，也减少粉料给多种矿热炉冶炼带来的运行安全事故和环境污染。

矿热电炉粉料直用与异粒径异配比给料，对矿热炉冶炼稳定性，适应原料变化能力都会提高，还可通过多系统的异配比双配比的调整控制配比，减少给料配比的误差，使原料配比调整更精确；可以通过给料系统的原料和配比转换对调给料，如（附图2、附图3）中双系统内所供原料进行对调，可根据冶炼需要和原料特点与负荷调整炉子运行状态，采用矿热炉粉料直用与异粒径异配比给料，使矿热炉大型炉膛内实现差异化的定点给料，有效控制矿热炉内局部的操作电阻，更便于矿热炉稳定和长期运行。

附图：

附图1炉膛内的下料管口水平截面布置示意图；

附图2采用上下层双布料系统供料的立面示意图；

附图3采用单层双布料系统供料的立面示意图；

附图4采用单层布料和中心料管的双系统供料的立面示意图。

附图说明：

附图标记说明如下：

1-炉膛；2-炉壳； 3-炉墙（耐火砖等复合结构）；5-电极；7-下层大料仓 ；8-下层布料器； 9-上层大料仓；10-上层布料器；12-二层平台；13-三层平台；14-四层平台；17-内侧大料仓；18-内侧布料器；19-外侧大料仓；20-外侧布料器； 29-单层大料仓；30-单层布料器；31中心给料器；32-粉料大料仓；33-中心料管；34-极间A料管；35-极间外侧料管；37-极间B料管；36-极外A料管；38-极外B料管；

具体实施方式：

1）设计矿热电炉给料系统时，采用双系统或多系统给料，给料机或环形布料器采用上下双层设计（附图2），或同层内外环双给料设计（附图3），或采用粉料大料仓（32）给料（附图4），将单一粉料或粉料的含还原剂配比混合料、块料或块料的含还原剂配比混合料，分别通过不同给料系统加入预定下料管（33）（34）（35）（36）（37）（38）；或将异品位原料或异配比的原料通过各自独立的给料系统通过下料管（33）（34）（35）（36）（37）（38）加入炉膛（1）。

2）根据某种原料給料量的大小，可采用不等料管直径，或料管口距离炉膛料面高度做调整，下料管口（33）（34）（35）（36）（37）（38）距离炉子料面相对越高，则该料管或系统连续給量越大。

3）可采用定量、定时的给料控制技术或大小料仓结合的方式控制每个料管（33）（34）（35）（36）（37）（38）和每个系统的单次给料量，实现不同炉况时的给料要求，在下料管有设计上下阀门的矿热炉，可以设计大料仓下的小料仓或将上下阀门间的下料管作为小料仓使用，将小料仓上下阀门实现远程自控。

4）每根下料管可以单独控制原料给停，或不同下料管可以分组控制，根据下料管位置，选择不同炉膛部位给何种原料，比如炉心料管（33）与电极间的给料点（34）（37）之一，可给低配比或小粒度原料，以增加料阻，增大电极插深，在远离炉心的死料区（35）原料透气需要较小可以给粉料；而且多电极各自的下料管（34）（35）（36）（37）（38）要对称给料，防止各电极因给料不对称造成电极插深和做功不平衡。

5）粉料可以通过中心下料管（33）加入，或增加下料管（35）适度提高粉料比例，必要时还可以增加极间下料管（34）(37)中的一个，或在电极外侧的（36）（38）选择；对于异配比的混合配比料或单一原料也可采用上述找点的办法根据长期运行经验调整给料管原料，以实现矿热炉稳定和低耗运行。

6）在远离炉心的料管（35），可以增加原料配比，在料面透气长期不好的位置提高给料的粒度，这种配比变化还要根据矿热炉是抵档位大电流操作还是高档位运行而变化，主要是根据供料变化对极间支路电流和炉膛支路电流影响关系，及矿热炉几何参数设计特点和电极插深，通过原料给料方式弥补不同矿热炉的设计和产品需要。

7）矿热炉粉料直用与异粒径异配比给料系统中，每一个料管上都可设置阀门控制该下料管的原料给停，或设计为上下双阀门控制，一个位于大料仓出口，一个位于炉盖上方，并增加大料仓的料位显示和空料报警，防止料仓空料跑烟或尾气烧毁设备和产生安全事故；对需要精确控制给料的冶炼，可以在主料仓下各增加一个体积0.02-0.8立方的小料仓，有些矿热炉下料管有上下阀门的，阀门间料管容量可以做小料仓使用，在小料仓上下各设置阀门开关组合就地或远程控制，精确控制矿热炉每个料管的自动给料，结合矿热炉操作和监控变量，通过PLC和DCS实现矿热炉自动化冶炼。

Claims (3)

1.一种矿热炉粉料直用和异粒径异配比给料，其特征是：矿热炉给料采用两套或两套以上独立的给料系统，每套给料系统有至少一个料仓和一根下料管接入炉膛，各套给料系统下料管和供料系统设备互相独立；粉料、异粒径、异配比或异品位的原料在各自独立系统通过下料管加入炉膛，实现矿热的炉粉料直用和异粒径异配比给料。

2.根据权利要求1所述一种矿热炉粉料直用和异粒径异配比给料，其特征是：炉膛下料管数量和比例分配根据原料供量比例和矿热炉容量需要设计，各料管或给料系统连续下料量比例通过料管直径和每套系统下料管口离炉膛平均料面相对高度调整实现。

3.根据权利要求1所述一种矿热炉粉料直用和异粒径异配比给料，其特征是：每根下料管单独通过阀门控制料管内原料的给停或在大料仓下增加一个容积0.02-0.8立方的小料仓，在小料仓上下处通过阀门开关组合，精确控制每根料管或单独给料系统的给料或各给料与矿热炉操作和监控变量通过PLC和DCS联动实现冶炼自动给料和优化。