CN108611456B - 一种富氧条件下通过高炉上下部调剂控制炉顶温度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种富氧条件下通过高炉上下部调剂控制炉顶温度的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一、炉顶温度的实时探测；将高炉炉顶按径向划分为若干个等距的区域，通过安装在各个区域的温度探测装置获取每个区域炉顶温度的实时数据；步骤二、炉况的判断分析；步骤三、高炉的上、下部调剂；根据对实时炉况的判断分析，当炉温异常时，启动调剂；步骤四、实时信息反馈；实时判断上述区域炉顶温度的变化，进入步骤二，形成实时调剂炉顶温度的系统。

Description

一种富氧条件下通过高炉上下部调剂控制炉顶温度的方法

技术领域

本发明涉及一种控制方法，具体涉及一种富氧条件下通过高炉上下部调剂控制炉顶温度的方法，属于高炉炼铁富氧喷吹技术领域。

背景技术

高炉强化冶炼是近年炼铁生产发展的主要任务，高炉要想优质、高产、低耗、长寿，必须进行强化冶炼，一方面要提高冶炼强度，另一方面要降低焦比。当前国内外高炉强化冶炼普遍采用精料、高压操作、高风温、大喷吹、富氧鼓风等技术，实现了各项经济技术指标的提高。高炉强化冶炼是实现高炉增产节能、综合利用冶炼技术的重要途径，是高炉冶炼发展的趋势。

做为强化冶炼的重要手段，富氧鼓风可以有效提高高炉产量，理论上，富氧1%，高炉可增产4.76%，实际可提高产量2-3%。同时富氧鼓风有助于提高喷煤量、降低焦比，是提高综合经济效益的重要措施。但富氧鼓风后，由于单位生铁风量减少，虽然理论燃烧温度有所提高，但煤气量显著降低，热量主要集中于炉腹以下，使得高温区下移，炉顶温度降低。而炉顶温度是高炉操作的重要指标，它是高炉煤气流的分布状态和高炉炉况进程的表观指标，直接反映着煤气流与炉料之间热交换的程度，反映了煤气利用率的高低。炉顶温度过低，炉料的预热变差，间接还原下降，直接还原上升，而且炉料中的水分很难蒸发，造成干法除尘设备容易阻塞，高炉不能正常运行。因此，控制炉顶温度在合理的范围内对于高炉炉况的顺行和煤气能的利用具有重要的意义。

为了更好地对炉顶温度进行预测和控制，多年来高炉工作者采用多种方法控制炉顶温度，如文献“杨建中，《浅谈高炉炉顶温度的控制》，河北冶金，2013（4）：32-35”中分析入炉炉料炉温过低、煤气利用差和设备操作故障为造成炉顶温度偏低的因素，同时明确了建立合理的煤气流分布、优化高炉操作和设备管理的技术方案。该技术方案仅从原理上阐述了对炉顶温度的控制，并没有从实践角度综合分析顶温控制措施，同时也忽略了不可预见的异常炉况变化对炉顶温度的影响。而实际上，合理煤气流分布是上下部实时调剂的共同作用。文献“刘元意，《莱钢全干法布袋除尘高炉顶温控制技术》，《炼铁》2008（1）：30-31”中分析了高炉炉顶温度低的原因是炉料吸收热量过多，并通过提高入炉炉料温度的方式来提高顶温。该技术方案的调剂措施过于单一，炉况反应时间长，且容易造成炉温的波动，不利于高炉的稳定生产。同时入炉炉温的升高增加了炉料物流过程中的损失，增加了高炉原料生产成本。

综上所述，富氧条件下，现有的炉顶温度控制主要采用提高入炉炉料温度、调节煤气流分布和优化高炉设备操作等措施，虽然通过这些措施也可调节煤气流的再分布，但并没有充分发挥上、下部调剂的协同作用，单一的调剂措施使得炉况反应时间长，且容易造成部分炉体的炉温波动和炉型变化，对高炉长期稳定的生产造成不利影响。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种富氧条件下通过高炉上下部调剂控制炉顶温度的方法，该方法目的在于克服现有顶温控制措施不够系统、炉况反应时间长且造成炉况不稳的不足，本发明充分发挥上、下部调剂的协同作用，提供了一种富氧条件下通过高炉上下部调剂控制炉顶温度的方法。通过采用本发明的技术方案，实现了对炉顶温度的有效调控，最大限度地维持炉况的稳定，且提高了炉况的反应能动性。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种富氧条件下通过高炉上下部调剂控制炉顶温度的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤一、炉顶温度的实时探测；

将高炉炉顶按径向划分为若干个等距的区域，通过安装在各个区域的温度探测装置获取每个区域炉顶温度的实时数据；

步骤二、炉况的判断分析；

步骤三、高炉的上、下部调剂；

根据对实时炉况的判断分析，当炉温异常时，启动调剂；

步骤四、实时信息反馈；

实时判断上述区域炉顶温度的变化，进入步骤二，形成实时调剂炉顶温度的系统。

作为本发明的一种改进，所述步骤二中，炉况的判断分析，具体如下：将上述各个区域的炉顶温度的实时数据，汇集整合构建炉顶温度分布样本，规定探测点的平均温度在120-200℃之间对应为炉顶温度正常；平均温度小于120℃对应为炉顶温度偏低；平均温度在200-300℃之间对应于炉顶温度偏高，大于300℃对应为炉顶温度过高，根据炉顶温度的分布样本，判断实时炉况是否异常。

作为本发明的一种改进，所述步骤三中，高炉的上、下部调剂，具体如下，根据对实时炉况的判断分析，当炉温异常时，启动调剂；如果炉顶温度偏低，则进行上下部调剂，通过高炉上部的布料控制、并提高入炉原料质量，下部鼓风风温、风口面积调整、喷吹煤粉等操作的有效结合，调整煤气流分布，保持适当的焦炭负荷，同时保持炉缸热量充沛、炉温稳定，使炉顶温度控制在120-200℃的合理范围内；如果炉顶温度偏高，则进行上部调剂，通过增大炉料下料速度、适当减小批重、控制装料制度等操作降低炉温。若炉顶温度过高，在进行上部调剂的同时采取炉顶打水的措施，使炉温降至120-200℃的合理范围内。

作为本发明的一种改进，所述步骤三中，如果炉顶温度偏低，则进行上下部调剂，通过高炉上下部调剂措施的协同作用，保持煤气流的合理分布，煤气流调整中控制中心气流略强于边缘气流，合理的煤气流分布由十字测温确定：中心温度550-650℃；边缘温度100-130℃。

作为本发明的一种改进，所述步骤三中，高炉上部的调剂措施主要通过布料控制、并提高入炉原料质量，其中布料控制主要通过调整布料矩阵、料线以及采用中心加焦增强中心气流的措施来达到合理的煤气流分布，入炉炉料中矿石杂质含量低，焦炭和煤粉中灰分含量在15%以下，焦炭热态强度CSR＞60%、焦炭反应性＜28%。

作为本发明的一种改进，所述步骤三中，下部调剂措施主要有鼓风风温、风口面积调整、喷吹煤粉操作，其中鼓风风温增加至1100℃，以提高煤粉的燃烧率，减少未燃煤粉的产生，维持炉渣的流动性；为防止边缘气流过分发展，风口面积应根据高炉炉型适当缩小，以保持足够的鼓风动能，达到合理的回旋深度，每富氧1%可按原风口面积缩小0.5%-2%，煤粉的喷吹采用配煤混合喷吹，以优化喷吹效果，具体喷煤量根据富氧程度确定，富氧1%可提高煤比20-23kg/t，在控制合理煤气流分布的同时，保持适当的焦炭负荷，同时保持炉缸热量充沛、炉温稳定，使炉顶温度控制在120-200℃的合理范围内。

相对于现有技术，本发明具有如下优点，1）该技术方案充分发挥上、下部调剂相结合的协同作用，通过高炉上部的布料控制和喷煤、下部鼓风风温、风量、风口面积调整的结合，提升了炉况的反应能动性，使得炉况迅速得到优化，实现了对高炉炉顶温度的有效控制；2）本发明的一种富氧条件下通过高炉上下部调剂控制炉顶温度的方法，采用多种调剂措施共同作用，避免了部分炉体的炉况异常和炉温波动，最大限度地维持炉况的稳定。

附图说明

图1是本发明工艺流程简图。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。

实施例1：参见图1，一种富氧条件下通过高炉上下部调剂控制炉顶温度的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一、炉顶温度的实时探测；

将高炉炉顶按径向划分为若干个等距的区域，通过安装在各个区域的温度探测装置获取每个区域炉顶温度的实时数据；

步骤二、炉况的判断分析；

步骤三、高炉的上、下部调剂；

根据对实时炉况的判断分析，当炉温异常时，启动调剂；

步骤四、实时信息反馈；

实时判断上述区域炉顶温度的变化，进入步骤二，形成实时调剂炉顶温度的系统。

所述步骤二中，炉况的判断分析，具体如下：将上述各个区域的炉顶温度的实时数据，汇集整合构建炉顶温度分布样本，规定探测点的平均温度在120-200℃之间对应为炉顶温度正常；平均温度小于120℃对应为炉顶温度偏低；平均温度在200-300℃之间对应于炉顶温度偏高，大于300℃对应为炉顶温度过高，根据炉顶温度的分布样本，判断实时炉况是否异常。

所述步骤三中，高炉的上、下部调剂，具体如下，根据对实时炉况的判断分析，当炉温异常时，启动调剂；

如果炉顶温度偏低，则进行上下部调剂，通过高炉上部的布料控制、并提高入炉原料质量，下部鼓风风温、风口面积调整、喷吹煤粉等操作的有效结合，调整煤气流分布，保持适当的焦炭负荷，同时保持炉缸热量充沛、炉温稳定，使炉顶温度控制在120-200℃的合理范围内；

如果炉顶温度偏高，则进行上部调剂，通过增大炉料下料速度、适当减小批重、控制装料制度等操作降低炉温。若炉顶温度过高，在进行上部调剂的同时采取炉顶打水的措施，使炉温降至120-200℃的合理范围内。

所述步骤三中，如果炉顶温度偏低，则进行上下部调剂，通过高炉上下部调剂措施的协同作用，保持煤气流的合理分布，煤气流调整中控制中心气流略强于边缘气流，合理的煤气流分布由十字测温确定：中心温度550-650℃；边缘温度100-130℃。

所述步骤三中，高炉上部的调剂措施主要通过布料控制、并提高入炉原料质量，其中布料控制主要通过调整布料矩阵、料线以及采用中心加焦增强中心气流的措施来达到合理的煤气流分布，入炉炉料中矿石杂质含量低，焦炭和煤粉中灰分含量在15%以下，焦炭热态强度CSR＞60%、焦炭反应性＜28%。

所述步骤三中，下部调剂措施主要有鼓风风温、风口面积调整、喷吹煤粉操作，其中鼓风风温增加至1100℃，以提高煤粉的燃烧率，减少未燃煤粉的产生，维持炉渣的流动性；为防止边缘气流过分发展，风口面积应根据高炉炉型适当缩小，以保持足够的鼓风动能，达到合理的回旋深度，每富氧1%可按原风口面积缩小0.5%-2%，煤粉的喷吹采用配煤混合喷吹，以优化喷吹效果，具体喷煤量根据富氧程度确定，富氧1%可提高煤比20-23kg/t，在控制合理煤气流分布的同时，保持适当的焦炭负荷，同时保持炉缸热量充沛、炉温稳定，使炉顶温度控制在120-200℃的合理范围内。

如果炉顶温度偏高，则进行上部调剂，上部调剂主要通过增大炉料下料速度、适当减小批重等操作减小炉顶热量、控制装料制度以减小边缘气流的发展。若炉顶温度过高，在进行上部调剂的同时采取炉顶打水的措施，使炉温降至120-200℃的合理范围内。

该技术方案采用多种上下部结合调剂措施共同控制炉顶温度，协同作用，相互补充，避免了部分炉体的炉况异常和炉温波动，最大限度地维持炉况的稳定，同时提高了炉况的反应能动性，使得炉况迅速得到优化，实现了对高炉炉顶温度的有效控制。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (1)

1.一种富氧条件下通过高炉上下部调剂控制炉顶温度的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤一、炉顶温度的实时探测；

将高炉炉顶按径向划分为若干个等距的区域，通过安装在各个区域的温度探测装置获取每个区域炉顶温度的实时数据；

步骤二、炉况的判断分析；

步骤三、高炉的上、下部调剂；

根据对实时炉况的判断分析，当炉温异常时，启动调剂；

步骤四、实时信息反馈；

实时判断上述区域炉顶温度的变化，进入步骤二，形成实时调剂炉顶温度的系统；

所述步骤二中，炉况的判断分析，具体如下：将上述各个区域的炉顶温度的实时数据，汇集整合构建炉顶温度分布样本，规定探测点的平均温度在120-200℃之间对应为炉顶温度正常；平均温度小于120℃对应为炉顶温度偏低；平均温度在200-300℃之间对应于炉顶温度偏高，大于300℃对应为炉顶温度过高，根据炉顶温度的分布样本，判断实时炉况是否异常；

所述步骤三中，高炉的上、下部调剂，具体如下，根据对实时炉况的判断分析，当炉温异常时，启动调剂；

如果炉顶温度偏低，则进行上下部调剂，通过高炉上部的布料控制、并提高入炉原料质量，下部鼓风风温、风口面积调整、喷吹煤粉操作的有效结合，调整煤气流分布，保持适当的焦炭负荷，同时保持炉缸热量充沛、炉温稳定，使炉顶温度控制在120-200℃的合理范围内；

如果炉顶温度偏高，则进行上部调剂，通过增大炉料下料速度、适当减小批重、控制装料制度操作降低炉温，若炉顶温度过高，在进行上部调剂的同时采取炉顶打水的措施，使炉温降至120-200℃的合理范围内；

所述步骤三中，如果炉顶温度偏低，则进行上下部调剂，通过高炉上下部调剂措施的协同作用，保持煤气流的合理分布，煤气流调整中控制中心气流略强于边缘气流，合理的煤气流分布由十字测温确定：中心温度550-650℃；边缘温度100-130℃；

所述步骤三中，高炉上部的调剂措施主要通过布料控制、并提高入炉原料质量，其中布料控制主要通过调整布料矩阵、料线以及采用中心加焦增强中心气流的措施来达到合理的煤气流分布，入炉炉料中矿石杂质含量低，焦炭和煤粉中灰分含量在15%以下，焦炭热态强度CSR＞60%、焦炭反应性＜28%；

所述步骤三中，下部调剂措施主要有鼓风风温、风口面积调整、喷吹煤粉操作，其中鼓风风温增加至1100℃，每富氧1%可按原风口面积缩小0.5%-2%，煤粉的喷吹采用配煤混合喷吹，以优化喷吹效果，具体喷煤量根据富氧程度确定，富氧1%可提高煤比20-23kg/t，在控制合理煤气流分布的同时，保持适当的焦炭负荷，同时保持炉缸热量充沛、炉温稳定，使炉顶温度控制在120-200℃的合理范围内。

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