CN110578024B

CN110578024B - 一种改善高炉高球团冶炼炉内压差的方法

Info

Publication number: CN110578024B
Application number: CN201911008100.8A
Authority: CN
Inventors: 刘文文; 李昊堃; 史永林; 贺佳; 范建军; 赵建伟; 王卫东
Original assignee: Shanxi Taigang Stainless Steel Co Ltd
Current assignee: Shanxi Taigang Stainless Steel Co Ltd
Priority date: 2019-10-22
Filing date: 2019-10-22
Publication date: 2021-03-12
Anticipated expiration: 2039-10-22
Also published as: CN110578024A

Abstract

本发明属于高炉冶炼技术领域，尤其涉及一种改善高炉高球团冶炼炉内压差的方法。包括：(1)根据高炉软融带温度曲线分布特征，将料面划分为边缘环带区域、中间环带区域和中心区域；(2)在边缘环带区域和中间环带区域布置烧结矿、酸性球团矿和碱性球团矿，在中心区域布置烧结矿。本发明根据高炉软融带温度曲线分布特征，对料面不同位置范围内炉料结构中球团矿比例进行合理调整，实现了软化温度曲线在炉内位置的降低，同时缩短了炉料软化区间宽度，最终改善了炉料在软化区域的透气性、降低了高炉炉内压差。

Description

一种改善高炉高球团冶炼炉内压差的方法

技术领域

本发明属于高炉冶炼技术领域，尤其涉及一种改善高炉高球团冶炼炉内压差的方法。

背景技术

众所周知，高炉冶炼原料由烧结矿、球团矿、块矿以及少量熔剂组成，国内高炉原料主要以烧结矿为主，其比例达70％以上。但是，烧结工序能耗较球团矿高约40％，烧结工序氮氧化物和硫化物等排放量也较球团工序高出30-40％，企业环保压力较大，因此，有必要优化高炉炉料结构，降低烧结矿比例，提升球团矿配比。

目前高炉炉料结构以高碱度烧结矿配加20％-30％酸性球团矿为主。烧结矿的高温冶金性能较球团矿有一定幅度的提高。通常情况下，烧结矿开始软化温度比球团矿高出40-60℃，滴落温度也较球团矿高出30-50℃，烧结矿软化区间比球团矿要宽一些。因此，目前的炉料结构的软化温度和软化区间是比较合理的。然而，当球团矿比例提至40％以上后，由于球团矿的软化温度较低，综合炉料软化开始温度将下降，导致高炉炉内成渣早，软化区间上移，影响炉料透气和透液性，炉内表现为压差有较大幅度升高趋势。因此，如何在高球团冶炼过程中降低炉内压差对高炉顺行是至关重要的。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种改善高炉高球团冶炼炉内压差的方法。

具体的，本发明的一种改善高炉高球团冶炼炉内压差的方法，包括：

(1)根据高炉软融带温度曲线分布特征，将料面划分为边缘环带区域、中间环带区域和中心区域；

(2)在边缘环带区域和中间环带区域布置烧结矿、酸性球团矿和碱性球团矿，在中心区域布置烧结矿。

上述的改善高炉高球团冶炼炉内压差的方法，所述边缘环带区域、所述中间环带区域和所述中心区域的大小根据高炉开炉时炉料的料面形状测定。

上述的改善高炉高球团冶炼炉内压差的方法，所述边缘环带区域的炉料结构包括：烧结矿20％-70％，酸性球团矿5％-20％，碱性球团矿25％-75％；所述中间环带区域的炉料结构包括：烧结矿45％-75％，酸性球团矿20％-40％，碱性球团矿5％-20％。

上述的改善高炉高球团冶炼炉内压差的方法，所述边缘环带区域的炉料结构包括：烧结矿40％-55％，酸性球团矿10％-15％，碱性球团矿35％-45％；所述中间环带区域的炉料结构包括：烧结矿55％-65％，酸性球团矿25％-30％，碱性球团矿10％-15％。

上述的改善高炉高球团冶炼炉内压差的方法，所述边缘环带区域的炉渣碱度为1.4-1.5；所述中间环带区域的炉渣碱度为1.1-1.16。

上述的改善高炉高球团冶炼炉内压差的方法，所述高炉的直径大于8.0m时，所述料面的所述边缘环带区域的圆环宽度为400-600mm，所述中间环带区域的圆环宽度为1000-1300mm，其余为中心区域。

上述的改善高炉高球团冶炼炉内压差的方法，所述烧结矿的二元碱度为2.05-2.25。

上述的改善高炉高球团冶炼炉内压差的方法，所述酸性球团矿中SiO₂的含量为4.1％-6.8％。

上述的改善高炉高球团冶炼炉内压差的方法，所述碱性球团矿的二元碱度为0.8-1.2。

本发明的技术方案具有如下的有益效果：

(1)本发明的一种改善高炉高球团冶炼炉内压差的方法，根据高炉软融带温度曲线分布特征，合理调整料面不同位置范围内炉料结构中球团矿比例，以实现软化温度曲线在炉内位置的降低，同时缩短炉料软化区间宽度，改善炉料在软化区域的透气性，最终改善高炉炉内压差；

(2)本发明通过在边缘环带区域和中间环带区域配用部分的碱性球团矿后，不需要配加硅石，同时碱性球团的高温冶金性能优于酸性球团矿，高炉渣量降幅明显。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。

图1为本发明的高球团冶炼不同料面划分区域示意图；

图2为现有的槽下排料示意图；

图3为本发明的槽下排料示意图；

图4为高炉炉内软化温度曲线示意图。

具体实施方式

为了充分了解本发明的目的、特征及功效，通过下述具体实施方式，对本发明作详细说明。本发明的工艺方法除下述内容外，其余均采用本领域的常规方法或装置。下述名词术语除非另有说明，否则均具有本领域技术人员通常理解的含义。

在高炉冶炼技术领域中，高炉阻力主要来自软融带，在此区域由于炉料开始软化、初渣开始形成，液相逐渐出现，炉料特别是矿石由块状物逐渐形成液相，炉内炉料孔隙度急剧减小，炉内煤气透气性变差，炉内压差将有大幅度升高。

冶炼过程中，当球团矿比例提至40％以上时，综合炉料的高温冶金性能相比于高比例烧结矿的炉料结构有一定幅度的降低。因此，在炉内表现为压差将升高，为避免炉料冶金性能变差而导致炉内压差变高的趋势，本发明创造性地调整了料面不同位置的炉料结构，优化了炉内炉料软化温度曲线位置，降低了软化温度曲线高度和减少软化区间宽度，实现了高炉炉内压差与高比例烧结矿的炉料结构的压差无升高或有小幅度下降。

(1)根据高炉软融带温度曲线分布特征，将料面划分为边缘环带区域、中间环带区域和中心区域。

如图1所示，所述边缘环带区域10紧邻炉墙40；所述中间环带区域20位于边缘环带区域10的内侧，即中间环带区域20的大圆边与所述边缘环带区域10的小圆边重合；所述中心区域30位于所述中间环带区域20的内侧，即所述中间环带区域20的小圆边为所述中心区域的圆边。

其中，所述边缘环带区域、所述中间环带区域和所述中心区域的大小根据料面形状，即高炉开炉时进行炉料的料面形状测定。通常情况下，炉料靠近炉墙边缘的落点距炉墙400-600mm，料面平台宽度900-1800mm，剩余为中心漏斗区域，即本发明提到的中心区域。

在一个具体实施方式中，当所述高炉的直径为8.0m-12.0m时，所述料面的所述边缘环带区域的圆环宽度为400-600mm，所述中间环带区域的圆环宽度为1000-1300mm，其余为中心区域。

现有技术中，在冶炼高比例球团矿时，当球团矿全部为酸性球团矿时，为稳定炉渣碱度平衡，在烧结矿碱度不调整的前提下，需要配加硅石。结果是高炉渣量并没有明显减少，无法体现高比例球团矿的优势。本发明通过在边缘环带区域和中间环带区域配用部分的碱性球团矿后，不需要配加硅石，同时碱性球团的高温冶金性能优于酸性球团矿，高炉渣量降幅明显。

在优选的实施方式中，所述边缘环带区域的炉料结构包括：烧结矿20％-70％，酸性球团矿5％-20％，碱性球团矿25％-75％；所述中间环带区域的炉料结构包括：烧结矿45％-75％，酸性球团矿20％-40％，碱性球团矿5％-20％。

进一步优选的，所述边缘环带区域的炉料结构包括烧结矿40％-55％，酸性球团矿10％-15％，碱性球团矿35％-45％；所述中间环带区域的炉料结构包括：烧结矿55％-65％，酸性球团矿25％-30％，碱性球团矿10％-15％。

由于碱性球团的膨胀率较高，过多配用后，影响炉内块状带的孔隙度，最终影响块状带的透气性，同时为调整炉渣碱度，需额外配加石灰，也会大大影响高炉操作。

在优选的实施方式中，所述边缘环带区域的炉渣二元碱度为1.4-1.5；所述中间环带区域的炉渣碱度为1.1-1.16。

优选的，所述烧结矿的二元碱度为2.05-2.25。

优选的，所述酸性球团矿中SiO₂的含量为4.1-6.8％。

优选的，所述碱性球团矿的二元碱度为0.8-1.2。

本发明的改善高炉高球团冶炼炉内压差的方法主要是调整炉料中CaO、SiO₂、Al₂O₃、MgO含量，使所形成初渣的渣系的温度范围结合实际高炉温度场的分布情况，最终实现高炉初渣位置的降低，从而降低软融带的位置和高度，改善煤气阻力。

为了适用本发明的改善高炉高球团冶炼炉内压差的方法实施，本发明还对传统的槽下排料模式进行了优化。具体如下:

图2为传统的槽下排料示意图，料仓A系主要用于存放烧结矿，料仓B系主要用于存放球团矿。料仓排料方式为A10，B10，A9，B9，…A1，B1。

图3为本发明优化后的槽下排料示意图。本发明根据不同料面位置对炉料结构的要求，将以前的排料模式进行优化，排料顺序A1-A10，根据排料顺序A1、A2和B1、B2的炉料将布在料面的中心区域，依次A3-A6和B3-B6的炉料布在中间环带，A7-A9和B7-B9的炉料布在边缘区域，A10和B10的炉料可以分布在整个料面，也可以布在边缘。

两种槽下排料模式的不同点为：(1)传统槽下排料A10焦丁是分布在整个料面中的，而本发明的排料模式焦丁布在边缘；(2)本发明改进的排料根据料面不同区域所需要的炉料，而在不同料仓中存储炉料。

因此，本发明中布置烧结矿、酸性球团矿和碱性球团矿是根据不同料面位置炉料结构的要求，结合开炉测量料面的数据，设置布料矩阵，从而将不同炉料结构布置在确定的区域。

图4为高炉炉内软化温度曲线示意图，其中，Q₁温度曲线表示传统炉料结构为烧结矿70％+酸性球团矿30％时，炉内软化开始温度曲线；Q₁’为与Q₁对应的软化终了温度曲线；H₀表示软化区间。当酸性球团矿比例逐渐提高后，若不进行优化，软化开始温度会有较大幅度降低，其温度曲线将如Q₂所示，炉内温度场将上移，炉内压差将有大幅度升高。若采用本发明的方法对料面不同位置进行优化，可改善软化开始温度曲线如Q₃所示，其对应的软化终了温度曲线如Q₃’所示，通过图4可知，软化区间H₁在炉内高度将有所变窄，有利于稳定压差。

本发明的改善高炉高球团冶炼炉内压差的方法，根据高炉软融带温度曲线分布特征，合理调整料面不同位置范围内炉料结构中球团矿比例，以实现软化温度曲线在炉内位置的降低，同时缩短炉料软化区间宽度，改善炉料在软化区域的透气性，最终改善高炉炉内压差。

实施例

下面以某钢大型高炉(炉容4000m³以上)高球团冶炼为具体实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件。

该高炉炉料结构由原来70％烧结矿+30％球团矿逐渐实现球团矿比例40％以上的新型炉料结构。

所述高炉的直径为10.5m，边缘环带区域的圆环宽度为500mm，中间环带区域的圆环宽度为1300mm。采取不同料面位置炉料结构具体见表1。

表1高球团冶炼炉料结构情况

注：表1中“酸球”代表酸性球团矿；“碱球”代表碱性球团矿。

按照图4的槽下排料模式及表2所示的布料矩阵进行布料。

表2布料矩阵模式

	1档	2档	3档	4档	5档	6档
							焦炭角度	42.5	41.5	40.0	37-38	35-36	33-34
焦炭圈数	3.0-4.0	3.0	3.0	3.0	2.0	1.5-2.0
							矿石角度	42.5	41.5	40.0	38.0	36.0	-
矿石圈数	3.0	3.0	3.0	2.0-3.0	2.0	-

注：表2中“-”取值为0，1档至6档为现场标注的符号。

对炉料的软化温度及高炉的压差进行检测，其中。不同炉料结构下软化开始温度见表3，不同炉料结构下高炉下部压差变化情况见表4。

表3不同炉料结构软化开始温度变化情况

烧结矿比例％	酸性球团矿比例％	碱性球团矿比例％	软化开始温度℃
				57	30	13	1091
56	33	11	1091.7
				50	14	36	1075.2
46	13	41	1077.3
				70	30	-	1121

注：表3中“-”取值为0。

表4不同炉料结构下高炉压差变化情况

实践结果表明：通过采用同料面位置采取炉料结构优化的布料模式，可以实现高炉高球团冶炼高炉总压差稳定，高炉下部压差降低。本发明可改善炉料在软化区域的透气性，最终改善高炉炉内压差。

本发明在上文中已以优选实施例公开，但是本领域的技术人员应理解的是，这些实施例仅用于描绘本发明，而不应理解为限制本发明的范围。应注意的是，凡是与这些实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本发明的权利要求范围内。因此，本发明的保护范围应当以权利要求书中所界定的范围为准。

Claims

1.一种改善高炉高球团冶炼炉内压差的方法，其特征在于，包括：

（1）根据高炉软融带温度曲线分布特征，将料面划分为边缘环带区域、中间环带区域和中心区域；

（2）在边缘环带区域和中间环带区域布置烧结矿、酸性球团矿和碱性球团矿，在中心区域布置烧结矿;

所述边缘环带区域的炉料结构包括：烧结矿20%-70%，酸性球团矿5%-20%，碱性球团矿25%-75%；所述中间环带区域的炉料结构包括：烧结矿45%-75%，酸性球团矿20%-40%，碱性球团矿5%-20%。

2.根据权利要求1所述的改善高炉高球团冶炼炉内压差的方法，其特征在于，所述边缘环带区域、所述中间环带区域和所述中心区域的大小根据高炉开炉时炉料的料面形状测定。

3.根据权利要求1所述的改善高炉高球团冶炼炉内压差的方法，其特征在于，所述边缘环带区域的炉料结构包括：烧结矿40%-55%，酸性球团矿10%-15%，碱性球团矿35%-45%；所述中间环带区域的炉料结构包括：烧结矿55%-65%，酸性球团矿25%-30%，碱性球团矿10%-15%。

4.根据权利要求1或3所述的改善高炉高球团冶炼炉内压差的方法，其特征在于，所述边缘环带区域的炉渣碱度为1.4-1.5；所述中间环带区域的炉渣碱度为1.1-1.16。

5.根据权利要求2所述的改善高炉高球团冶炼炉内压差的方法，其特征在于，所述高炉的直径为8.0-12.0 m时，所述料面的所述边缘环带区域的圆环宽度为400-600 mm，所述中间环带区域的圆环宽度为1000-1300 mm，其余为中心区域。

6.根据权利要求1所述的改善高炉高球团冶炼炉内压差的方法，其特征在于，所述烧结矿的二元碱度为2.05-2.25。

7.根据权利要求1所述的改善高炉高球团冶炼炉内压差的方法，其特征在于，所述酸性球团矿中SiO₂的含量为4.1%-6.8%。

8.根据权利要求1所述的改善高炉高球团冶炼炉内压差的方法，其特征在于，所述碱性球团矿的二元碱度为0.8-1.2。