CN112899421B

CN112899421B - 一种高炉停炉快速降料面的方法

Info

Publication number: CN112899421B
Application number: CN202110062129.5A
Authority: CN
Inventors: 杨君; 柏德春; 潘伟恩; 陈彦铭; 丁时明; 詹开洪; 周凌云; 毛佳; 林贤文; 王宏平
Original assignee: SGIS Songshan Co Ltd
Current assignee: SGIS Songshan Co Ltd
Priority date: 2021-01-18
Filing date: 2021-01-18
Publication date: 2022-01-11
Anticipated expiration: 2041-01-18
Also published as: CN112899421A

Abstract

本发明涉及一种高炉停炉快速降料面的方法，包括：提供一个高炉，并在高炉的顶部设置洒水装置，利用洒水装置对位于高炉的炉顶的气体进行降温处理，炉顶具有出气口，出气口与布袋除尘器连通；使高炉预休风，并在高炉内安装探尺；向高炉送风，送风风量为全风状态时的风量；检测布袋除尘器内的温度，并根据布袋除尘器的温度调节洒水装置的流量，以使温度等于T0；根据料面位置调节送风风量，并使料面的下降速度为V0；当送风风量大于全风状态时的风量的50％时，高炉连续出铁，当送风风量小于或等于全风状态时的风量的50％时，高炉间隔时间t1出铁。该方法具有停炉安全系数高和停炉效率高的特点。

Description

一种高炉停炉快速降料面的方法

技术领域

本发明涉及高炉冶炼技术领域，尤其涉及一种高炉停炉快速降料面的方法。

背景技术

目前高炉的设计炉龄为15年，生产到一定年限后，需要对高炉进行停炉大修。停炉时，需要将炉内的矿料、焦炭等清除，以使高炉的内壁裸露以便维修。现有技术中，高炉停炉普遍采用炉顶洒水降料面法，通过洒水控制高炉顶部的温度，避免顶部温度过高烧毁周围的设备。目前的停炉作业中，为保证炉顶温度在要求范围内，通常输入小风量参与冶炼，进而导致降料面的时间较长，以3200m³高炉为例，降料面时间达到15小时左右，不利于提高停炉效率。同时，由于停炉的时间较长，在降料面过程中发生塌料、爆震事故的几率也随之增加。

发明内容

本发明的目的在于提出一种高炉停炉快速降料面的方法，其降料面速度快，停炉安全系数高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供的一种高炉停炉快速降料面的方法，包括：

提供一个高炉，并在所述高炉的顶部设置洒水装置，利用所述洒水装置对位于所述高炉的炉顶的气体进行降温处理，所述炉顶具有出气口，所述出气口与布袋除尘器连通；

使所述高炉预休风，并在所述高炉内安装探尺，所述探尺用于检测料面的位置；

向所述高炉送风，送风风量为全风状态时的风量；

检测所述布袋除尘器内的温度，并根据所述布袋除尘器的温度调节所述洒水装置的流量，以使所述温度等于T0；

根据料面位置调节送风风量，并使所述料面的下降速度为V0；

当送风风量大于全风状态时的风量的50％时，所述高炉连续出铁，当送风风量小于或等于全风状态时的风量的50％时，所述高炉间隔时间t1出铁。

进一步的，所述洒水装置包括多个洒水管，至少在所述炉顶的四周和中部设置有所述洒水管。

进一步的，向所述高炉送风后，持续向所述高炉供料，以使所述高炉维持全风全氧的生产状态，当全风全氧的生产状态持续时间t2后，停止向所述高炉供料，以使所述高炉的料面下降。

进一步的，在所述高炉的料面下降过程中，送风风量依次减小。

进一步的，送风时向所述高炉输入的气体包括高温空气和纯氧气，当送风风量减小时，输入的所述纯氧气依次减少，且当所述高炉的料面降至炉腰位置时，停止输入纯氧气。

进一步的，当送风风量小于全风状态时的风量的80％时，调节所述炉顶的气体压力，并使送风风量每减小100m³/min，所述气体压力减小2kpa。

进一步的，还包括：

测量所述炉顶的温度，根据所述炉顶的温度调节所述洒水装置的流量，以使所述炉顶的温度等于T1，T1＞T0。

进一步的，沿所述炉顶的四周位置分别设置测温装置，以测量所述炉顶的温度。

进一步的，所述布袋除尘器内的温度不超过210℃。

进一步的，当送风风量小于或等于全风状态时的风量的50％时，所述高炉间隔30分钟出铁。

本发明相比于现有技术的有益效果：

本发明的一种高炉停炉快速降料面的方法，通过在对高炉开始送风时，送风风量为全风状态时的风量，再根据料面的实际位置调节送风风量，使整个冶炼过程炉内的化学反应都能够维持在一个相对饱和的工作状态，有利于在高炉内冶炼材料较多时提高冶炼速度，使料面快速下降，减少降料面的时间，减少事故发生几率，提高停炉安全性和工作效率。

附图说明

图1为实施例的高炉的示意图。

图中：

1、外壳；11、出铁口；12、出渣口；13、出气口；14、炉腹；15、炉喉；16、供料装置；2、耐火层；3、洒水装置；4、环炉热风管；41、热风咀；5、矿石层；6、焦炭层；7、铁水；8、炉渣。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

参照图1所示，本发明提供的一种高炉停炉快速降料面的方法，应用于高炉的停炉处理。该方法包括：

提供一个高炉，并在高炉的顶部设置洒水装置3，利用洒水装置3对位于高炉的炉顶的气体进行降温处理，高炉的炉顶具有出气口13，出气口13与布袋除尘器连通；

使高炉预休风，并在高炉内安装探尺，探尺用于检测料面的位置；

向高炉送风，送风风量为全风状态时的风量；

检测布袋除尘器内的温度，并根据布袋除尘器的温度调节洒水装置3的流量，以使布袋除尘器的温度为T0；

根据料面位置调节送风风量，并使料面的下降速度为V0；

当送风风量大于全风状态时的风量的50％时，高炉连续出铁，当送风风量小于等于全风状态时的风量的50％时，高炉间隔时间t1出铁。

可以理解的是，高炉为生铁冶炼设备，用于将铁矿石、焦炭和造渣溶剂通过高温燃烧生成铁水7。高炉包括用钢板制成的外壳1，外壳1具有用于容纳铁矿石、焦炭等冶炼材料的容纳腔，外壳1的内壁上敷设有耐火层2，耐火层2用于阻隔高温燃烧时产生的热量，对外壳1起保护作用。高炉1自上而下分为五个区域，五个区域依次为炉喉15、炉身、炉腰、炉腹14和炉缸，燃烧反应在炉腹14进行，因此，炉腹14内的温度最高，可达1800℃左右，从炉腹14向高炉的两端，温度依次降低，炉喉15区域的温度约为200℃左右。冶炼材料从位于高炉顶部的供料装置16卸下，其中，一定数量的铁矿石和焦炭分别形成矿石层5和焦炭层6，矿石层5和焦炭层6交错层叠在容纳腔内，即相邻两个矿石层5之间具有一个焦炭层6。高炉的炉腹14位置设置有呈环形的环炉热风管4，环炉热风管4用于输送高温气体，沿环炉热风管4的圆周方向，环炉热风管4设置有多个热风咀41，热风咀41与高炉内部连通，以使环炉热风管4通过热风咀41向高炉内输入参与燃烧的氧气。在高温燃烧的作用下，位于炉腹14内的矿石层5和焦炭层6熔化形成铁水7或者炉渣8，铁水7和炉渣8沉积在炉缸内，并分别通过出铁口11和出渣口12排出。随着炉腹14内的矿石层5和焦炭层6不断熔化，位于上部的矿石层5和焦炭层6相继滑下并进入炉腹14。位于最上方的矿石层5或者焦炭层6靠近高炉顶部的一侧面即为料面，因此，料面的位置可反映高炉内的冶炼材料的数量。当高炉停炉检修时，需要将高炉内的冶炼材料进行清除，也可以理解为使料面下降至热风咀41的位置以下。在料面下降过程中，由于冶炼材料不断减少，高炉受到的应力以及容纳腔内的温度、气体成分、气体浓度等均发生较大变化，进而容易引起结瘤、崩料、烧毁设备、爆震、爆炸等事故。

本实施例中，在高炉的顶部设置洒水装置3，洒水装置3用于向炉喉15的区域喷洒冷却水，实现对该区域的气体进行降温，避免气体的温度过高影响安装于该区域的设备，比如位于高炉顶部的供料装置16。同时，气体通过出气口13排放至输气管道，出气口13与输气管道之间设置布袋除尘器(图中未示出)，布袋除尘器用于对气体进行过滤处理，除去随气体漂浮的颗粒物。对气体的温度进行控制，可避免气体温度过高而烧毁布袋。具体地，位于高炉顶部的气体主要为煤气，洒水装置3将水雾化后喷出，以使水能够及时吸热蒸发，避免水流至下部造成事故。

开始停炉作业时，高炉预休风，即关闭环炉热风管4以停止输入高温空气，停止燃烧。在炉喉15内安装好探尺，以便测量料面位置。探尺的测量范围可延伸至热风咀41的对应位置，探尺的数量为三个，以保证测量数据的准确性。同时，在炉喉15内以及布袋除尘器内安装好气压检测设备、气体成分检测装置、温度检测装置等，以对相应的监控位置进行气压监控、气体含量监控和温度监控等。设备安装完毕后，开始复风，即通过环炉热风管4向高炉内送人高温空气，为保证输入的高温空气达到炼铁条件，高温空气由供气设备提供，供气设备用于将空气加热到1000℃～1300℃，以及向空气中混合纯氧气，以提高高温空气中的氧气含量。高温空气进入炉腹14后与燃料混合燃烧，经过一系列化学反应铁矿石层5和焦炭层6熔化形成铁水7和炉渣8，铁水7和炉渣8分别通过出铁口11和出渣口12排出。开始复风时，送风的风量为全风状态时的风量。全风状态即为正常生产状态时输入的最大风量，且高温空气中的氧气含量也为最大值。因此，该状态也叫全风全氧状态。例如：容量为3200m³的高炉在全风全氧状态时，输入的风量为5800m³/min，氧气输入量为21500m³/h。由于是全风全氧状态，反应速度较快。随着冶炼的进行，料面开始下降，且高炉顶部的温度升高。冶炼过程中产生的煤气通过出气口13进入布袋除尘器，经过滤处理后进入输气管道。检测布袋除尘器内的温度，使布袋除尘器的温度在符合过滤要求的温度范围内，即布袋除尘器的温度T0为一个温度值范围。本实施例的布袋除尘器要求的温度为不超过210℃，即T0＜210℃。当检测到的实际温度值超过210℃时，通过洒水装置3喷水降温，以使排出的气体温度低于210℃，避免对布袋除尘器造成烧毁或影响过滤性能。在料面下降过程中，探尺对料面的实际位置进行监控，以获得料面的下降速度。根据料面的下降速度控制送风风量，即当料面的下降速度超过V0时，减小风量以及减小氧气含量，降低反应速度，避免因下方的矿石层5和焦炭层6熔化较快，而使上方的矿石层5和焦炭层6急剧下降，造成冶炼材料的塌陷。下降速度V0为料面安全下降的速度值，超过该速度值即具有安全风险。由于高炉内的冶炼材料逐渐减少，需要的风量以及氧气含量也随之减少，避免过多的氧气无法参与化学反应而进入炉喉15与煤气混合产生危险。因此，随着料面的下降，减小送风风量以及氧气含量。当然，随着料面的下降，以及化学反应的减慢，铁水的生产量也随之下降。在送风风量大于全风状态时的风量的50％时，高炉连续出铁，即铁水7通过出铁口11持续排出；在送给风量不大于全风状态时的风量的50％时，关闭出铁口11，间隔时间t1排出铁水7。最为优先方案，本实施例的高炉在半风状态后间隔30分钟出铁。直到料面降至热风咀41以下时，高炉休风，即停止输入高温空气，完成停炉。

具体地，在料面开始下降之前，为保证高炉正常运行，向高炉送风后，持续向高炉供料，通过供料装置16依次向高炉输入铁矿石和焦炭，以形成矿石层5和焦炭层6，使高炉位置全风全氧的生产状态。当该生产状态持续时间t2后，停止向高炉供料，以使高炉的料面下降，开始降料面作业。该方式有利于使高炉平稳的运行，避免负荷急骤变化。时间t2更加供料的批次进行设定，例如：时间t2为供料42批次时的耗时。

具体地，高炉的料面下降过程中，送风风量依次减小。输入的气体包括高温空气和纯氧气，当送风风量减小时，输入的纯氧气也依次减少，避免氧气过剩。同时，当高炉的料面降至炉腰位置时，高炉内的冶炼材料存量较少，空气中的氧气含量足够参与冶炼时的化学反应，停止向空气中添加纯氧气。本实施例以容量为3200m³的高炉为例，开始送风时为全风全氧状态，风量5800m³/min，氧气输入量21500m³/h。当探尺深度16.1m时，料面位于炉身中部位置，风量为5300m³/min，氧气输入量为11000m³/h。当探尺深度为19.7m时，料面位于炉腰位置，停止输入纯氧气，风量为4200m³/min。当料面位于炉腹14位置时，风量减少至3800m³/min。当料面位于热风咀41位置时，风量降至1400m³/min。随着料面的下降，继续减小风量，直到料面降至目标范围时，高炉休风。

具体地，当送风风量小于全风状态时的风量的80％时，调节炉顶的气体压力，并使送风风量每减小100m³/min，气体压力减小2kpa。可以理解的是，高炉运行时，需要炉内位置一定的压力，以便于铁水7排出。在送风风量减小时，出铁速率也会随之减少，因此，通过控制泄压阀门对炉内的气体压力进行调节，以适应不断变化的炉况。本实施例以容量为3200m³的高炉为例，开始送风时炉顶压力为237kpa；料面位于炉腰位置时，炉顶压力为215kpa；料面位于炉腹14的位置时，炉顶压力为207kpa；料面位于热风咀41位置时，改为常压状态。

具体地，该降料面的方法还包括：

测量炉顶的温度，根据炉顶的温度调节洒水装置3的流量，以使炉顶的温度等于T1，T1大于T0。可以理解的是，洒水装置3的作用在于降低炉顶以及通过出气口13排除的气体的温度。本实施例采用由布袋除尘器的温度和炉顶的温度共同作为洒水装置3降温处理的参考数据。作为优选方案，沿炉顶的四周位置分别设置测温装置，以测量炉顶的温度。

具体地，洒水装置3包括多个洒水管，在炉顶的四周和中部均设置有洒水管。可以理解的是，为使进入炉喉15内的气体温度维持在200℃左右的设定范围内，需要对炉喉15的区域的各个位置均匀降温处理。因此，沿炉顶圆周方向，至少在其四周位置以及其中部位置设置洒水管，扩大洒水的覆盖范围，提升降温效率。本实施例中，沿炉顶的四周，每个方向设置四条洒水管，中部设置一条洒水管，每条洒水管的出水量可达12t/h。同时，洒水装置3还包括加压泵，开加压泵时，每条洒水管的出水量可达38t/h，以满足降温要求。

本实施例的显著效果为：通过在对高炉开始送风时，送风风量为全风状态时的风量，再根据料面的实际位置调节送风风量，使整个冶炼过程炉内的化学反应都能够维持在一个相对饱和的工作状态，有利于在高炉内冶炼材料较多时提高冶炼速度，使料面快速下降，减少降料面的时间，减少事故发生几率，具有停炉安全系数高和停炉效率高的特点。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种高炉停炉快速降料面的方法，其特征在于，包括：

提供一个高炉，高炉容量为3200m³，并在所述高炉的顶部设置洒水装置，利用所述洒水装置对位于所述高炉的炉顶的气体进行降温处理，所述炉顶具有出气口，所述出气口与布袋除尘器连通；

向所述高炉送风，送风风量为全风状态时的风量；

当送风风量大于全风状态时的风量的50％时，所述高炉连续出铁，当送风风量小于或等于全风状态时的风量的50％时，所述高炉间隔时间30分钟出铁；

向所述高炉送风后，持续向所述高炉供料，以使所述高炉维持全风全氧的生产状态，当全风全氧的生产状态持续供料42批次的耗时后，停止向所述高炉供料，以使所述高炉的料面下降；

在所述高炉的料面下降过程中，送风风量依次减小；

送风时向所述高炉输入的气体包括高温空气和纯氧气；开始送风时为全风全氧状态，风量5800m³/min，氧气输入量21500m³/h；料面位于炉身中部位置，风量为5300 m³/min，氧气输入量为11000m³/h；料面位于炉腰位置，停止输入纯氧气，风量为4200m³/min。

2.根据权利要求1所述的高炉停炉快速降料面的方法，其特征在于，所述洒水装置包括多个洒水管，至少在所述炉顶的四周和中部设置有所述洒水管。

3.根据权利要求1所述的高炉停炉快速降料面的方法，其特征在于，当送风风量小于全风状态时的风量的80％时，调节所述炉顶的气体压力，并使送风风量每减小100m³/min，所述气体压力减小2kpa。

4.根据权利要求1所述的高炉停炉快速降料面的方法，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求4所述的高炉停炉快速降料面的方法，其特征在于，沿所述炉顶的四周位置分别设置测温装置，以测量所述炉顶的温度。

6.根据权利要求1所述的高炉停炉快速降料面的方法，其特征在于，所述布袋除尘器内的温度不超过210℃。