CN114921599A - 一种高炉开炉引煤气方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高炉工艺技术领域，具体公开了一种高炉开炉引煤气方法。本方法包括以下步骤：对高炉进行烘炉，向炉缸内吹入热风，调节炉缸内的温度，从铁口将气体向外喷吹加热铁口处的炉衬，炉顶放散阀打开；向炉缸内装填干燥木材，再将干熄焦炭装填于炉缸内，通过风口向炉缸送风；利用所有风口进行全风温点火；重力除尘器遮断阀全开，关闭炉顶的均压放散阀，打开重力除尘器的放散阀和炉顶放散阀，将煤气引向布袋除尘系统；监测炉顶煤气的氧气含量和水含量，监测高炉的炉顶温度，每经过第一时间，进行一次混合煤气成分比对分析；待到引煤气完成后，关闭重力除尘器的放散阀和炉顶放散阀。本方法缩短了引煤气的时间，避免了煤气长期放散所导致的风险。

Description

一种高炉开炉引煤气方法

技术领域

本发明涉及高炉工艺技术领域，尤其涉及一种高炉开炉引煤气方法。

背景技术

高炉开炉引煤气作业包括先后依次进行的烘炉工序、装料工序和引煤气工序。

高炉的烘炉工序分为两种情况。一种是高炉中修喷涂(包括炉缸浇注)开炉的烘炉，烘炉时间较短，为5-7天；另一种是高炉大修或新建高炉开炉的烘炉，烘炉时间较长，为7-10天。烘炉需严格执行烘炉曲线进行，烘炉风量一般为1500-2500立方米每分钟，适当高顶压有利于高炉本体各部位耐材砌体水分的排出和烘干。烘干依据以下条件进行判断：各排气孔(含炉底排水孔)等均无水汽排出、炉底侧壁温度达到85℃等。烘炉的基本手段为以风温控制为基准，以风量调剂为手段，以炉顶温度相制约，按烘炉曲线进行烘炉。

高炉的装料工序具有带风装料和不带风装料两种方式，点火操作有装木材、全焦开炉两种方式。

为确保高炉干法除尘系统布袋正常运行和煤气使用安全，高炉干法除尘系统布袋对引煤气有温度(80-280℃)和成分(氧气≤1％)要求；并且由煤气防护站专业人员做防爆试验确认后，经制造部管制中心回复同意后方可作业。为加快引煤气的进度，要求高炉炉喉煤气引至出铁场平台并实时检测煤气中的水和氧气的含量。高炉点火送风1.5小时组织做防爆试验确认。

高炉开炉引煤气作业的工艺原理是在高炉送风后，将燃烧焦炭所产生的煤气，经炉顶上升管和下降管输送到重力除尘器，之后进入高炉布袋除尘箱体，除尘后再进入到公司煤气管网。高炉开炉引煤气作业中存在着中毒、着火、爆炸事故风险，属危险作业，高炉引煤气后，高炉也才具备继续加风、提高炉顶压力等按计划加风逐步转入高炉正常操作的条件。

因此，高炉点火开炉送风后，如何安全、快速完成引煤气作业，是影响高炉开炉作业进程顺利、顺行的重要环节。传统的高炉开炉引煤气方法，高炉点火送风后需要耗时6-8小时，才能完成引煤气作业。一方面，由于高炉点火送风后高炉煤气长时间通过炉顶放散，炉顶煤气向四周扩散，易造成高炉四周区域煤气浓度超标现象(二氧化碳浓度高的时候甚至会超过200ppm)，这致使相关人员被迫进行撤离，极大影响作业人员的人身安全，同时给高炉开炉顺利进程带来了不确定因素；影响高炉正常加风节奏，无法实现高压操作。另一方面，如在不具备条件的情况下强行进行引煤气作业，也可能导致损坏干法煤气除尘布袋等重要设备，甚至发生煤气爆炸事故。

为此，高炉的开炉过程迫切需要一种高效且安全的高炉开炉引煤气的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高炉开炉引煤气方法，以缩短高炉开炉引煤气的时间，避免了高炉煤气长期放散带来的安全风险。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种高炉开炉引煤气方法，包括以下步骤：

S10：对高炉进行烘炉，利用烘炉导管向炉缸内吹入热风，利用送风系统调节所述炉缸内的温度，利用铁口导出管从铁口将气体向外喷吹加热铁口处的炉衬，打开炉顶放散阀。

S20：向所述炉缸内装填干燥木材，直至达到风口中心线，再将干熄焦炭装填于所述炉缸内，通过风口向所述炉缸送风；

S30：利用所有风口进行全风温点火，使所述炉缸内的木材和焦炭点燃；

S40：全开重力除尘器的遮断阀，关闭所述炉顶的均压放散阀，打开所述重力除尘器的放散阀和所述炉顶放散阀，打开布袋均压眼睛阀及箱体眼睛阀，将煤气引向布袋除尘系统；

S50：监测所述炉顶煤气的氧气含量和水含量，监测所述高炉的炉顶温度，每经过第一时间，进行一次混合煤气成分比对分析；

S60：待到引煤气完成后，关闭所述重力除尘器的放散阀和所述炉顶放散阀，然后确认所述重力除尘器的放散阀和所述炉顶放散阀均关闭。

作为高炉开炉引煤气方法的优选技术方案，所述烘炉导管向炉缸内吹入的所述热风的风量处于第一阈值范围内，所述热风的初始风温为第一温度，在第二时间后，所述热风的风温按照调温规划改变。

作为高炉开炉引煤气方法的优选技术方案，所述高炉的炉顶设有多个所述炉顶放散阀，在烘炉期间，多个所述炉顶放散阀交替工作且至少一个所述炉顶放散阀打开，每经过第三时间，切换所述炉顶放散阀的开闭状态。

作为高炉开炉引煤气方法的优选技术方案，所述高炉的冷却系统包括供水组件，步骤S10还包括以下详细步骤：

S11：利用供水组件向所述炉缸选择性地供给调温液体，所述调温液体的温度处于第三阈值范围内。

作为高炉开炉引煤气方法的优选技术方案，所述高炉还包括报警系统；当所述炉顶的氧气含量百分比高于百分比阈值时，所述报警系统发出警报。

作为高炉开炉引煤气方法的优选技术方案，所述高炉还包括报警系统；当所述炉顶温度小于等于第二温度时，所述报警系统发出警报。

作为高炉开炉引煤气方法的优选技术方案，所述高炉还包括报警系统；当所述炉顶放散出的煤气具有水汽时，所述报警系统发出警报。

作为高炉开炉引煤气方法的优选技术方案，所述高炉还包括测压装置，所述测压装置用于测量所述高炉的顶压，当所述顶压超过第一压力时，再次确认所述重力除尘器的放散阀和所述炉顶放散阀均关闭。

作为高炉开炉引煤气方法的优选技术方案，所述烘炉导管的上方设有炉缸导风板，所述炉缸导风板的外缘与所述高炉的内壁间隔设置。

作为高炉开炉引煤气方法的优选技术方案，所述烘炉导管的两端均开设有喇叭口，所述喇叭口在远离所述烘炉导管的方向上逐渐扩大。

本发明的有益效果：

本高炉开炉引煤气方法通过向炉缸内吹入热风以及调节炉缸内的温度的方式，确保了烘炉操作的顺利完成；利用铁口导出管从铁口将气体向外喷吹加热铁口处的炉衬的设计，保证了炉内耐材砌体(尤其是炉缸、炉底)的水分得以顺利地排出炉外。通过确定高炉装料的方式以及选取对应炉料，保证了高炉的顺利开炉，有助于操作人员判断高炉引煤气的时机。通过风口向炉缸送风的操作，能够完成对木材的烘干操作，进而降低了木材的含水量。通过将煤气引向布袋除尘系统的设置，规划了炉缸内煤气的流向，降低了高炉运行所产生的污染，从而满足了环保的需求。通过监测高炉内的情况，能够把握高炉内的工作状况，进而有助于判断高炉是否正常运行，使得操作人员尽快发现高炉中所存在的隐患，也方便了对高炉内对应的参数做出准确的调整。确认重力除尘器的放散阀和炉顶放散阀均关闭的工序保证了高炉的密封性，从而进一步地提升了高炉运行的安全性，保障了高炉的稳定且顺利地进行。以上步骤整合了高炉烘炉、高炉装料和高炉送风的环节，并使各个环节紧密配合，进而大幅缩短了高炉开炉引煤气时间，降低了高炉煤气长期放散带来的安全风险。同时，引煤气效率的提升，更有助于高炉送风的风量能够按照预定风量准确输送，确保高炉及时达到高压操作，既有利于送风前期高炉炉内软熔带形成期间的炉况顺行，又有利于高炉操作后炉内煤气利用率的提升，在加快了高炉炉缸热量提升速度的同时，还加速了高炉开炉后的恢复进程，从而得以快速转入高炉正常炉况操作状态，减少了工艺事故的风险。

附图说明

图1是本发明实施例提供的高炉开炉引煤气方法的流程图。

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，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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。

如图1所示，本实施例提供了一种高炉开炉引煤气方法，包括以下步骤：

步骤一：对高炉进行烘炉，利用烘炉导管向炉缸内吹入热风，利用送风系统调节炉缸内的温度，利用铁口导出管从铁口将气体向外喷吹加热铁口处的炉衬，打开炉顶放散阀。

步骤二：向炉缸内装填干燥木材，直至达到风口中心线，再将干熄焦炭装填于炉缸内，通过风口向炉缸送风。

步骤三：利用所有风口进行全风温点火，使炉缸内的木材和焦炭点燃。

步骤四：全开重力除尘器的遮断阀，关闭炉顶的均压放散阀，打开重力除尘器的放散阀和炉顶放散阀，打开布袋均压眼睛阀及箱体眼睛阀，将煤气引向布袋除尘系统。

步骤五：监测炉顶煤气的氧气含量和水含量，监测高炉的炉顶温度，每经过第一时间，进行一次混合煤气成分比对分析。

步骤六：待到引煤气完成后，关闭重力除尘器的放散阀和炉顶放散阀，然后确认重力除尘器的放散阀和炉顶放散阀均关闭。

本高炉开炉引煤气方法通过向炉缸内吹入热风以及调节炉缸内的温度的方式，确保了烘炉操作的顺利完成；利用铁口导出管从铁口将气体向外喷吹加热铁口处的炉衬的设计，保证了炉内耐材砌体(尤其是炉缸、炉底)的水分得以顺利地排出炉外。通过确定高炉装料的方式以及选取对应炉料，保证了高炉的顺利开炉，有助于操作人员判断高炉引煤气的时机。通过风口向炉缸送风的操作，能够完成对木材的烘干操作，进而降低了木材的含水量。通过将煤气引向布袋除尘系统的设置，规划了炉缸内煤气的流向，降低了高炉运行所产生的污染，从而满足了环保的需求。通过监测高炉内的情况，能够把握高炉内的工作状况，进而有助于判断高炉是否正常运行，使得操作人员尽快发现高炉中所存在的隐患，也方便了对高炉内对应的参数做出准确的调整。确认重力除尘器的放散阀和炉顶放散阀均关闭的工序保证了高炉的密封性，从而进一步地提升了高炉运行的安全性，保障了高炉的稳定且顺利地进行。以上步骤整合了高炉烘炉、高炉装料和高炉送风的环节，并使各个环节紧密配合，进而大幅缩短了高炉开炉引煤气时间，降低了高炉煤气长期放散带来的安全风险。同时，引煤气效率的提升，更有助于高炉送风的风量能够按照预定风量准确输送，确保高炉及时达到高压操作，既有利于送风前期高炉炉内软熔带形成期间的炉况顺行，又有利于高炉操作后炉内煤气利用率的提升，在加快了高炉炉缸热量提升速度的同时，还加速了高炉开炉后的恢复进程，从而得以快速转入高炉正常炉况操作状态，减少了工艺事故的风险。

具体地，送风系统包括冷风阀和混风阀，通过控制冷风阀和混风阀的方式，能够通过向炉缸内吹风的方式实现对炉缸内的温度的调节；第二时间为0.5小时。

本高炉开炉引煤气方法能够广泛地应用于炼铁行业大、中、小型高炉在高炉新砌筑炭砖炉缸或炉缸浇注修复开炉，具有良好的推广意义。

对比现有的同类型高炉开炉引煤气方式，本高炉开炉引煤气方法所消耗的时间缩短了2-4小时。

在进行烘炉操作之前，需要检测各储水构件的密封性，从而杜绝漏水入炉，位于炉顶的气密箱和打水枪尤其是检查的重点。

在本实施例中，烘炉导管向炉缸内吹入的热风的风量处于第一阈值范围内，热风的初始风温为第一温度，在第二时间后，热风的风温按照调温规划改变。以上设计保证了烘炉导管向炉缸内吹入的热风的效果，确保了烘炉操作得以顺利且安全地完成。

具体地，第一温度为150℃，第二时间为1小时。在热风的风温在保持稳定1小时后，即可按烘炉曲线进行变化。

本实施例中，操作人员需要根据高炉本体耐材的工艺特性要求制定烘炉温度曲线，在烘炉操作时，严格按烘炉温度曲线执行，调温规划通过按烘炉温度曲线确定。

本实施例中，高炉烘炉优先采用大风量烘炉。第一阈值范围为1500-2000立方米每分钟，并按需要开冷风阀，关充压阀，风量调节的幅度不宜过大，一般每次增减操作的幅度均控制在100立方米每分钟左右。

作为优选，高炉的炉顶设有多个炉顶放散阀，在烘炉期间，多个炉顶放散阀交替工作且至少一个炉顶放散阀打开，每经过第三时间，切换炉顶放散阀的开闭状态。具体地，第三时间为2小时。多个炉顶放散阀的设置使得炉顶放散阀的工作得以交替完成，以上设计降低了炉顶放散阀损伤的风险，降低了高炉的维护频率。

在烘炉过程中，炉底、炉缸的排气孔、排水孔需按要求打开，由此确保了炉缸内排水和排气的顺畅，确保了烘炉效果。

本实施例中，木材要选用含水量低的，以避免木材在炉内燃烧后产生大量水汽，确保炉顶温度的快速上升。在本实施例的其他实施方式中，木材由枕木替代。

作为优选，焦炭选用干熄焦。干熄焦含水低，在炉内焦炭着火燃烧后，炉料的低含水量有利于高炉煤气炉顶的温度快速上升；同时还会致使炉内料柱松动，以上设置有利于炉内煤气流与炉料的热交换。

在本实施例中，高炉的冷却系统包括供水组件，步骤一还包括以下详细步骤：利用供水组件向炉缸选择性地供给调温液体，调温液体的温度处于第三阈值范围内。供水组件的设置满足了高炉冷却系统管控要求，在满足了对炉缸内降温需求的同时，还能够调节炉缸内的湿度。

具体地，调温液体为除盐水，第三阈值范围为50℃-70℃。供水组件采取少开(如白天)或不开(如晚上)板式空冷换热器的方式。

本实施例中，在高炉送风点火时，全关混风阀，开热风炉冷风阀、热风阀，关闭放风阀，使用全风温点火。

本实施例中，点火风压为80kpa，待各风口都点燃后，需要满足风量1600-2000立方米每分钟、压差≤80kpa、风温800℃的控制进风参数。具体地，关闭重力除尘器的工序停止了重力除尘器蒸汽(或氮气)和炉喉蒸汽向高炉中的输送。

作为优选，高炉还包括报警系统；当炉顶的氧气含量百分比高于百分比阈值时，报警系统发出警报；当炉顶温度小于等于第二温度时，报警系统发出警报；当炉顶放散出的煤气具有水汽时，报警系统发出警报。具体地，百分比阈值为1％，第二温度为80℃，操作人员通过肉眼观测炉顶放散出来的煤气是否存在明显水汽。以上设置实现了对高炉内的氧气含量和水含量以及炉顶温度的监测，确保了高炉内的工作状况能够被操作人员准确把握。

本实施例中，在进行引煤气动作时还存在以下要点：

1)操作人员征求得到布袋及调度管理人员回复同意引煤气后，再关闭高炉的“切断煤气”的提醒信号，启动高炉的“引煤气”的提醒信号。

2)在关闭炉顶放散阀时，多个炉顶放散阀需要操作人员逐个关闭，在关闭最后一个炉顶放散阀前，需要再次电话向管理人员确认煤气已引完后方可关闭。

在本实施例中，高炉还包括测压装置，高炉还包括测压装置，测压装置用于测量高炉的顶压，当顶压超过第一压力时，再次确认重力除尘器的放散阀和炉顶放散阀均关闭。以上设计提升了本高炉开炉引煤气方法运行的安全性，进一步地降低了工作流程中的安全风险，保障了操作人员的人很安全。

具体地，第一压力为100Kpa，在顶压超过第一压力时，还需要确认高炉上各个检修孔的严密性。

本实施例中，高炉还包括送风料线，送风料线的设置使得高炉在送风后无大量扬尘从炉顶放散冒出，也有利于炉缸木材焦炭燃烧后产生煤气快速穿透、上升至炉顶，提高料柱透气性的同时还满足了对高炉的环保要求。具体地，送风料线的长度为5.5-6.0米。

具体地，通过全用风口送风的方式吹扫木材，送风的初始风温大于等于750℃，以上设计有利于高炉送风点火后，炉内的木材和焦炭快速燃烧。在正常运行的情况下，由于高炉的全开风口送风，焦炭的燃烧使得高炉点火送风的前0.5小时内风口全部明亮，此时炉内料柱快速松动，有助于减小炉内料柱阻力，确保炉内高炉煤气快速上升，使得煤气中水分和氧气含量快速下降，有利于送风后产生的高炉煤气中氧气的含量快速达到引煤气的安全标准。

作为优选，烘炉导管的上方设有炉缸导风板，炉缸导风板的外缘与高炉的内壁间隔设置。炉缸导风板的设置起到了对炉缸内气流的导向作用，降低了炉缸内热能的损耗，提升了烘炉操作的效率。具体地，炉缸导风板采用t10钢板制作，炉缸导风板的厚度为6毫米，炉缸导风板的外缘与高炉的内壁之间留有650毫米宽的环缝。

在本实施例中，烘炉导管的两端均开设有喇叭口，喇叭口在远离烘炉导管的方向上逐渐扩大。喇叭口的设计改进了烘炉导管的连通结构，提升了烘炉导管向炉缸内吹入热风的效果，从而进一步地保障了烘炉操作的顺利完成。

具体地，烘炉导管安装于风口，为Φ108×4的钢管；烘炉导管上端的喇叭口与风口小套接触，烘炉导管下端的喇叭口靠近炉底粘土保护砖，且下端的喇叭口与炉底粘土保护砖的间距为0-700毫米。

本实施例采用的是装木材开炉方式，焦炭选用干熄焦，装料料线为6米。

本实施例中，铁口导出管位于炉内部分的内径为133毫米，铁口导出管位于炉外部分的内径为108毫米，铁口导出管插入炉内的深度为0-500毫米。具体地，铁口导出管采用Φ133×5的钢管制作，周向间隔均布有四排直径为10毫米的导出孔，相邻的两排导出孔沿在铁口导出管的轴向上的间隔为50毫米。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高炉开炉引煤气方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10：对高炉进行烘炉，利用烘炉导管向炉缸内吹入热风，利用送风系统调节所述炉缸内的温度，利用铁口导出管从铁口将气体向外喷吹加热铁口处的炉衬，打开炉顶放散阀；

S20：向所述炉缸内装填干燥木材，直至达到风口中心线，再将干熄焦炭装填于所述炉缸内，通过风口向所述炉缸送风；

S30：利用所有风口进行全风温点火，使所述炉缸内的木材和焦炭点燃；

S40：全开重力除尘器的遮断阀，关闭所述炉顶的均压放散阀，打开所述重力除尘器的放散阀和所述炉顶放散阀，打开布袋均压眼睛阀及箱体眼睛阀，将煤气引向布袋除尘系统；

S50：监测所述炉顶煤气的氧气含量和水含量，监测所述高炉的炉顶温度，每经过第一时间，进行一次混合煤气成分比对分析；

S60：待到引煤气完成后，关闭所述重力除尘器的放散阀和所述炉顶放散阀，然后确认所述重力除尘器的放散阀和所述炉顶放散阀均关闭。

2.根据权利要求1所述的高炉开炉引煤气方法，其特征在于，所述烘炉导管向炉缸内吹入的所述热风的风量处于第一阈值范围内，所述热风的初始风温为第一温度，在第二时间后，所述热风的风温按照调温规划改变。

3.根据权利要求1所述的高炉开炉引煤气方法，其特征在于，所述高炉的炉顶设有多个所述炉顶放散阀，在烘炉期间，多个所述炉顶放散阀交替工作且至少一个所述炉顶放散阀打开，每经过第三时间，切换所述炉顶放散阀的开闭状态。

4.根据权利要求1所述的高炉开炉引煤气方法，其特征在于，所述高炉的冷却系统包括供水组件，步骤S10还包括以下详细步骤：

S11：利用供水组件向所述炉缸选择性地供给调温液体，所述调温液体的温度处于第三阈值范围内。

5.根据权利要求1所述的高炉开炉引煤气方法，其特征在于，所述高炉还包括报警系统；当所述炉顶的氧气含量百分比高于百分比阈值时，所述报警系统发出警报。

6.根据权利要求1所述的高炉开炉引煤气方法，其特征在于，所述高炉还包括报警系统；当所述炉顶温度小于等于第二温度时，所述报警系统发出警报。

7.根据权利要求1所述的高炉开炉引煤气方法，其特征在于，所述高炉还包括报警系统；当所述炉顶放散出的煤气具有水汽时，所述报警系统发出警报。

8.根据权利要求1所述的高炉开炉引煤气方法，其特征在于，所述高炉还包括测压装置，所述测压装置用于测量所述高炉的顶压，当所述顶压超过第一压力时，再次确认所述重力除尘器的放散阀和所述炉顶放散阀均关闭。

9.根据权利要求1-8任一项所述的高炉开炉引煤气方法，其特征在于，所述烘炉导管的上方设有炉缸导风板，所述炉缸导风板的外缘与所述高炉的内壁间隔设置。

10.根据权利要求1-8任一项所述的高炉开炉引煤气方法，其特征在于，所述烘炉导管的两端均开设有喇叭口，所述喇叭口在远离所述烘炉导管的方向上逐渐扩大。

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