CN115896366B - 一种富氢碳循环氧气高炉开炉的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种富氢碳循环氧气高炉开炉的方法，采用全氧冷氧气开炉，引入焦炉煤气，采用焦炉煤气烘炉小车装置燃烧进行烘炉，具体烘炉温度标准：第一阶段以5℃/h升温；第二阶段以8.3℃/h升温第三阶段以4.16℃/h升温第四阶段降温用时48h，降温速度8.33℃/h；完成烘炉、凉炉后，开始炉料填充；采用压缩空气点火，压缩空气由煤气加热炉加热至800℃，风口全部点着后，压缩空气按照10000Nm3/h量通入，冷氧按照2100Nm3/h替换压缩空气，点着火后使用冷氧由风口前替换压缩空气，此时的压缩空气走煤气加热炉至风口，冷氧气直接进风口，高炉燃烧稳定后，煤气加热炉的压缩空气采用氮气置换，之后再采用欧冶炉脱碳煤气置换氮气，最后用富氢碳循环氧气高炉煤气置换欧冶炉煤气。
Description
技术领域
本发明涉及一种富氢碳循环氧气高炉开炉的方法。
背景技术
钢铁工业是碳排放大户，在中国15%的CO2排放是钢铁工业中产生的。高炉炼铁长流程高炉是一个相对成熟的冶金工艺，工业规模、设备水平及自动化程度已经发展到较高的水平，尽管高炉炼铁行业不断探索节能减排技术，但其实际应用及减排能力有限。为降低高炉固体燃料消耗降低碳排放，八一钢铁富氢碳循环氧气高炉提出减碳30%的目标，由于富氢碳循环氧气高炉为全氧冶炼，该工艺采用全氧气鼓风，炉顶煤气脱除CO2后，预热到900-1300℃，再加热循环回高炉利用，由于富氢碳循环氧气高炉不设置鼓风机及热风炉，开炉采用冷氧，其烘炉、开炉点火、送氧、煤气加热与传统的高炉使用热风点火开炉有很大的区别，需要制定一种创新性开炉方法。同时由于采用冷氧，炉内枕木及焦炭如何安全点火，如何加热脱除CO2的煤气，并安全喷入高炉内部均成为富氢碳循环氧气高炉开炉的卡脖子技术环节。
发明内容
本发明的目的在于提供一种富氢碳循环氧气高炉开炉的方法，用以解决无热风烘高炉，冷氧点火问题，加热脱除CO2的顶煤气循环利用，安全喷吹的问题，从而实现降低固体燃料比、降低碳排放的目的。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种富氢碳循环氧气高炉开炉的方法，
一、高炉烘炉：
1）采用全氧冷氧气开炉，引入焦炉煤气，采用焦炉煤气烘炉小车装置燃烧进行烘炉，使整个高炉设备逐步加热到接近生产状态，烘干高炉砌体中的水分；
2）为了确保炉底及炉缸侧壁的碳砖能够均匀地提高温度，烘干水分，将烘炉小车按照4组准备，2组配冷风，2组燃烧产生烟气加热使用，其中配冷风的两组与产生烟气的两组进行掺混，从而控制烟气温度；
3）具体烘炉温度标准：第一阶段以5℃/h升温,第二阶段以8.3℃/h升温，第三阶段以4.16℃/h升温，第四阶段降温用时48h，降温速度8.33℃/h；炉料填充作业：完成烘炉、凉炉后，开始炉料填充；
二、点火操作：采用压缩空气点火，压缩空气由煤气加热炉加热至800℃，风口全部点着后，压缩空气按照10000Nm3/h的量通入，冷氧按照2100Nm3/h替换压缩空气，点着火后使用冷氧由风口前替换压缩空气，此时的压缩空气走煤气加热炉至风口，冷氧气直接进风口，高炉燃烧稳定后，煤气加热炉的压缩空气采用氮气置换，之后再采用欧冶炉脱碳煤气置换氮气，最后用富氢碳循环氧气高炉煤气置换欧冶炉煤气的方法；喷吹煤气按照起步50Nm3/t的喷吹量，按照每6个小时提高50Nm3/t煤气喷吹量，将煤气喷吹量提高至550Nm3/t；建立风口操作制度：理论燃烧温度2000-2280℃和风速200m/s，风口喷吹煤气达到550Nm3/t，热制度稳定之后，再逐步按照20Nm3/t的喷吹量，每6个小时提高20Nm3/t的时间平台提高煤气喷吹量，实现炉身煤气喷吹250Nm3/t，最终实现风口喷吹加热700-1200℃的富氢碳循环氧气高炉自循环脱碳煤气；
三、风口综合气量置换操作：
步骤一：风口综合气量组成：氧气流量+氮气流量；
A、氮气由氮气阀台控制阀组、煤气加热炉的烟道氮气吹扫提供，流量最高达到20000Nm3/h，氧气为风口冷氧，最高达到30000Nm3/h，点火前氮气由煤气加热炉加热后，走热煤气围管后由风口喷入，按照20000Nm3/h氮气，调整风口氧气流量为5500Nm3/h，综合送风量433m3/min，送风比为1.14，此时鼓风含氧控制在21%；
B、点火时氮气经过煤气加热炉控制的温度为900℃，送至风口后与冷氧混合后，综合风温按照700℃控制；
C、待氧气通路打开送氧后，关闭风口氧气通路的保安氮气；
D、逐步提升鼓风含氧，按每小时1%的水平提升到23%；
E、当炉顶煤气分析仪O2含量小于1%，CO含量检测值大于20%时，打开并网眼镜阀前碟阀，投入三阀组控制顶压，煤气并入管网；
F、风口直径为Φ75mm，总风口面积0.062m2，正常生产时，按综合风量为900m3/min，综合风压为300KPa，综合风温为692℃，送风初期由于氧气流量+氮气流量低，风速控制在200m/s，顶压：送风初期设定为50 KPa，料柱压差：40 KPa；
步骤二：风口综合气量组成：氧气流量+氮气流量+欧冶炉脱碳煤气；
A、操作确认事项：脱碳煤气已引至煤气加热炉阀组，阀组→煤气加热炉管路已完成氮气吹扫，具备启用条件；
B、提升炉顶煤气压力到70 KPa，脱碳煤气流量调节阀组调节范围为5000~55000Nm3/h，最大量为550Nm3/t，初期使用手动调整，脱碳煤气流量调节阀以最小开度启动，启动后根据流量显示值反馈调整，若流量达到7080Nm3/h时对应综合风量550Nm3/min维持3小时；加煤气减氮气原则：增加煤气流量再减少氮气流量，每5分钟流量增加100Nm3煤气，每半小时流量增加120Nm3煤气，分多步进行，氧气流量根据鼓风含氧量24%控制，先增加脱碳煤气量到预定量，然后通过气体置换，减少氮气量增加煤气量，调节阀开度调节按最小开度结合流量反馈确认；
步骤三：风口综合进气量组成：氧气流量+氮气流量+欧冶炉脱碳煤气；
提升炉顶煤气压力到80 KPa，脱碳煤气逐步设置到12000Nm3/h，维持3小时，加煤气减氮气原则：增加煤气流量再减少氮气流量，每5分钟流量增加100Nm3煤气，每半小时流量增加120Nm3煤气，分多步进行，氧气流量根据鼓风含氧量25%控制，先增加脱碳煤气量到预定量，然后通过气体置换，减少氮气量增加煤气量，调节阀开度调节按最小开度结合流量反馈确认，当综合风量达到600Nm3/min后，每增加脱碳煤气流量，则减少相应的氮气流量，之后，逐步提升炉顶煤气压力到90 KPa；
步骤四：风口综合进气量组成：氧气流量+氮气流量+欧冶炉脱碳煤气；
中控提升炉顶煤气压力到100 KPa，脱碳煤气逐步设置到17000Nm3/h，维持6小时，综合风量达到700Nm3/min后，每增加脱碳煤气流量，则减少相应的氮气流量，鼓风含氧量25%控制至27%；
步骤五：风口综合进气量组成：氧气流量+氮气流量+欧冶炉脱碳煤气；
欧冶炉脱碳煤气逐步设置到31000Nm3/h，当综合风量达到800 Nm3/min后，每增加欧冶炉脱碳煤气流量，则减少相应的氮气流量，鼓风含氧量27%控制至29%；
步骤六：风口综合进气量组成：氧气流量+欧冶炉脱碳煤气+富氢炉自循环脱碳煤气；
第26小时脱碳装置具备欧冶炉煤气置换富氢碳循环氧气高炉炉顶煤气的条件，打开去脱碳装置眼镜阀前闸阀、调节阀和眼镜阀，设置去欧冶炉脱碳装置煤气调节阀流量，逐步将富氢炉煤气引入脱碳装置，对欧冶炉煤气进行置换，调整去脱碳煤气调节阀流量，按照5000 Nm3/h流量向脱碳装置输送，1h内均匀输送55000 Nm3/h富氢碳循环氧气高炉煤气至脱碳装置，维持4h，与此同时同比例核减欧冶炉煤气进入脱碳装置的总量，将氮气流量调节阀关闭，氧气+煤气综合鼓风，其中含氧量30%，第30小时输送58000 Nm3/h富氢碳循环氧气高炉煤气至脱碳装置，全氧鼓风；
步骤七：氧气流量+富氢炉自循环脱碳煤气；
控制参数：风口、炉身喷吹富氢炉自循环脱碳煤气，风口煤气加热温度1000℃，综合风温900℃，风口综合气量900Nm3/min，理论燃烧温度2148℃，炉身煤气喷吹量在100-400Nm3/min之间，炉身喷吹脱碳煤气按照每4小时由7650Nm3/h分成3个阶段增加至22680Nm3/h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1） 富氢碳循环氧气高炉为全新的工艺，不设鼓风机，因此采用压缩空气点火开炉，点着火后使用冷氧有风口前替换压缩空气，此时的压缩空气走煤气加热炉至风口，冷氧气直接进风口，高炉燃烧稳定后，煤气加热炉的压缩空气采用氮气置换，之后在采用欧冶炉脱碳煤气置换氮气，最后用富氢碳循环氧气高炉煤气置换欧冶炉煤气的方法，此法对于煤气加热，先采用压缩空气点火，惰性气体置换加热，后用煤气置换惰性气体，预防了煤气加热过程中的爆炸风险。
2） 该开炉方法的特点：由于煤气经过加热，物理热足、化学热充沛。将高温脱碳的高还原性煤气加热后至700℃从风口鼓入的技术措施，能实现提高富氢碳循环氧气高炉炉缸温度的目的，而且温脱碳的高还原性煤气进入炉内能立即参与炉内炉料（球团矿、烧结矿）氧化还原反应，提高炉料的金属化率，降低固体化石燃料的消耗。
3） 维持一定的加气，加煤气减氮气以及富氢炉煤气置换欧冶炉煤气速度，确保富氢炉达到正常炉热水平。由于脱碳煤气含有一定的CO2和H2O，喷吹脱碳煤气时需要同步提升鼓风含氧量保证理论燃烧温度不下降。
4） 炉内O/C分布合适（下层的低、上层的高），确保了装入物的升温、还原和炉缸的升温。
5） 充分的从铁口放出煤气，使枕木完全干馏，落入炉缸的焦炭充分被加热，炉缸的焦炭呈红热状态。
6） 正确的掌握生成的渣铁水平，确定合适的开口时间（保证开口时炉缸有足够的渣铁）。
附图说明
图1：为一种富氢碳循环氧气高炉流程图。
实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域普通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。
一种富氢碳循环氧气高炉开炉的方法，参照图1所示，
一、高炉烘炉：
1）采用全氧冷氧气开炉，引入焦炉煤气，采用焦炉煤气烘炉小车装置燃烧进行烘炉，使整个高炉设备逐步加热到接近生产状态，烘干高炉砌体中的水分；
2）为了确保炉底及炉缸侧壁的碳砖能够均匀地提高温度，烘干水分，将烘炉小车按照4组准备，2组配冷风，2组燃烧产生烟气加热使用，其中配冷风的两组与产生烟气的两组进行掺混，从而控制烟气温度；
3）具体烘炉温度标准：第一阶段以5℃/h升温,第二阶段以8.3℃/h升温，第三阶段以4.16℃/h升温，第四阶段降温用时48h，降温速度8.33℃/h；炉料填充作业：完成烘炉、凉炉后，开始炉料填充；
二、点火操作：采用压缩空气点火，压缩空气由煤气加热炉加热至800℃，风口全部点着后，压缩空气按照10000Nm3/h的量通入，冷氧按照2100Nm3/h替换压缩空气，点着火后使用冷氧由风口前替换压缩空气，此时的压缩空气走煤气加热炉至风口，冷氧气直接进风口，高炉燃烧稳定后，煤气加热炉的压缩空气采用氮气置换，之后再采用欧冶炉脱碳煤气置换氮气，最后用富氢碳循环氧气高炉煤气置换欧冶炉煤气的方法；喷吹煤气按照起步50Nm3/t的喷吹量，按照每6个小时提高50Nm3/t煤气喷吹量，将煤气喷吹量提高至550Nm3/t；建立风口操作制度：理论燃烧温度2000-2280℃和风速200m/s，风口喷吹煤气达到550Nm3/t，热制度稳定之后，再逐步按照20Nm3/t的喷吹量，每6个小时提高20Nm3/t的时间平台提高煤气喷吹量，实现炉身煤气喷吹250Nm3/t，最终实现风口喷吹加热700-1200℃的富氢碳循环氧气高炉自循环脱碳煤气；
三、风口综合气量置换操作：
步骤一：风口综合气量组成：氧气流量+氮气流量；
A、氮气由氮气阀台控制阀组、煤气加热炉的烟道氮气吹扫提供，流量最高达到20000Nm3/h，氧气为风口冷氧，最高达到30000Nm3/h，点火前氮气由煤气加热炉加热后，走热煤气围管后由风口喷入，按照20000Nm3/h氮气，调整风口氧气流量为5500Nm3/h，综合送风量433m3/min，送风比为1.14，此时鼓风含氧控制在21%；
B、点火时氮气经过煤气加热炉控制的温度为900℃，送至风口后与冷氧混合后，综合风温按照700℃控制；
C、待氧气通路打开送氧后，关闭风口氧气通路的保安氮气；
D、逐步提升鼓风含氧，按每小时1%的水平提升到23%；
E、当炉顶煤气分析仪O2含量小于1%，CO含量检测值大于20%时，打开并网眼镜阀前碟阀，投入三阀组控制顶压，煤气并入管网；
F、风口直径为Φ75mm，总风口面积0.062m2，正常生产时，按综合风量为900m3/min，综合风压为300KPa，综合风温为692℃，送风初期由于氧气流量+氮气流量低，风速控制在200m/s，顶压：送风初期设定为50 KPa，料柱压差：40 KPa；
步骤二：风口综合气量组成：氧气流量+氮气流量+欧冶炉脱碳煤气；
A、操作确认事项：脱碳煤气已引至煤气加热炉阀组，阀组→煤气加热炉管路已完成氮气吹扫，具备启用条件；
B、提升炉顶煤气压力到70 KPa，脱碳煤气流量调节阀组调节范围为5000~55000Nm3/h，最大量为550Nm3/t，初期使用手动调整，脱碳煤气流量调节阀以最小开度启动，启动后根据流量显示值反馈调整，若流量达到7080Nm3/h时对应综合风量550Nm3/min维持3小时；加煤气减氮气原则：增加煤气流量再减少氮气流量，每5分钟流量增加100Nm3煤气，每半小时流量增加120Nm3煤气，分多步进行，氧气流量根据鼓风含氧量24%控制，先增加脱碳煤气量到预定量，然后通过气体置换，减少氮气量增加煤气量，调节阀开度调节按最小开度结合流量反馈确认；
步骤三：风口综合进气量组成：氧气流量+氮气流量+欧冶炉脱碳煤气；
提升炉顶煤气压力到80 KPa，脱碳煤气逐步设置到12000Nm3/h，维持3小时，加煤气减氮气原则：增加煤气流量再减少氮气流量，每5分钟流量增加100Nm3煤气，每半小时流量增加120Nm3煤气，分多步进行，氧气流量根据鼓风含氧量25%控制，先增加脱碳煤气量到预定量，然后通过气体置换，减少氮气量增加煤气量，调节阀开度调节按最小开度结合流量反馈确认，当综合风量达到600Nm3/min后，每增加脱碳煤气流量，则减少相应的氮气流量，之后，逐步提升炉顶煤气压力到90 KPa；
步骤四：风口综合进气量组成：氧气流量+氮气流量+欧冶炉脱碳煤气；
中控提升炉顶煤气压力到100 KPa，脱碳煤气逐步设置到17000Nm3/h，维持6小时，综合风量达到700Nm3/min后，每增加脱碳煤气流量，则减少相应的氮气流量，鼓风含氧量25%控制至27%；
步骤五：风口综合进气量组成：氧气流量+氮气流量+欧冶炉脱碳煤气；
欧冶炉脱碳煤气逐步设置到31000Nm3/h，当综合风量达到800 Nm3/min后，每增加欧冶炉脱碳煤气流量，则减少相应的氮气流量，鼓风含氧量27%控制至29%；
步骤六：风口综合进气量组成：氧气流量+欧冶炉脱碳煤气+富氢炉自循环脱碳煤气；
第26小时脱碳装置具备欧冶炉煤气置换富氢碳循环氧气高炉炉顶煤气的条件，打开去脱碳装置眼镜阀前闸阀、调节阀和眼镜阀，设置去欧冶炉脱碳装置煤气调节阀流量，逐步将富氢炉煤气引入脱碳装置，对欧冶炉煤气进行置换，调整去脱碳煤气调节阀流量，按照5000 Nm3/h流量向脱碳装置输送，1h内均匀输送55000 Nm3/h富氢碳循环氧气高炉煤气至脱碳装置，维持4h，与此同时同比例核减欧冶炉煤气进入脱碳装置的总量，将氮气流量调节阀关闭，氧气+煤气综合鼓风，其中含氧量30%，第30小时输送58000 Nm3/h富氢碳循环氧气高炉煤气至脱碳装置，全氧鼓风；
步骤七：氧气流量+富氢炉自循环脱碳煤气；
控制参数：风口、炉身喷吹富氢炉自循环脱碳煤气，风口煤气加热温度1000℃，综合风温900℃，风口综合气量900Nm3/min，理论燃烧温度2148℃，炉身煤气喷吹量在100-400Nm3/min之间，炉身喷吹脱碳煤气按照每4小时由7650Nm3/h分成3个阶段增加至22680Nm3/h。
实施例：
D1 高炉烘炉：由于为全氧冷氧气开炉，没有如传统高炉所采取的热风烘炉的条件，本发明采取引入焦炉煤气，采用焦炉煤气烘炉小车装置燃烧进行烘炉，将烘炉小车的按照4组准备，2组配冷风，2组燃烧产生烟气加热使用，其中配冷风的两组与产生烟气的两组进行掺混，从而控制烟气温度。具体烘炉温度标准：第一阶段以5℃/h升温，加热至150℃，用时24h，保温24h；第二阶段以8.3℃/h升温，加热至350℃，保温72h；第三阶段以4.16℃/h升温，加热至450℃，保温144h;第四阶段降温用时48h，降温速度8.33℃/h。
D2 炉料填充作业：
①完成烘炉、凉炉后，开始炉料填充。
②富氢碳循环氧气高炉设计炉容为380m3，在风口以下装入铺底焦和枕木，风口以上装入净焦和正常料，开炉装料设定料线1.3m，零料线以下料柱高度19m，计算开炉各段体积及开炉料填充体积为383m3（含底焦和枕木）。
；
③开炉料炉料结构主要为：100%金属化炉料（废钢），填充料后按照一定比例逐步调整为正常料，正常料炉料结构：70%烧结矿+30%球团矿。使用金属料开炉的优势：没有直接还原，炉热更为充足；金属料基本没有软熔带，避免软熔带形成过程中的压差过高。
炉料的压缩率：其取值范围10~14%。为了精确核算，炉料的压缩率按照如下核算：
渣铁成分预设：铁水硅素提高、碱度进一步降低。
；
④开炉料的总焦比控制在3347kg/t左右（不含炉缸底焦和枕木），开炉料平均O/C控制不高于0.45（0.264）。焦炭批重：焦炭批重选择在4~5t/ch的范围。炉顶料批O/C：炉料填充时，炉顶料批的O/C是高炉点火后装入料批的基础，取1.8。
；
设置6层负荷料。富氢碳循环高炉的氧气未经过加热为冷氧，因喷吹煤气中含CO2和H2O会吸收热量，燃烧相同的焦炭释放的热量要低，因此底层的负荷料可能会炉热不足。上层的炉料因为喷吹煤气，炉内的化学热比较充沛，矿焦比应要高。
⑤铺底焦要确保能盖住炉底铺设的煤气导出管，厚度在0.5m左右，装入时调节旋转布料器角度使焦炭均匀分布，避免焦炭打坏风口小套，尽量使最终料面保持平坦，将炉底煤气导出管埋住，减少人工扒焦。所需焦炭量=0.55×1/4×3.1416×(5.2)2×0.5=5.84吨，焦炭重量取6t。
⑥原燃料及副原料使用量：
；
⑦生成渣铁量
；
⑧炉内平均矿焦比
平均O/C＝入炉矿石量/入炉焦炭量＝72.0/160=0.45；
⑨炉内平均焦比
炉内平均焦比＝入炉焦炭量/ 生成铁量＝160/48.3=3318kg/t-p；
⑩装入炉料体积
风口中心线起至料线1.3m处的工作容积321.3m3,炉料装入体积为382.8m3。
D3点火
步骤一：风口综合气量组成：氧气流量+氮气流量
①氮气由氮气阀台控制阀组、煤气加热炉的烟道氮气吹扫提供，流量在最高达到20000Nm3/h，氧气为风口冷氧，最高达到30000Nm3/h，点火前氮气由煤气加热炉加热后，走热煤气围管后有风口喷入，按照20000Nm3/h氮气，调整风口氧气流量为5500Nm3/h，综合送风量约433m3/min，送风比为1.14，此时鼓风含氧控制在21%。
②点火时氮气经过煤气加热炉控制的温度应为900℃，送至风口后与冷氧混合后，控制综合风温按照700℃控制；
③待氧气通路打开送氧后，关闭风口氧气通路的保安氮气；
④逐步提升鼓风含氧，按每小时1%的水平提升到23%。
⑤当炉顶煤气分析仪O2含量小于1%，CO含量检测值大于20%时，打开并网眼睛阀前碟阀，投入三阀组控制顶压，煤气并入管网。
⑥风口直径为Φ75mm，总风口面积0.062m2相对较小，正常生产时，按综合风量为900m3/min，综合风压为300KPa，综合风温为692℃，送风初期由于氧气流量+氮气流量低，风速拟控制在200m/s附近。顶压：送风初期设定为50KPa料柱压差：40 KPa。
步骤二：风口综合气量组成：氧气流量+氮气流量+欧冶炉脱碳煤气。
①操作确认事项：脱碳煤气已引至煤气加热炉阀组，阀组→煤气加热炉管路已完成氮气吹扫具备启用条件。
②提升炉顶煤气压力到70KPA，脱碳煤气流量调节阀组调节范围为5000~55000Nm3/h，最大量为550Nm3/t，初期使用手动调整脱碳煤气流量调节阀以最小开度启动（最小流量），启动后根据流量显示值反馈调整，若流量达到7080Nm3/h时对应综合风量550Nm3/min维持3小时，加煤气减氮气原则：增加煤气流量再减少氮气流量，每5分钟小时流量增加100Nm3/h煤气，每半时流量增加120Nm3/h煤气，分多步进行。氧气流量根据鼓风含氧量24%控制，先增加脱碳煤气量到预定量，然后置换减少氮气量加煤气量，调节阀开度调节按最小开度结合流量反馈确认。
步骤三：风口综合进气量组成：氧气流量+氮气流量+欧冶炉脱碳煤气。
提升炉顶煤气压力到80KPA，脱碳煤气逐步设置到12000Nm3/h，维持3小时。加煤气减氮气原则：增加煤气流量再减少氮气流量，每5分钟小时流量增加100Nm3/h煤气，每半时流量增加120Nm3/h煤气，分多步进行。氧气流量根据鼓风含氧量25%控制，先增加脱碳煤气量到预定量，然后置换减少氮气量加煤气量，调节阀开度调节按最小开度结合流量反馈确认。当综合风量达到600Nm3后，每增加脱碳煤气流量，则减少相应的氮气流量。之后，逐步提升炉顶煤气压力到90KPA。
步骤四：风口综合进气量组成：氧气流量+氮气流量+欧冶炉脱碳煤气。
中控提升炉顶煤气压力到100KPA，脱碳煤气逐步设置到17000Nm3/h，维持6小时，综合风量达到700Nm3后，每增加脱碳煤气流量，则减少相应的氮气流量，鼓风含氧量24%控制至27%。
步骤五：风口综合进气量组成：氧气流量+氮气流量+欧冶炉脱碳煤气。
欧冶炉脱碳煤气逐步设置到31000Nm3/h(518 Nm3/min)，当综合风量达到800Nm3/min后，每增加欧冶炉脱碳煤气流量，则减少相应的氮气流量，鼓风含氧量27%控制至29%。风口以上填充料消耗完毕，均为正常负荷量。累计燃烧焦炭163吨，铁水48吨、炉渣48吨。
步骤六：风口综合进气量组成：氧气流量+欧冶炉脱碳煤气+富氢炉自循环脱碳煤气。
第26小时脱碳装置具备欧冶炉煤气置换富氢碳循环氧气高炉炉顶煤气的条件，打开去脱碳眼睛阀前闸阀、调节阀和眼睛阀，设置去欧冶炉脱碳装置煤气调节阀流量，逐步将富氢炉煤气引入脱碳装置，对欧冶炉煤气进行置换，调整去脱碳煤气调节阀流量，按照5000 Nm3/h流量向脱碳装置输送，1h内均匀输送55000 Nm3/h(595 Nm3/min)富氢碳循环氧气高炉煤气至脱碳装置，维持4h，于此同时同比例核减欧冶炉煤气进入脱碳装置的总量，，将氮气流量调节阀关闭，综合鼓风（氧气+煤气）含氧量30%。第30小时输送58000 Nm3/h(630Nm3/min)富氢碳循环氧气高炉煤气至脱碳装置，全氧鼓风。
步骤七：氧气流量+富氢炉自循环脱碳煤气
控制参数：风口、炉身喷吹富氢炉自循环脱碳煤气，风口煤气加热温度1000℃，综合风温900℃左右，风口综合气量900Nm3/min，理论燃烧温度2148℃之间，炉身煤气喷吹量在100-400 Nm3/min之间，炉身喷吹脱碳煤气按照每4小时由7650Nm3/h（126Nm3/min）分成3各阶段增加至22680Nm3/h（378Nm3/min）。
⑧高炉引煤气
当煤气检测成分放散煤气中CO高于20%，且O2含量低于1%方可联通煤气。
⑨开炉后初始的装料按照70%金属料+30%矿石来装料，其中矿石按照70烧结矿搭配30%球团矿。O/C按照为1.8，点火后O/C增加要平缓，考虑煤气喷吹带来的化学热，前期按0.1的负荷每4小时幅度增加。当综合气量达到900m3/min后，根据实绩炉热情况调整负荷。
开炉由于采用金属料来开炉，初期的装料采用含铁炉料逐步置换金属料的方针完成全部的正常炉料。正常含铁炉料结构按照70%金属料+30%矿石，置换的方针按照70%金属化料+30%正常料（以带入的铁元素来计量）→50%金属化料+50%正常料→30%金属化料+70%正常料的节凑执行。具体如下表。
D4实现煤气脱碳自循环：
控制参数：风口、炉身喷吹自循环脱碳煤气，煤气加热温度1200℃，综合风温950℃左右，综合风量850-1000m3/min，理论燃烧温度≯2450℃之间，炉身煤气喷吹量在300-500m3/min之间。
具体经济技术指标见下表：
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (1)
1.一种富氢碳循环氧气高炉开炉的方法，其特征在于：
一、高炉烘炉：
1）采用全氧冷氧气开炉，引入焦炉煤气，采用焦炉煤气烘炉小车装置燃烧进行烘炉，使整个高炉设备逐步加热到接近生产状态，烘干高炉砌体中的水分；
2）为了确保炉底及炉缸侧壁的碳砖能够均匀地提高温度，烘干水分，将烘炉小车按照4组准备，2组配冷风，2组燃烧产生烟气加热使用，其中配冷风的两组与产生烟气的两组进行掺混，从而控制烟气温度；
3）具体烘炉温度标准：第一阶段以5℃/h升温,第二阶段以8.3℃/h升温，第三阶段以4.16℃/h升温，第四阶段降温用时48h，降温速度8.33℃/h；炉料填充作业：完成烘炉、凉炉后，开始炉料填充；
二、点火操作：采用压缩空气点火，压缩空气由煤气加热炉加热至800℃，风口全部点着后，压缩空气按照10000Nm3/h的量通入，冷氧按照2100Nm3/h替换压缩空气，点着火后使用冷氧由风口前替换压缩空气，此时的压缩空气走煤气加热炉至风口，冷氧气直接进风口，高炉燃烧稳定后，煤气加热炉的压缩空气采用氮气置换，之后再采用欧冶炉脱碳煤气置换氮气，最后用富氢碳循环氧气高炉煤气置换欧冶炉煤气的方法；喷吹煤气按照起步50Nm3/t的喷吹量，按照每6个小时提高50Nm3/t煤气喷吹量，将煤气喷吹量提高至550Nm3/t；建立风口操作制度：理论燃烧温度2000-2280℃和风速200m/s，风口喷吹煤气达到550Nm3/t，热制度稳定之后，再逐步按照20Nm3/t的喷吹量，每6个小时提高20Nm3/t的时间平台提高煤气喷吹量，实现炉身煤气喷吹250Nm3/t，最终实现风口喷吹加热700-1200℃的富氢碳循环氧气高炉自循环脱碳煤气；
三、风口综合气量置换操作：
步骤一：风口综合气量组成：氧气流量+氮气流量；
A、氮气由氮气阀台控制阀组、煤气加热炉的烟道氮气吹扫提供，流量最高达到20000Nm3/h，氧气为风口冷氧，最高达到30000Nm3/h，点火前氮气由煤气加热炉加热后，走热煤气围管后由风口喷入，按照20000Nm3/h氮气，调整风口氧气流量为5500Nm3/h，综合送风量433m3/min，送风比为1.14，此时鼓风含氧控制在21%；
B、点火时氮气经过煤气加热炉控制的温度为900℃，送至风口后与冷氧混合后，综合风温按照700℃控制；
C、待氧气通路打开送氧后，关闭风口氧气通路的保安氮气；
D、逐步提升鼓风含氧，按每小时1%的水平提升到23%；
E、当炉顶煤气分析仪O2含量小于1%，CO含量检测值大于20%时，打开并网眼镜阀前碟阀，投入三阀组控制顶压，煤气并入管网；
F、风口直径为Φ75mm，总风口面积0.062m2，正常生产时，按综合风量为900m3/min，综合风压为300kPa，综合风温为692℃，送风初期由于氧气流量+氮气流量低，风速控制在200m/s，顶压：送风初期设定为50kPa，料柱压差：40 kPa；
步骤二：风口综合气量组成：氧气流量+氮气流量+欧冶炉脱碳煤气；
A、操作确认事项：脱碳煤气已引至煤气加热炉阀组，阀组→煤气加热炉管路已完成氮气吹扫，具备启用条件；
B、提升炉顶煤气压力到70kPa，脱碳煤气流量调节阀组调节范围为5000~55000Nm3/h，最大量为550Nm3/t，初期使用手动调整，脱碳煤气流量调节阀以最小开度启动，启动后根据流量显示值反馈调整，若流量达到7080Nm3/h时对应综合风量550Nm3/min维持3小时；加煤气减氮气原则：增加煤气流量再减少氮气流量，每5分钟流量增加100Nm3/h煤气，每半小时流量增加120Nm3/h煤气，分多步进行，氧气流量根据鼓风含氧量24%控制，先增加脱碳煤气量到预定量，然后通过气体置换，减少氮气量增加煤气量，调节阀开度调节按最小开度结合流量反馈确认；
步骤三：风口综合进气量组成：氧气流量+氮气流量+欧冶炉脱碳煤气；
提升炉顶煤气压力到80kPa，脱碳煤气逐步设置到12000Nm3/h，维持3小时，加煤气减氮气原则：增加煤气流量再减少氮气流量，每5分钟流量增加100Nm3/h煤气，每半小时流量增加120Nm3/h煤气，分多步进行，氧气流量根据鼓风含氧量25%控制，先增加脱碳煤气量到预定量，然后通过气体置换，减少氮气量增加煤气量，调节阀开度调节按最小开度结合流量反馈确认，当综合风量达到600Nm3/min后，每增加脱碳煤气流量，则减少相应的氮气流量，之后，逐步提升炉顶煤气压力到90kPa；
步骤四：风口综合进气量组成：氧气流量+氮气流量+欧冶炉脱碳煤气；
中控提升炉顶煤气压力到100kPa，脱碳煤气逐步设置到17000Nm3/h，维持6小时，综合风量达到700Nm3/min后，每增加脱碳煤气流量，则减少相应的氮气流量，鼓风含氧量25%控制至27%；
步骤五：风口综合进气量组成：氧气流量+氮气流量+欧冶炉脱碳煤气；
欧冶炉脱碳煤气逐步设置到31000Nm3/h，当综合风量达到800 Nm3/min后，每增加欧冶炉脱碳煤气流量，则减少相应的氮气流量，鼓风含氧量27%控制至29%；
步骤六：风口综合进气量组成：氧气流量+欧冶炉脱碳煤气+富氢炉自循环脱碳煤气；
第26小时脱碳装置具备欧冶炉煤气置换富氢碳循环氧气高炉炉顶煤气的条件，打开去脱碳装置眼镜阀前闸阀、调节阀和眼镜阀，设置去欧冶炉脱碳装置煤气调节阀流量，逐步将富氢炉煤气引入脱碳装置，对欧冶炉煤气进行置换，调整去脱碳煤气调节阀流量，按照5000Nm3/h流量向脱碳装置输送，1h内均匀输送55000 Nm3/h富氢碳循环氧气高炉煤气至脱碳装置，维持4h，与此同时同比例核减欧冶炉煤气进入脱碳装置的总量，将氮气流量调节阀关闭，氧气+煤气综合鼓风，其中含氧量30%，第30小时输送58000 Nm3/h富氢碳循环氧气高炉煤气至脱碳装置，全氧鼓风；
步骤七：氧气流量+富氢炉自循环脱碳煤气；
控制参数：风口、炉身喷吹富氢炉自循环脱碳煤气，风口煤气加热温度1000℃，综合风温900℃，风口综合气量900Nm3/min，理论燃烧温度2148℃，炉身煤气喷吹量在100-400 Nm3/min之间，炉身喷吹脱碳煤气按照每4小时由7650Nm3/h分成3个阶段增加至22680Nm3/h。
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