CN116042937A - 一种高炉超高富氧冶炼方法 - Google Patents

一种高炉超高富氧冶炼方法 Download PDF

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CN116042937A CN202310055561.0A CN202310055561A CN116042937A CN 116042937 A CN116042937 A CN 116042937A CN 202310055561 A CN202310055561 A CN 202310055561A CN 116042937 A CN116042937 A CN 116042937A
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赵德胜
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Abstract

本发明涉及钢铁冶金技术领域，特别涉及一种高炉超高富氧冶炼方法。限制入炉焦炭指标；提高焦炭粒度均匀性；提高煤粉燃烧率；大比例中心加焦；控制焦炭批重；采用低碱度造渣制度减少石灰入炉量；控制鼓风中富氧率在10～50％；控制炉腹煤气量指数；控制鼓风动能；溜槽最外环布矿石量占矿石批重量的20％～30％。在鼓风富氧率提高到50％后，高炉仍稳定顺行；高炉超高富氧率冶炼后，有效提高煤粉燃烧率，降低燃耗；解决大喷煤煤粉燃烧率降低而燃料比增加问题；利用超高富氧后炉缸热量增加提高渣铁温度，解决了酸性渣冶炼脱硫能力弱和炉渣流动性差问题；采用酸性渣冶炼，延长高炉寿命，降低吨铁成本。

Description

一种高炉超高富氧冶炼方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，特别涉及一种高炉超高富氧冶炼方法。
背景技术
富氧工艺是在热风送入高炉前加入工业氧，使鼓风含氧量超过大气含氧量。目前的高炉炼铁，为了提高质量和效率，降低成本，基本上都采用富氧工艺。
现如今国内外高炉普遍控制风中的富氧率为1％-10％，即总含氧量控制在23％-33％，继续提高富氧率存在着如下问题：
(1)理论燃烧温度升高，高炉炉身温度场表现出“上冷下热”的问题，即高炉炉缸温度过高，炉身上部温度过低，导致高炉压差升高，给高炉冶炼带来严重影响，是发展超高富氧高炉冶炼技术的关键难题。
(2)高炉边缘煤气流发展，富氧鼓风由于氧气浓度提高，氮气含量降低，冶炼单位生铁产生煤气量减小，如果冶炼强度不变，会使高炉风口回旋区缩小，导致边缘煤气流发展，中心煤气流减弱，对高炉炉缸活跃性产生负面影响。
(3)间接还原进行的温度带高度缩小，由于温度场改变，富氧后使炉料在间接还原区域停留时间缩短，不利于间接还原进行。
近年来，随着各钢铁厂对高炉富氧冶炼的日益重视，人们也相继提出关于高炉富氧高炉冶炼的方法：CN201810162301.2公开了“一种利用超高富氧鼓风的高炉冶炼钒钛磁铁矿的方法”，将高炉热风中氧气含量提高到26％～41％水平，对应鼓风富氧率为5％～20％，提高煤粉在风口前端的燃烧率；提升煤气还原势；优化钒钛磁铁矿在高炉内部的还原、软熔、滴落以及造渣过程，改善高炉透气性，保障高炉生产的稳定顺行；解决了高炉工艺冶炼钒钛磁铁矿过程中面临的煤比低、能耗高、炉渣粘稠、透气性差和强化冶炼困难的难题。采用向高炉热风中额外配加高浓度氧气，提高热风中的含氧量，可以提高喷煤比，降低焦比，减少高炉炼铁能耗，提高冶炼强度，稳定高炉生产，降低钒钛磁铁矿高炉冶炼成本。
但是，该方法主要原理是通过大喷煤搭配高富氧解决高炉富氧后理论燃烧温度升高导致高炉顺行变差的问题，富氧率受到了喷煤量的限制，最大富氧率最大上限只有20％，限制了高炉经济技术指标进一步提高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种高炉超高富氧冶炼方法，解决了高富氧鼓风后高炉因温度场变化导致的高炉压差增加的问题，突破了现在高炉富氧率普遍控制10％以下的技术限制，极大了提高了高炉经济技术指标。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种高炉超高富氧冶炼方法，具体如下：
1)限制入炉焦炭指标；
具体为：焦炭M40指标＞90％，M10指标＜6％、CSR指标＞70％，灰分＜11％。
2)提高焦炭粒度均匀性；
控制入炉焦炭40～60mm的粒径比例＞45％，平均粒径＞52mm。
3)提高煤粉燃烧率；具体为：喷吹煤粉中挥发分体积百分比含量控制在30％～40％。
4)大比例中心加焦；
采用无料钟中心加焦的布料方式，中心加焦的焦炭量占焦炭批重的50％～60％。
5)控制焦炭批重；
焦炭批重W焦为：
π·d2·0.2·p堆/3.8≤W焦≤π·d2·0.3·ρ堆/3.8
式中：W焦为焦炭批重，t；
d为高炉炉腰直径，m；
ρ堆为焦炭堆密度，t/m3。
6)采用低碱度造渣制度；炉渣二元碱度控制在0.2～0.4。
7)控制富氧率10％～50％，即鼓风中氧气体积百分比含量控制在29％～52％。
8)控制炉腹煤气量指数减小炉缸风口区域压差；
40％≤鼓风中氧气体积百分比含量≤50％时，控制48m/min≤炉腹煤气量指数＜50m/min；
30％≤鼓风中氧气体积百分比含量＜40％时，控制50m/min≤炉腹煤气量指数＜51m/min；
20％≤鼓风中氧气体积百分比含量＜30％时，控制51m/min≤炉腹煤气量指数＜52m/min；
10％≤鼓风中氧气体积百分比含量＜20％时，控制52m/min≤炉腹煤气量指数≤54m/min。
9)控制鼓风动能＞160Kj/s。
10)控制溜槽最外环布矿石的量占矿石批重量的20％～30％。
与现有方法相比，本发明的有益效果是：
1)提供了一种高炉超高富氧冶炼方法，可以在鼓风富氧率提高到50％后，高炉仍然保证稳定顺行。
2)高炉超高富氧率冶炼后，可以有效的提高风口前煤粉燃烧率，达到降低整体燃耗的目的。
3)该方法克服了传统高富氧冶炼必须通过大喷煤平衡风口前理论燃烧温度的方法降低高炉压差，而是采用提高高炉透气性的操作方法，解决了富氧后理论燃烧温度升高引起炉内压力增加的问题，解决了大喷煤时煤粉燃烧率降低而造成的燃料比增加问题。
4)该方法利用超高富氧后炉缸热量增加提高了渣铁温度，解决了酸性渣冶炼脱硫能力弱和炉渣流动性差的问题，同时酸性渣冶炼可以减少碱性溶剂的入炉量和吨铁渣量，有效降低高炉压差的同时全面提高高炉经济技术指标。
5)采用酸性渣冶炼，可有效减轻碱金属等有害元素在炉内积累，延长高炉寿命。
6)通过酸性渣冶炼，可以大幅度减少吨铁渣量，有利于节能减排。
7)通过酸性渣冶炼可以降低吨铁矿耗，有利于降低吨铁成本。
8)通过超高富氧冶炼，可以有效提高炉缸热量并增加铁水温度，有利于后续炼钢流程增加废钢量比例，减少炼钢成本和污染物排放量。
本发明通过大比例中心加焦、控制焦炭批重上限和下限、提高入炉焦炭粒度均匀性和限制炉腹煤气量指数上限等手段解决了超高富氧后高炉透气性差的问题，也解决了炉顶温度低，煤气中水蒸气凝结易堵塞布袋除尘系统的问题。同时采用高鼓风动能送风制度解决了富氧后边缘煤气流发展的问题。最重要的是利用超高富氧冶炼炉缸下部过热和热量充足的特点解决了酸性渣冶炼脱硫能力弱和炉渣流动性差的问题，而酸性渣冶炼可以减少碱性溶剂的入炉量，即提高了入炉品位，显著减少了吨铁渣量，有利于高炉冶炼过程的节能和降耗。
具体实施方式
本发明公开了一种高炉超高富氧冶炼方法。本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明中。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
一种高炉超高富氧冶炼方法，利用高炉超高富氧冶炼提高鼓风中O2浓度实现了高炉生产效率的提高，同时还可提高煤气中CO的浓度，以促进间接还原，达到降低固体燃烧的目的；为进一步解决过高富氧后高炉温度场变为“上冷下热”所带来高炉下部过热导致透气性变差和高炉上部过冷导致高炉间接还原区域减小产生的燃耗增加的问题，首创提出利用大比例中心加焦、控制焦炭批重下限、控制高炉焦炭粒度均匀性和限制炉腹煤气量指数上限的操作方法；同时通过高鼓风动能送风解决了高炉富氧后煤气量减小导致边缘煤气流过剩而中心煤气流减弱的问题。最重要的是利用超高富氧冶炼炉缸热量足解决了酸性渣冶炼脱硫能力弱和炉渣流动性差的问题，而酸性渣冶炼可以减少碱性溶剂的入炉量，即减少了吨铁渣量，也提高了入炉品位。
具体如下：
1、通过限制入炉焦炭指标提高高炉透气性，具体为：焦炭M40指标＞90％，M10指标＜6％、CSR指标＞70％，灰分＜11％。
2、通过提高焦炭粒度均匀性保障高炉透气性和炉顶温度，具体为：控制入炉焦炭40～60mm的粒径比例＞45％，平均粒径＞52mm。
3、提高煤粉燃烧率，喷吹煤粉中挥发分含量控制在30％～40％。
4、通过大比例中心加焦提高高炉透气性和炉顶温度，采用无料钟中心加焦的布料方式，中心加焦的焦炭量占焦炭批重的50％～60％。
5、控制焦炭批重，焦炭批重W焦为：
Figure BDA0004060501270000041
公式中：W焦为焦炭批重，t；d为高炉炉腰直径，m；ρ堆为焦炭堆密度t/m3。
6、采用低碱度造渣制度减少石灰入炉量进而减少渣量提高高炉透气性，炉渣二元碱度控制在0.2～0.4。
7、控制鼓风中富氧率在合理的区间范围内保证炉缸内的酸性渣的流动性和脱硫性能，具体为：控制鼓风中富氧率在10～50％，即鼓风中氧气体积百分比含量控制在29％～52％，保证炉缸内酸性渣的流动性和脱硫性能。
8、通过控制炉腹煤气量指数减小炉缸风口区域压差，具体为：
鼓风中氧气体积百分比含量40％～50％时，控制炉腹煤气量指数48-50m/min；
鼓风中氧气体积百分比含量30～40％时，控制炉腹煤气量指数50-51m/min；
鼓风中氧气体积百分比含量20～30％时，控制炉腹煤气量指数51-52m/min；
鼓风中氧气体积百分比含量10～20％时，控制炉腹煤气量指数52-54m/min。
9、控制鼓风动能＞160Kj/s，促进中心煤气流发展。
10、溜槽最外环布矿石的量占矿石批重量的20％～30％，抑制边缘煤气流发展。
【实施例】
超高富氧前：
鼓风富氧率为3.3％(鼓风中氧气含量25.1％)：在某3200m3的高炉上使用75％烧结矿和25％的球团矿作为入炉原料；焦炭(冶金性能和粒度指标见表1和表2)、矿石(成分见表3)由高炉炉顶布料设备加入高炉；氧气由鼓风机前冷风管道直接兑入，经加热炉加热后鼓入高炉。煤粉由风口前端煤枪喷入高炉(喷吹煤粉指标见表4)，高炉操作参数如下(高炉布料矩阵见表5，高炉送风参数见表6，炉渣成分见表7)：
表1焦炭性能指标(wt％)
M40 M10 CSR CRI 灰分
88.2 7.2 65.6 23.1 12.4
表2焦炭粒度组成(％)
＜25mm 25-40mm 40-60mm 60-80mm ＞80mm 平均粒度，mm
3.8 30.8 43.8 18.0 3.6 48.6
表3铁矿石化学组成(wt％)
成分 TFe FeO CaO <![CDATA[SiO<sub>2</sub>]]> MgO <![CDATA[Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]> S R 比例
烧结矿 50.64 9.05 11.74 5.65 1.1 1.05 0.025 2.053 75
球团矿 60.2 0.25 0.25 6.17 1.9 0.29 0.01 0.05 25
(吨铁矿耗1.816t/t,铁矿石平均入炉品味53.03％)
表4喷吹煤组成配比(wt％)
Figure BDA0004060501270000051
Figure BDA0004060501270000061
表5高炉布料矩阵
档位 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
角度 41.0 39.0 36.7 34.2 31.5 28.6 25.7 22.2 15.2 13.0
K大 1 3 2 2 2
J大 3 3 2 2 2 2  
(其中焦炭批重16.6t，矿石批重88.2t)
表6高炉送风参数
富氧量 鼓风量 风温 鼓风湿度 鼓风动能 炉腹煤气量指数
<![CDATA[m<sup>3</sup>/h]]> <![CDATA[m<sup>3</sup>/min]]> ℃ <![CDATA[g/m<sup>3</sup>]]> Kj/s <![CDATA[m<sup>3</sup>/min]]>
15000 6000 1150 0.02 123 58.5
表7高炉炉渣成分(wt％)
Figure BDA0004060501270000062
高炉经济技术指标如下(见表8所示)
表8高炉经济技术指标
焦比 焦丁比 煤比 燃料比 日产 渣量吨铁
Kg/t Kg/t Kg/t Kg/t t/d Kg/t
348 57.4 169.4 574.8 7200 365.6
超高富氧后：
实施例1:
鼓风富氧率为10.6％(鼓风中氧气含量30.9％)：在某3200m3的高炉上使用75％烧结矿和25％的球团矿作为入炉原料；焦炭、矿石由高炉炉顶布料设备加入高炉；氧气由鼓风机前冷风管道直接兑入，经加热炉加热后鼓入高炉，煤粉由风口前端煤枪喷入高炉。高炉操作参数如下：
通过提高焦炉结焦时间或提高焦煤比例，焦炭冶金性能指标和平均粒度均有所提高(见表9和表10)。
表9焦炭性能指标(wt％)
M40 M10 CSR CRI 灰分
90.2 5.2 71.6 20.2 10.4
表10焦炭粒度组成(％)
＜25mm 25-40mm 40-60mm 60-80mm ＞80mm 平均粒度mm
1.4 22.3 47.0 25.6 3.7 52.5
通过减少烧结配矿过程中石灰比例，降低烧结矿碱度，提高铁矿石综合入炉品味(见表11)，在烧结配矿过程中铁矿粉不变的条件下，铁矿石综合入炉品位由之前的53.03％，提高到富氧后的55.78％，综合入炉品味提高2.7个百分点，吨铁矿耗降低0.104t，吨铁原料成本降低60.6元/t。
表11铁矿石化学组成(wt％)
成分 TFe FeO CaO <![CDATA[SiO<sub>2</sub>]]> MgO <![CDATA[Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]> S R 比例
烧结矿 54.3 9.1 2.18 6.258 1.1 1.12 0.025 0.3484 75
球团矿 60.2 0.25 0.25 6.17 1.9 0.29 0.01 0.05 25
(吨铁矿耗1.712t/t,铁矿石平均入炉品味55.78％)
提高烟煤比例，减小无烟煤比例，控制挥发分达到31％(见表12)。
表12喷吹煤组成配比(wt％)
品名 灰分 挥发份 硫磺 水分 固定碳 配比
神华 6.06 34.06 0.25 12.20 59.88 90.0％
平定 10.80 6.45 0.93 9.55 82.75 5.0％
俄罗斯 6.58 3.08 0.35 14.70 90.34 0.0％
炼焦除尘灰 12.88 1.18 0.80 10.00 85.94 5.0％
预测成分 6.64 31.04 0.31 11.96 62.33 100.00％
通过调整布料矩阵，采用压边配合中心加焦布料制度(见表13)，溜槽最外第10环布矿石的量占矿石批重的量的27.3％。炉喉中心布7环焦炭，占焦炭批重的53.8％。高炉炉腰直径为13.7m，为保障炉腰处焦层厚度处于0.2～0.3m范围内，焦炭批重沿用之前的16.6t，但由于焦比大幅度降低，矿批增加到98.9t。
表13高炉布料矩阵
档位 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
角度 41.0 39.0 36.7 34.2 31.5 28.6 25.7 22.2 15.2 13.0
K大 3 2 2 2 2
J大 1 1 1 2 2 7
(其中焦炭批重16.6t，矿石批重98.9t)
氧气由鼓风机前冷风管道直接兑入，经加热炉加热后鼓入高炉。高炉操作参数如下(见表14)，高炉氧气流量提高到36000m3/h，富氧率提高到10.6％，为促进中心煤气流发展，鼓风动能提高到163Kj/s，同时为保障炉身下部透气性，降低鼓风流量到4500m3/min，炉腹煤气量指数降低到52.6m/min。
表14高炉送风参数
富氧量 鼓风量 风温 鼓风湿度 鼓风动能 炉腹煤气量指数
<![CDATA[m<sup>3</sup>/h]]> <![CDATA[m<sup>3</sup>/min]]> ℃ <![CDATA[g/m<sup>3</sup>]]> Kj/s m/min
36000 4500 1152 0.02 163 52.6
通过降低烧结矿碱度，炉渣二元碱度降到0.22，炉渣成分如下(见表15)
表15高炉炉渣成分(wt％)
Figure BDA0004060501270000081
高炉经济技术指标如下(见表16所示)
尽管鼓风风量减小，但是由于富氧率显著提高，高炉产量也随之提高，高炉平均日产达到7600t/d，提高了400t。除此之外由于入炉品位的提高，高炉吨铁渣量降低了121.3kg/t,燃料比也随之显著降低达到522kg/t。相比于超高富氧前降低了52.8kg/t。
表16高炉经济技术指标
焦比 焦丁比 煤比 燃料比 日产 渣量
Kg/t Kg/t Kg/t Kg/t t/d Kg/t
301 50.4 170.6 522 7600 244.3
实施例2:
鼓风富氧率为45.8％(鼓风中氧气含量49.9％)：在某3200m3的高炉上使用80％烧结矿和20％的球团矿作为入炉原料；焦炭、矿石由高炉炉顶布料设备加入高炉；氧气由鼓风机前冷风管道直接兑入，经加热炉加热后鼓入高炉，煤粉由风口前端煤枪喷入高炉。高炉操作参数如下：
通过提高焦炉结焦时间或提高焦煤比例，焦炭冶金性能指标和平均粒度均有所提高(见表17和表18)。
表17焦炭性能指标(wt％)
M40 M10 CSR CRI 灰分
90.3 5.6 70.6 20.1 10.2
表18焦炭粒度组成(％)
＜25mm 25-40mm 40-60mm 60-80mm ＞80mm 平均粒度，mm
1.8 22.8 49.8 20.0 5.6 52.1
通过减少烧结配矿过程中石灰比例，降低烧结矿碱度，提高铁矿石综合入炉品味(见表19)，在烧结配矿过程中铁矿粉不变的条件下，铁矿石综合入炉品位由之前的53.03％，提高到富氧后的55.74％，综合入炉品味提高2.7个百分点，吨铁矿耗降低0.115t，吨铁原料成本降低61.2元/t。
表19铁矿石化学组成(wt％)
成分 TFe FeO CaO <![CDATA[SiO<sub>2</sub>]]> MgO <![CDATA[Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]> S R 比例
烧结矿 54.6 9.2 2.19 6.558 1.11 1.09 0.02 0.3339 80
球团矿 60.3 0.23 0.25 6.37 1.8 0.21 0.01 0.039 20
(吨铁矿耗1.701t/t，铁矿石平均入炉品味55.74％)
提高烟煤比例，减小无烟煤比例，控制挥发分达到32.42％(见表20)。
表20喷吹煤组成配比(wt％)
品名 灰分 挥发份 硫磺 水分 固定碳 配比
神华 6.06 34.06 0.25 12.20 59.88 95.0％
平定 10.80 6.45 0.93 9.55 82.75 0.0％
俄罗斯 6.58 3.08 0.35 14.70 90.34 0.0％
炼焦除尘灰 12.88 1.18 0.80 10.00 85.94 5.0％
预测成分 6.40 32.42 0.28 12.09 61.18 100％
通过调整布料矩阵，采用压边配合中心加焦布料制度(见表21)，溜槽最外第10环布矿石的量占矿石批重的量的27.3％。炉喉中心布7环焦炭，占焦炭批重的53.8％。高炉炉腰直径为13.7m，为保障炉腰处焦层厚度处于0.2～0.3m范围内，焦炭批重沿用之前的16.5t，但由于焦比大幅度降低，矿批增加到98.7t。
表21高炉布料矩阵
档位 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
角度 41.0 39.0 36.7 34.2 31.5 28.6 25.7 22.2 15.2 13.0
K大 3 2 2 2 2
J大 1 1 1 2 2 7
(其中焦炭批重16.5t，矿石批重98.7t)
氧气由鼓风机前冷风管道直接兑入，经加热炉加热后鼓入高炉。高炉操作参数如下(见表22)，高炉氧气流量提高到90000m3/h，富氧率提高到45.8％，为促进中心煤气流发展，鼓风动能提高到169Kj/s，同时为保障炉身下部透气性，降低鼓风流量到2600m3/min，炉腹煤气量指数降低到48.9m/min。
表22高炉送风参数
富氧量 鼓风量 风温 鼓风湿度 鼓风动能 炉腹煤气量指数
<![CDATA[m<sup>3</sup>/h]]> <![CDATA[m<sup>3</sup>/min]]> ℃ <![CDATA[g/m<sup>3</sup>]]> Kj/s m/min
90000 2600 1157 0.02 169 48.9
通过降低烧结矿碱度，炉渣二元碱度降到，炉渣成分如下(见表23)
表23高炉炉渣成分(wt％)
Figure BDA0004060501270000101
高炉经济技术指标如下(见表24所示)
尽管鼓风风量减小，但是由于富氧率显著提高，高炉产量也随之提高，高炉平均日产达到7500t/d，提高了300t。除此之外由于入炉品位的提高，高炉吨铁渣量降低了118.3kg/t,燃料比也随之显著降低达到509.8kg/t。相比于超高富氧前降低了65kg/t。
表24高炉经济技术指标
焦比 焦丁比 煤比 燃料比 日产 渣量
Kg/t Kg/t Kg/t Kg/t t/d Kg/t
291 40.2 178.6 509.8 7500 247.3
实施例3：
鼓风富氧率为27.3％(鼓风中氧气含量41.2％)：在某3200m3的高炉上使用75％烧结矿和25％的球团矿作为入炉原料；焦炭、矿石由高炉炉顶布料设备加入高炉；氧气由鼓风机前冷风管道直接兑入，经加热炉加热后鼓入高炉，煤粉由风口前端煤枪喷入高炉。高炉操作参数如下：
通过提高焦炉结焦时间或提高焦煤比例，焦炭冶金性能指标和平均粒度均有所提高(见表25、26)。
表25焦炭性能指标(wt％)
M40 M10 CSR CRI 灰分
91.3 5.0 72.2 19.1 10.1
表26焦炭粒度组成(％)
＜25mm 25-40mm 40-60mm 60-80mm ＞80mm 平均粒度mm
1.0 23.4 50.9 18.9 5.8 52.2
通过减少烧结配矿过程中石灰比例，降低烧结矿碱度，提高铁矿石综合入炉品味(见表27)，在烧结配矿过程中铁矿粉不变的条件下，铁矿石综合入炉品位由之前的53.03％，提高到富氧后的55.46％，综合入炉品味提高2.4个百分点，吨铁矿耗降低0.95t，吨铁原料成本降低52.6元/t。
表27铁矿石化学组成(wt％)
成分 TFe FeO CaO <![CDATA[SiO<sub>2</sub>]]> MgO <![CDATA[Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]> S R 比例
烧结矿 54.6 9.2 2.19 6.558 1.11 1.09 0.02 0.339 85
球团矿 60.3 0.23 0.25 6.37 1.8 0.21 0.01 0.039 15
(吨铁矿耗1.721t/t，铁矿石平均入炉品味55.46％)
提高烟煤比例，减小无烟煤比例，控制挥发分达到32.51％(见表28)。
表28喷吹煤组成配比(wt％)
品名 灰分 挥发份 硫磺 水分 固定碳 配比
神华 6.06 34.06 0.25 12.20 59.88 95.0％
平定 10.80 6.45 0.93 9.55 82.75 0.0％
俄罗斯 6.58 3.08 0.35 14.70 90.34 5.0％
炼焦除尘灰 12.88 1.18 0.80 10.00 85.94 0.0％
预测成分 6.09 32.51 0.26 12.33 61.40 100％
通过调整布料矩阵，采用压边配合中心加焦布料制度(见表29)，溜槽最外第10环布矿石的量占矿石批重的量的27.3％。炉喉中心布7环焦炭，占焦炭批重的53.8％。高炉炉腰直径为13.7m，为保障炉腰处焦层厚度处于0.2～0.3m范围内，焦炭批重沿用之前的16.5t，但由于焦比大幅度降低，矿批增加到98.7t。
表29高炉布料矩阵
档位 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
角度 41.0 39.0 36.7 34.2 31.5 28.6 25.7 22.2 15.2 13.0
K大 3 2 2 2 2
J大 1 1 1 2 2 7
(其中焦炭批重17.5t，矿石批重103.7t)
氧气由鼓风机前冷风管道直接兑入，经加热炉加热后鼓入高炉。高炉操作参数如下(见表30)，高炉氧气流量提高到70000m3/h，富氧率提高到45.8％，为促进中心煤气流发展，鼓风动能提高到173Kj/s，同时为保障炉身下部透气性，降低鼓风流量到3400m3/min，炉腹煤气量指数降低到51.2m/min。
表30高炉送风参数
富氧量 鼓风量 风温 鼓风湿度 鼓风动能 炉腹煤气量指数
<![CDATA[m<sup>3</sup>/h]]> <![CDATA[m<sup>3</sup>/min]]> ℃ <![CDATA[g/m<sup>3</sup>]]> Kj/s m/min
70000 3400 1202 0.02 173 51.2
通过降低烧结矿碱度，炉渣二元碱度降到，炉渣成分如下(见表31)
表31高炉炉渣成分(wt％)
Figure BDA0004060501270000111
高炉经济技术指标如下(见表32所示)
尽管鼓风风量减小，但是由于富氧率显著提高，高炉产量也随之提高，高炉平均日产达到7400t/d，提高了200t。除此之外由于入炉品位的提高，高炉吨铁渣量降低了111.5kg/t,燃料比也随之显著降低达到530.2kg/t，相比于超高富氧前降低了44.8kg/t。
表32高炉经济技术指标
焦比 焦丁比 煤比 燃料比 日产 渣量
Kg/t Kg/t Kg/t Kg/t t/d Kg/t
307 50.6 172.6 530.2 7400 254.1
本发明通过大比例中心加焦、控制焦炭批重上限和下限、提高入炉焦炭粒度均匀性和限制炉腹煤气量指数上限等手段解决了超高富氧后高炉透气性差的问题，也解决了炉顶温度低，煤气中水蒸气凝结易堵塞布袋除尘系统的问题。同时采用高鼓风动能送风制度解决了富氧后边缘煤气流发展的问题。最重要的是利用超高富氧冶炼炉缸下部过热和热量充足的特点解决了酸性渣冶炼脱硫能力弱和炉渣流动性差的问题，而酸性渣冶炼可以减少碱性溶剂的入炉量，即提高了入炉品位，显著减少了吨铁渣量，有利于高炉冶炼过程的节能和降耗。
本发明解决了高富氧鼓风后高炉因温度场变化导致的高炉压差增加的问题，突破了现在高炉富氧率普遍控制10％以下的技术限制，极大了提高了高炉经济技术指标。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高炉超高富氧冶炼方法，其特征在于，具体如下：
1)限制入炉焦炭指标；
2)提高焦炭粒度均匀性；
控制入炉焦炭40～60mm的粒径比例＞45％，平均粒径＞52mm；
3)提高煤粉燃烧率；
4)大比例中心加焦；
采用无料钟中心加焦的布料方式，中心加焦的焦炭量占焦炭批重的50％～60％；
5)控制焦炭批重；
焦炭批重W焦为：
π·d2·0.2·ρ堆/3.8≤W焦≤π·d2·0.3·ρ堆/3.8
式中：W焦为焦炭批重，t；
d为高炉炉腰直径，m；
ρ堆为焦炭堆密度，t/m3；
6)采用低碱度造渣制度；
7)控制富氧率10％～50％，即鼓风中氧气体积百分比含量控制在29％～52％；
8)控制炉腹煤气量指数减小炉缸风口区域压差；
40％≤鼓风中氧气体积百分比含量≤50％时，控制48m/min≤炉腹煤气量指数＜50m/min；
30％≤鼓风中氧气体积百分比含量＜40％时，控制50m/min≤炉腹煤气量指数＜51m/min；
20％≤鼓风中氧气体积百分比含量＜30％时，控制51m/min≤炉腹煤气量指数＜52m/min；
10％≤鼓风中氧气体积百分比含量＜20％时，控制52m/min≤炉腹煤气量指数≤54m/min；
9)控制鼓风动能＞160Kj/s；
10)控制溜槽最外环布矿石的量占矿石批重量的20％～30％。
2.根据权利要求1所述的一种高炉超高富氧冶炼方法，其特征在于，所述步骤1)限制入炉焦炭指标提高高炉透气性，具体为：焦炭M40指标＞90％，M10指标＜6％、CSR指标＞70％，灰分＜11％。
3.根据权利要求1所述的一种高炉超高富氧冶炼方法，其特征在于，所述步骤3)提高煤粉燃烧率，具体为：喷吹煤粉中挥发分体积百分比含量控制在30％～40％。
4.根据权利要求1所述的一种高炉超高富氧冶炼方法，其特征在于，所述步骤6)炉渣二元碱度控制在0.2～0.4。
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