CN116855649A - 一种炼铁高炉快速开炉达产的方法 - Google Patents
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Abstract
一种炼铁高炉快速开炉达产的方法，它通过改进炉缸加热技术、炉体冷却控制技术及优化热制度和造渣制度的技术手段，实现快速提高炉体各个部位温度，缩短高炉开炉的时间。本发明解决了现有开炉过程中炉缸热量低、加热时间长和炉墙结厚的问题，通过快速炉缸加热缩短了高炉开炉进程、确保了炉况稳定运行，达到了快速开炉达产的目的。
Description
技术领域
本发明涉及高炉炼铁技术领域，尤其是一种炼铁高炉快速开炉达产的方法。
背景技术
高炉开炉是新建或大修后的高炉投入炼铁生产时进行的操作，它决定了高炉能否在规定的时间内顺利达到额定经济技术指标，对一代炉役寿命有着重要影响。
目前高炉开炉方式有两种，即枕木填充炉缸开炉和全焦开炉方式，其中全焦开炉方式是在铁口安装煤气导出管，高炉送风后首先点燃风口处焦炭，产生的高温煤气向上、向下分别从炉顶放散及铁口煤气导出管排出，同时点燃炉缸内焦炭炉缸加热。由于此种开炉方式送风初期风温低、风量小、炉缸活跃性差，导致炉缸温度上升缓慢，因形成的炉渣温度不足，流动性差，经常出现见渣后堵口再开铁口困难及渣铁流动性差造成的炉外组织被动等问题，严重影响了开炉恢复进程；另外，开炉过程中因炉墙温度与渣铁温度相差较大，容易导致炉墙结厚，在高炉恢复过程中出现炉况事故，严重影响了高炉产量及经济技术指标。
发明内容
本发明提供一种炼铁高炉快速开炉达产的方法，旨在解决现有开炉过程中炉缸热量低、加热时间长和炉墙结厚的问题，它通过快速炉缸加热以缩短高炉开炉进程、确保炉况稳定运行，达到快速开炉达产的目的。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种炼铁高炉快速开炉达产的方法，通过改进炉缸加热技术、炉体冷却控制技术及优化热制度和造渣制度的方法，实现快速提高炉体各个部位温度，缩短高炉开炉的时间，具体操作步骤如下：
a、开炉料计算：优化热制度和造渣制度，确定开炉参数，对高炉各部位容积进行测算，确定各段炉料的装料方案、燃辅料成分和炉料碱度情况；
b、开炉前准备：高炉烘炉、热风炉送风温度达到850℃以上，各系统设备试车正常；
c、装料：送风前12小时开始装料，采用发展边缘的装料制度，保证送风后边缘一氧化碳含量达到30-45％；
d、开炉后的前6小时减少高炉本体各层冷却壁进水量，降低冷却强度，快速提高高炉本体温度，降低炉墙结厚风险，确保开炉快速达产且炉况顺行；
e、开炉送风的前5-8小时铁口埋氧枪，通过氧枪向炉内吹送氧及压缩空气，点燃铁口焦炭，快速燃烧焦炭以炉缸加热，送风5小时后拔掉氧枪堵铁口，此时炉缸内渣铁温度达到1500℃；
f、开炉初期，采用非储铁式主沟出铁走火渣，按入炉风量精确控制第一炉铁开口时间，出铁后快速清理，及时出净渣铁，根据开炉进程及出铁量恢复储铁式主沟过小坑走水渣。
上述炼铁高炉快速开炉达产的方法，在所述步骤a中，开炉参数设定为：焦比2.8-3.2t/t，正常料焦比0.75t/t，铁水含硅0.5-0.8，铁水物理热大于1500℃，造渣制度按预定开炉生铁含硅2.8％计算，炉料碱度＜1.1。
上述炼铁高炉快速开炉达产的方法，在所述步骤a中，各段炉料的装料方案为：炉缸、炉腹、炉腰位置全部填充净焦，炉身部位填充空焦+正常料。
上述炼铁高炉快速开炉达产的方法，在所述步骤c中，所采用的发展边缘的装料制度为：净焦部分采用最小角度单环装料，炉身部分随料线逐步采取增加焦、矿环数及不小于2-3°的负角差。
上述炼铁高炉快速开炉达产的方法，在所述步骤d中，开炉后的前6小时控制高炉本体各层冷却壁进水量为开炉达产后工作状态下的50％。
上述炼铁高炉快速开炉达产的方法，在所述步骤e中，对铁口氧枪氧及压缩空气量进行控制。
本发明提供一种炼铁高炉快速开炉达产的方法，它通过改进炉缸加热技术、炉体冷却控制技术、优化热制度和造渣制度的方法，实现了快速炉缸加热，快速提高炉体各个部位温度，在快速开炉达产的同时避免了炉墙结厚问题，确保炉况稳定顺行，从而解决了现有全焦开炉过程中炉缸热量低加热时间长的技术问题，达到快速开炉达产的目的。
具体实施方式
本发明提供一种炼铁高炉快速开炉达产的方法，它通过改进炉缸加热技术、炉体冷却控制技术及优化热制度和造渣制度的方法，实现快速提高炉体各个部位温度，缩短高炉开炉的时间，其具体实施例如下：
实施例1：850m3高炉开炉方法
该实施例的具体操作步骤为：
a、开炉料计算：
1.开炉参数：
开炉焦比2.8t/t，正常料焦比0.75t/t
碱度空焦碱度1.00，正常料碱度0.95
炉料压缩率正常料12％。
生铁成分％
| Fe | C | Si | Mn | S |
| 92.0 | 4 | 2.8 | 1.5 | 0.04 |
预留料线为2.2m(探尺有影)
铁水【Mn】回收率60％
2.高炉各部位容积m3
| 部位 | 炉喉 | 炉身 | 炉腰 | 炉腹 | 炉缸 | 死铁层 | 总容积 |
| 容积(m3) | 54.16 | 424.86 | 105.24 | 127.43 | 137.93 | 58.08 | 907.69 |
| 砌筑后体积 | 54.16 | 424.86 | 105.24 | 127.43 | 115.15 | 27.17 | 854.01 |
3.各段炉料的装料方案
炉缸、炉腹、炉腰为净焦(347.82)，其中炉缸填充较好干熄焦。
炉身填充空焦、正常料
预留料线2.2m的容积为54.16m3,没有死铁层，实际全炉装料容积为854.01-54.16-27.17＝772.68m3
4.原燃辅料成分％
| 名称 | TFe | SiO2 | CaO | Al2O3 | MgO | Mn | R2 | 堆比重 |
| 烧结矿 | 55.60 | 5.25 | 10.42 | 2.31 | 2.60 | 0.46 | 1.98 | 1.75 |
| 球团矿 | 63.35 | 5.91 | 0.53 | 0.8 | 0.5 | 0.05 | 0.10 | 2.10 |
| Mn矿 | 6.11 | 5.56 | 14.07 | 2.79 | 35.83 | 1.65 | ||
| 白云石 | 3.29 | 48.95 | 35.24 | 1.6 | ||||
| 萤石 | 21.18 | CaF275.31％ | 硅石93.61 | SiO2 | 93.61 | 1.6 |
| 名称 | 灰分 | 挥发份 | S | C | 水分 | CaO | SiO2 | MgO | Al2O3 | 堆比重 |
| 焦炭 | 12.79 | 1.00 | 0.68 | 86.21 | 6.6 | 0.47 | 5.66 | 0.04 | 4.15 | 0.580 |
5.首次造成碱度情况
| ∑CaO | ∑SiO2 | ∑MgO | ∑Al2O3 | ∑ | |
| 总量t | 26.9 | 32.89 | 8.77 | 19.66 | 88.22 |
| 配比％ | 30.49 | 37.28 | 9.94 | 22.29 | 100.00 |
全炉渣铁比＝88.22/148.21＝0.595t/t
炉料碱度(全炉)R2＝∑CaO/∑SiO2＝26.9/32.89＝0.82
b、开炉前准备：高炉烘炉(包括打压试漏)，达到工艺要求；热风炉具备送风温度达到850℃以上风温；高炉各个系统设备单体、联动试车正常，槽下称量斗校称，具备上料条件；渣铁沟烘烤完毕，炉前工器具准备齐全；准备6个热铁水罐；压缩空气、氧气、氮气送到各介质管道，保证正常生产需要；介质管道按要求吹扫并合格验收；水系统、送风系统、自动化系统、照明可以满足生产需要；
c、装料：开炉前12小时装料，采用发展边缘的装料制度，保证送风后边缘一氧化碳含量达到30-45％，特制定带风装料方案：
1.高炉及热风系统烘炉、打压试漏完毕。开炉使用原燃料上仓，具备装料条件，优选在夜间进行，避免扬尘污染；
2.带风装料制度的确定
2.1装料α角的选择：净焦α:20°；空焦α＝22°；炉身中部正常料：α矿＝23°、α焦＝25°；炉身上部正常料：α矿＝28°、α焦＝30°；
2.2待炉料装到炉身中上部，探尺可以探到料面时休风测料面，按照测料面高度进行料制调整，料制较差控制在负的2-3°；
d、开炉后的前6小时减少高炉本体各层冷却壁进水量，控制高炉本体各层冷却壁进水量为开炉达产后工作状态下的50％，以降低冷却强度，快速提高高炉本体温度，降低炉墙结厚风险，确保开炉快速达产且炉况顺行；
e、开炉前5小时两侧铁口埋入氧枪，点燃铁口处焦炭，氧枪内分别通入氧气和压缩空气，通过调整氧气和压缩空气比例达到保护氧枪，同时向炉缸内输送氧气快速燃烧焦炭，提高炉缸温度，送风五小时后拔出氧枪堵铁口，此时炉缸内渣铁温度达到1500℃，堵铁口打泥量按正常打泥量(350kg)的20％进行；
f、开炉初期，采用非储铁式主沟出铁走火渣，按入炉风量精确控制第一炉铁开口时间，出铁后快速清理，及时出净渣铁，根据开炉进程及出铁量恢复储铁式主沟过小坑走水渣。
实施例2：1050m3高炉开炉方法
该实施例的具体操作步骤为：
a、开炉料计算：
1.开炉参数：
开炉焦比2.9t/t，正常料焦比0.75t/t
碱度空焦碱度1.00，正常料碱度0.95
炉料压缩率正常料12％。
生铁成分％
| Fe | C | Si | Mn | S |
| 92.0 | 4.2 | 2.5 | 1.5 | 0.04 |
预留料线为2.5m(探尺有影)
铁水【Mn】回收率60％
2.各段炉料的装料方案
第一段净焦(干)296吨，8t*37批体积449.18m3，空焦8t焦炭+0.86t石灰石*14批体积176.26m3；
负荷料：第一段9批，矿批17t(烧结矿+球团+块矿+萤石+锰矿)40:48:9:1：2，焦炭8t，R＝0.92倍,SI＝2.5％，焦炭负荷2.14，体积177.21m3；
第二段10批，矿批17t(烧结矿+球团+块矿+萤石+锰矿)45:43:9:1：2，焦炭8t，R＝1.0倍,SI＝2.5％，焦炭负荷2.14，体积196.9m3
三段计算装料体积807.21m3，实际入炉体积810.12m3.预留料线2.5m，全炉铁量280.16t，负荷料焦比687kg/t，全炉焦比1402kg/t，铁水含锰0.92％
3.原燃辅料成分％
| 名称 | TFe | SiO2 | CaO | Al2O3 | MgO | Mn | R2 | 堆比重 |
| 烧结矿 | 55.60 | 5.25 | 10.42 | 2.31 | 2.60 | 0.46 | 1.98 | 1.75 |
| 球团矿 | 63.35 | 5.91 | 0.53 | 0.8 | 0.5 | 0.05 | 0.10 | 2.10 |
| Mn矿 | 6.11 | 5.56 | 14.07 | 2.79 | 35.83 | 1.65 | ||
| 石灰石 | 3.29 | 48.95 | 6.24 | 1.6 | ||||
| 萤石 | 21.18 | CaF275.31％ | 硅石93.61 | SiO2 | 93.61 | 1.6 |
| 名称 | 灰分 | 挥发份 | S | C | 水分 | CaO | SiO2 | MgO | Al2O3 | 堆比重 |
| 焦炭 | 12.79 | 1.00 | 0.68 | 86.21 | 6.6 | 0.47 | 5.66 | 0.04 | 4.15 | 0.580 |
b、开炉前准备：高炉烘炉(包括打压试漏)，达到工艺要求；热风炉具备送风温度达到850℃以上风温；高炉各个系统设备单体、联动试车正常，槽下称量斗校称，具备上料条件；渣铁沟烘烤完毕，炉前工器具准备齐全；准备6个热铁水罐；压缩空气、氧气、氮气送到各介质管道，保证正常生产需要；介质管道按要求吹扫并合格验收；水系统、送风系统、自动化系统、照明可以满足生产需要；
c、装料：开炉前12小时装料，采用发展边缘的装料制度，保证送风后边缘一氧化碳含量达到30-45％，特制定带风装料方案：
1.高炉及热风系统烘炉、打压试漏完毕，开炉使用原燃料上仓，具备装料条件，优选在夜间进行，避免扬尘污染；
2.带风装料制度的确定
2.1装料α角的选择：净焦α＝19°；空焦α＝22°；炉身中、上部正常料：α矿＝314 294、α焦＝＝353313273；
2.2待炉料装到炉身中上部，探尺可以探到料面时休风测料面，按照测料面高度进行料制调整；
d、开炉后的前6小时减少高炉本体各层冷却壁进水量，控制高炉本体各层冷却壁进水量为开炉达产后工作状态下的50％，以降低冷却强度，快速提高高炉本体温度，降低炉墙结厚风险，确保开炉快速达产且炉况顺行；
e、开炉前6小时两侧铁口埋入氧枪，点燃铁口处焦炭，氧枪内分别通入氧气和压缩空气，通过调整氧气和压缩空气比例达到保护氧枪，同时向炉缸内输送氧气快速燃烧焦炭，提高炉缸温度，送风五小时后拔出氧枪堵铁口，此时炉缸内渣铁温度达到1500℃，堵铁口打泥量按正常打泥量(350kg)的20％进行；
f、开炉初期，采用非储铁式主沟出铁走火渣，按入炉风量精确控制第一炉铁开口时间，出铁后快速清理，及时出净渣铁，根据开炉进程及出铁量恢复储铁式主沟过小坑走水渣。
实施例3：1980m3高炉开炉方法
该实施例的具体操作步骤为：
a、开炉料计算：
1.开炉参数：
开炉焦比3.2t/t，正常料焦比0.8t/t
开炉碱度0.9，正常料碱度1.0
炉料压缩率正常料14.6％
生铁成分％
| Fe | C | Si | Mn | S |
| 91.97 | 3.6 | 3.5 | 0.8 | 0.03 |
预留料线为2.5m(探尺有影)
铁水【Mn】回收率60％
2、高炉各部位容积m3
3.各段炉料的装料方案
3.1全炉焦批为：806.979382÷13.5＝59.8ch，选60.0ch
正常料15ch,净、空焦45ch。
3.2依经验净焦加到炉腹上沿
则净焦为(70.7+308.9-35)÷21.75＝15.8选16ch
空焦为:45-16＝29ch
3.3空焦Ⅰ组成
渣碱度1.0,MgO＝10％,Al2O3≤18％。
3.4空焦Ⅱ组成
依经验空焦Ⅱ加到炉身高度18％处,即炉身下部2.68m，由料线至此位置的容积为：822m3
则：空焦Ⅰ(822-35.36×15)÷24.23＝12.0ch，选11.0ch
空焦Ⅱ为:29-11＝18.0ch，选19.0ch
空焦Ⅱ组成为：
石灰石为：(58.0-1.80×11)÷18＝2.12t/ch
白云石为：(80-1.90×11)÷18＝3.28t/ch
硅石为：(53-1.70×15-0.90×11)÷18＝0.98t/ch。
4.原燃辅料成分％
b、开炉前准备：高炉烘炉(包括打压试漏)，达到工艺要求；热风炉具备送风温度达到850℃以上风温；高炉各个系统设备单体、联动试车正常，槽下称量斗校称，具备上料条件；渣铁沟烘烤完毕，炉前工器具准备齐全；准备6个热铁水罐；压缩空气、氧气、氮气送到各介质管道，保证正常生产需要；介质管道按要求吹扫并合格验收；水系统、送风系统、自动化系统、照明可以满足生产需要；
c、装料：开炉前12小时装料，采用发展边缘的装料制度，保证送风后边缘一氧化碳含量达到30-45％，特制定带风装料方案：
1.高炉及热风系统烘炉、打压试漏完毕，开炉使用原燃料上仓，具备装料条件，优选在夜间进行，避免扬尘污染；
2.带风装料制度的确定
2.1装料α角的选择：待炉料装到炉身中上部，探尺可以探到料面时休风测料面，按照测料面高度进行料制调整
d、开炉后的前6小时减少高炉本体各层冷却壁进水量，控制高炉本体各层冷却壁进水量为开炉达产后工作状态下的50％，以降低冷却强度，快速提高高炉本体温度，降低炉墙结厚风险，确保开炉快速达产且炉况顺行；
e、开炉前8小时两侧铁口埋入氧枪，点燃铁口处焦炭，氧枪内分别通入氧气和压缩空气，通过调整氧气和压缩空气比例达到保护氧枪，同时向炉缸内输送氧气快速燃烧焦炭，提高炉缸温度，送风五小时后拔出氧枪堵铁口，此时炉缸内渣铁温度达到1500℃，堵铁口打泥量按正常打泥量(350kg)的20％进行；
f、开炉初期，采用非储铁式主沟出铁走火渣，按入炉风量精确控制第一炉铁开口时间，出铁后快速清理，及时出净渣铁，根据开炉进程及出铁量恢复储铁式主沟过小坑走水渣。
Claims (6)
1.一种炼铁高炉快速开炉达产的方法，其特征在于：它通过改进炉缸加热技术、炉体冷却控制技术及优化热制度和造渣制度的方法，实现快速提高炉体各个部位温度，缩短高炉开炉的时间，具体操作步骤如下：
a、开炉料计算：优化热制度和造渣制度，确定开炉参数，对高炉各部位容积进行测算，确定各段炉料的装料方案、燃辅料成分和炉料碱度情况；
b、开炉前准备：高炉烘炉、热风炉送风温度达到850 ºC以上，各系统设备试车正常；
c、装料：送风前12小时开始装料，采用发展边缘的装料制度，保证送风后边缘一氧化碳含量达到30-45%；
d、开炉后的前6小时减少高炉本体各层冷却壁进水量，降低冷却强度，快速提高高炉本体温度，降低炉墙结厚风险，确保开炉快速达产且炉况顺行；
e、开炉送风的前5-8小时铁口埋氧枪，通过氧枪向炉内吹送氧及压缩空气，点燃铁口焦炭，快速燃烧焦炭以炉缸加热，送风5小时后拔掉氧枪堵铁口，此时炉缸内渣铁温度达到1500℃；
f、开炉初期，采用非储铁式主沟出铁走火渣，按入炉风量精确控制第一炉铁开口时间，出铁后快速清理，及时出净渣铁，根据开炉进程及出铁量恢复储铁式主沟过小坑走水渣。
2.根据权利要求1所述的炼铁高炉快速开炉达产的方法，其特征在于：在所述步骤a中，开炉参数设定为：焦比2.8-3.2t/t，正常料焦比0.75t/t，铁水含硅0.5-0.8，铁水物理热大于1500℃，造渣制度按预定开炉生铁含硅2.8%计算，炉料碱度＜1.1。
3.根据权利要求2所述的炼铁高炉快速开炉达产的方法，其特征在于：在所述步骤a中，各段炉料的装料方案为：炉缸、炉腹、炉腰位置全部填充净焦，炉身部位填充空焦+正常料。
4.根据权利要求3所述的炼铁高炉快速开炉达产的方法，其特征在于：在所述步骤c中，所采用的发展边缘的装料制度为：净焦部分采用最小角度单环装料，炉身部分随料线逐步采取增加焦、矿环数及不小于2-3°的负角差。
5.根据权利要求4所述的炼铁高炉快速开炉达产的方法，其特征在于：在所述步骤d中，开炉后的前6小时控制高炉本体各层冷却壁进水量为开炉达产后工作状态下的50%。
6.根据权利要求5所述的炼铁高炉快速开炉达产的方法，其特征在于：在所述步骤e中，对铁口氧枪氧及压缩空气量进行控制。
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