專利名稱：一種提高爐缸焦炭強(qiáng)度的高爐操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高爐煉鐵技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種通過高反應(yīng)性焦炭的使用來提高高爐爐缸焦炭強(qiáng)度的高爐生產(chǎn)操作方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前的高爐操作，爐內(nèi)焦炭的品質(zhì)對(duì)高爐順行、高產(chǎn)和低耗等意義極大。隨著高爐綜合噴吹(噴吹介質(zhì)可為煤、煤氣、天然氣、氧氣、重油、含鐵碳粉狀物、可用于高爐下部調(diào)劑的Ca粉、Mg粉、煤粉助燃劑等等的高爐風(fēng)ロ噴吹)技術(shù)的快速發(fā)展，焦炭在高爐上部冶煉中的骨架支撐作用，隨著噴吹煤粉量的増加和高爐冶煉強(qiáng)度的提高日趨重要；尤其是在爐缸死料柱處更是要求死料柱處的焦炭要有相當(dāng)?shù)牧６群蛷?qiáng)度，以保證當(dāng)?shù)氐耐冈?、透鉄、透氣性和其它極其復(fù)雜的物化反應(yīng)的完整進(jìn)行，從而保證高爐生產(chǎn)的穩(wěn)定順行。 近年來，鋼鐵企業(yè)為降低生產(chǎn)成本，以及應(yīng)對(duì)環(huán)保要求日益嚴(yán)格的形勢(shì)，紛紛把研發(fā)的重點(diǎn)集中在原燃料新產(chǎn)品、新技術(shù)的開發(fā)及其在高爐上的應(yīng)用上。焦炭質(zhì)量好壞自然是對(duì)高爐煉鐵生產(chǎn)起至關(guān)重要的作用。目前的煉焦新技術(shù)的研發(fā)主要集中在兩個(gè)方面，一是在保證焦炭質(zhì)量情況下，加大廉價(jià)煤的使用量，主要是擴(kuò)大非黏結(jié)煤或者弱黏結(jié)煤的用量；ニ是高爐通過在入爐爐料中配加高反應(yīng)性焦炭的方法，減少CO2等的污染物排放。研究表明，聞反應(yīng)性焦炭在聞爐中應(yīng)用時(shí)，是把聞反應(yīng)性焦炭裝入礦石層，目的是強(qiáng)化高反應(yīng)性炭與礦石的接觸，降低儲(chǔ)熱帶溫度，減少CO2的排放量。但這并未就高爐爐缸處焦炭的粒度、強(qiáng)度的改進(jìn)與提高做出思考或努力?！妒澜玟撹F》2010年第I期“日本低成本和環(huán)境友好型煉焦新技術(shù)的進(jìn)展”文中重點(diǎn)介紹了日本新近研發(fā)的煉焦技術(shù)=SCOPE 21、全部使用弱、非黏結(jié)煤生產(chǎn)焦炭技術(shù)以及高反應(yīng)性焦炭生產(chǎn)技木。這三種技術(shù)的開發(fā)對(duì)于提高弱、非黏結(jié)煤的用量，降低生產(chǎn)成本都具有十分重大的意義?！妒澜缃饘賹?dǎo)報(bào)》2010年5月25日第10版〈原料煉鐵> 篇“日本高反應(yīng)性焦炭生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)”文中重點(diǎn)介紹了“低價(jià)低品位煤和金屬鐵復(fù)合的高反應(yīng)性球団的研制及其在高爐上的應(yīng)用狀況”?？梢?，盡管現(xiàn)有技術(shù)在開發(fā)提高高爐爐內(nèi)反應(yīng)效率的技術(shù)方面，對(duì)高爐煉鐵生產(chǎn)降低還原劑比、抑制ニ氧化碳產(chǎn)生等都具有較大的作用，但都未對(duì)“如何科學(xué)改善高爐回旋區(qū)處焦炭狀態(tài)，從而改善高爐順行”方面進(jìn)行研究或提出相應(yīng)的有效措施，即在高爐操作上，目前尚未解決“高爐回旋區(qū)死料柱處焦炭的劇烈劣化對(duì)高爐穩(wěn)定順行的嚴(yán)重影響”。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提ー種提高爐缸焦炭強(qiáng)度的高爐操作方法，通過噴吹高反應(yīng)性焦炭粉末，同時(shí)在入爐料的礦石和焦炭中輔加一定量的高反應(yīng)性焦炭，最終達(dá)到提高爐缸死料柱處焦炭的強(qiáng)度，以保證高爐順行；這種用弱、非黏結(jié)煤制成的高活性焦炭的大量使用，擴(kuò)大非、微粘結(jié)煤的應(yīng)用，尤其是對(duì)褐煤資源的科學(xué)利用，使煉鐵エ序能耗得以降低，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鋼鐵企業(yè)的節(jié)能減排。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，ー種提高爐缸焦炭強(qiáng)度的高爐操作方法，其特征在于由風(fēng)ロ噴吹高反應(yīng)性焦炭粉，同時(shí)在入爐料中加入高反應(yīng)性焦炭塊。高反應(yīng)性焦炭粉噴吹主要包括以下步驟將高反應(yīng)性焦炭進(jìn)行篩分，所得粒度小于15_的高反應(yīng)性焦炭送至破碎制成小于4_的焦粉,并儲(chǔ)于焦粉噴吹罐中；噴吹時(shí)高反應(yīng)性焦炭粉末經(jīng)給煤器、分配器在風(fēng)口前的噴煤槍內(nèi)與煤粉混合一同噴入高爐。在入爐料中加入高反應(yīng)性焦炭塊主要包括以下步驟將高反應(yīng)性焦炭進(jìn)行篩分，所得的25 35mm的高反應(yīng)性焦炭送至焦倉(cāng)，以不大于20%的比例與礦槽中的燒結(jié)或球團(tuán)均勻混合后經(jīng)上料皮帶進(jìn)入高爐；將15 25mm和大于35mm的高反應(yīng)性焦炭送至 焦倉(cāng),按總加入比例的18% 25%與原入爐焦槽中的焦炭均勻混合后經(jīng)上料皮帶進(jìn)入高爐。本發(fā)明的有益效果在干I、在高爐生產(chǎn)中應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，從風(fēng)ロ噴吹使用高反應(yīng)性焦粉，可利用其高的反應(yīng)性和噴吹后不至于降低理論燃燒溫度的特點(diǎn)、同時(shí)配以適當(dāng)?shù)娘L(fēng)口前風(fēng)速，可以降低高爐死料柱中焦炭的粉化率，從而提高回旋區(qū)焦炭的高溫強(qiáng)度，阻礙由氣化及燃燒造成的回旋區(qū)焦炭的劣化層的崩落，保證高爐順行；2、高反應(yīng)性焦炭的使用，可以保證在高爐入爐燃料比不變或下降的前提下，提高入爐燃料中非、弱粘結(jié)煤的配入比例，在煉焦配煤中，可由原先的20%提高到50% 60%，減低煉焦成本20%左右；同時(shí)周邊的煤炭資源的合理利用得到加強(qiáng)，有益于冶金企業(yè)追求更低成本；3、在高爐生產(chǎn)中應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，在入爐料中使用高反應(yīng)性焦炭，可降低軟融帶溫度，起到節(jié)能、減少CO2排放的作用，同時(shí)傳統(tǒng)的焦炭仍可在高爐中正常使用；4、此項(xiàng)技術(shù)的使用，可通過改善死料柱焦炭強(qiáng)度及該處的透渣、透液性，改善高爐生產(chǎn)的操作，降低煉鐵生產(chǎn)的成本；本發(fā)明具有能增產(chǎn)降耗、結(jié)構(gòu)科學(xué)新穎獨(dú)特等優(yōu)點(diǎn)。5、本發(fā)明既可常態(tài)化、又可作為高爐下部的一種調(diào)劑手段，加之由于其自成體系，因此它的實(shí)施與否，對(duì)于高爐的正常操作無有影響，操作靈活。


圖I為高爐噴吹高反應(yīng)性焦炭粉的エ藝流程示意圖。圖中1.高反應(yīng)性焦炭；2.篩分；3.破碎；4.焦粉噴吹罐；5.給煤器；6.礦槽；
7.焦槽；8.分配器；9.煤槍；10.高爐；11. 二次風(fēng)；12.焦倉(cāng)；13.上料皮帯。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)說明。一、由風(fēng)ロ噴吹高反應(yīng)性焦炭粉的操作I、高反應(yīng)性焦炭選擇由褐煤、泥炭等高揮發(fā)分、低粘結(jié)性煤生產(chǎn)的蘭炭；其一，根據(jù)蘭炭的燃燒性能不低于無煙煤且具有極強(qiáng)的高溫反應(yīng)性，從灰分特性及組成、可磨性和其中的磷、氯、堿金屬等污染物的含量等指標(biāo)看，蘭炭屬優(yōu)良的高爐噴吹燃料；其ニ，蘭炭較褐煤便于運(yùn)輸和貯存且市場(chǎng)價(jià)格遠(yuǎn)低于一般焦炭的價(jià)格，一般為冶金焦碳市場(chǎng)價(jià)的1/5 1/3,其三，用于制造蘭炭的褐煤、泥炭及次煙煤等高揮發(fā)分、低粘結(jié)性煤儲(chǔ)量較大，價(jià)格低廉，故本發(fā)明所用的高反應(yīng)性焦炭選擇蘭炭。2、建立ー套獨(dú)立于正常高爐噴吹系統(tǒng)之外的噴吹系統(tǒng)(如圖I所示)；其一，作為高爐下部的一種調(diào)劑手段，要具備一定的靈活性，即此種調(diào)劑手段既可常態(tài)化、又可視高爐具體的運(yùn)行狀況靈活實(shí)施；其ニ，噴吹系統(tǒng)噴吹的高反應(yīng)性焦炭粉末的粒度要求大，故不應(yīng)利用原噴吹系統(tǒng)。3、篩分將高反應(yīng)性焦炭(如蘭炭)I進(jìn)行篩分2，所得的小于15mm的高反應(yīng)性焦炭送至破碎3準(zhǔn)備破碎制粉；25 35mm的高反應(yīng)性焦炭送至礦槽6，將15 25mm和大于35mm的高 反應(yīng)性焦炭送至焦槽7 ；4、破碎制粉小于15mm的高反應(yīng)性焦炭(如蘭炭)經(jīng)破碎3制粉系統(tǒng)制成小于4mm的粗粉,并儲(chǔ)于焦粉噴吹罐4中。5、實(shí)施噴吹噴吹時(shí)高反應(yīng)性焦炭粉末經(jīng)給煤器5、分配器8在風(fēng)口前的噴煤槍9內(nèi)與煤粉混合一同噴入高爐10。為噴吹順利，可在高反應(yīng)性焦炭粉末進(jìn)入煤槍之前增加二次補(bǔ)壓氣11。如此，高反應(yīng)性焦炭的高爐噴吹，實(shí)現(xiàn)了所噴的高反應(yīng)性焦炭粉末與當(dāng)?shù)氐腃O2反應(yīng)，使塊焦表面反應(yīng)劣化程度減小，焦炭強(qiáng)度得以提高，從而抑制了焦炭粉化。爐缸焦炭強(qiáng)度的提高和粒度的改善，使得爐缸初始煤氣得以順利向上運(yùn)行、在死料柱上進(jìn)行的直接還原、生鐵滲碳、渣鐵間脫硫等尚未完成的反應(yīng)得以較為完整地進(jìn)行，高爐順行得以實(shí)現(xiàn)。ニ、在入爐料中加入高活性焦炭I、將高反應(yīng)性焦炭I進(jìn)行篩分2，所得的25 35mm的高反應(yīng)性焦炭送至焦倉(cāng)12，以不大于20% (重量百分比)的比例與礦槽6中的燒結(jié)或球團(tuán)均勻混合后經(jīng)上料皮帶13進(jìn)入高爐10，目的是要將其粒度與燒結(jié)礦或球団相匹配，以求礦層的透氣性最佳。2、將15 25mm和大于35mm的高反應(yīng)性焦炭送至焦倉(cāng)12,按總加入比例的18% 25% (重量百分比)與原入爐焦槽7中的焦炭均勻混合后經(jīng)上料皮帶13進(jìn)入高爐10，目的是要用高反應(yīng)性焦炭替部分入爐焦炭進(jìn)行氣化反應(yīng)，以保護(hù)入爐焦炭。3、按原先的裝爐制度上料，完成在入爐料中加入高活性焦炭操作。本發(fā)明采用上下部都利用高反應(yīng)性焦炭的技術(shù)，就是要在高爐內(nèi)當(dāng)?shù)爻浞职l(fā)揮高反應(yīng)性焦炭(如蘭炭)的高反應(yīng)性特性，用它與CO2發(fā)生強(qiáng)烈的氣化反應(yīng)，進(jìn)而換得高爐當(dāng)?shù)仄渌苯鸾固康摹氨槐Ｗo(hù)”，從而贏得高爐的順行，實(shí)現(xiàn)煉鐵生產(chǎn)的低成本和低排放。這樣，通過由風(fēng)ロ噴吹高反應(yīng)性焦粉、附加在入爐爐料中添加高反應(yīng)性焦炭的方法，一定程度地削弱了風(fēng)口前爐缸內(nèi)強(qiáng)烈的氣化反應(yīng)和燃燒反應(yīng)對(duì)焦炭強(qiáng)度的破壞，從而完成了對(duì)爐缸焦炭的保護(hù)；同時(shí)，由于大量高反應(yīng)性焦炭的使用，使得大量廉價(jià)的褐煤、泥炭等高揮發(fā)分、低(或非)粘結(jié)性煤得以高效能利用，從而改善了高爐順行、降低了高爐煉鐵成本，以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的エ藝目的。
權(quán)利要求
1.ー種提高爐缸焦炭強(qiáng)度的高爐操作方法，其特征在于由風(fēng)ロ噴吹高反應(yīng)性焦炭粉，同時(shí)在入爐料中加入高反應(yīng)性焦炭塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種提高爐缸焦炭強(qiáng)度的高爐操作方法，其特征在于高反應(yīng)性焦炭粉噴吹主要包括以下步驟將高反應(yīng)性焦炭(I)進(jìn)行篩分(2)，所得粒度小于15mm的高反應(yīng)性焦炭送至破碎(3)制成小于4mm的焦粉,并儲(chǔ)于焦粉噴吹罐(4)中；噴吹時(shí)高反應(yīng)性焦炭粉末經(jīng)給煤器(5)、分配器(8)在風(fēng)口前的噴煤槍(9)內(nèi)與煤粉混合一同噴入高爐(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種提高爐缸焦炭強(qiáng)度的高爐操作方法，其特征在于在入爐料中加入高反應(yīng)性焦炭塊主要包括以下步驟將高反應(yīng)性焦炭(I)進(jìn)行篩分(2)，所得的25 35mm的高反應(yīng)性焦炭送至焦倉(cāng)(12)，以不大于20%的比例與礦槽(6)中的燒結(jié)或球團(tuán)均勻混合后經(jīng)上料皮帶(13)進(jìn)入高爐(10);將15 25mm和大于35mm的高反應(yīng)性焦炭送至焦倉(cāng)(12)，按總加入比例的18% 25%與原入爐焦槽(7)中的焦炭均勻混合后經(jīng)上料皮帶(13)進(jìn)入高爐(10)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種提高爐缸焦炭強(qiáng)度的高爐操作方法，由風(fēng)口噴吹高反應(yīng)性焦粉，同時(shí)在入爐料中加入高反應(yīng)性焦塊。將高反應(yīng)性焦炭進(jìn)行篩分，將＜15mm的高反應(yīng)性焦炭制成＜4mm的焦粉，在噴煤槍內(nèi)與煤粉混合一同噴入高爐；將25～35mm的高反應(yīng)性焦炭送至焦倉(cāng)，以不大于20％的比例與礦槽中的燒結(jié)或球團(tuán)均勻混合后經(jīng)上料皮帶進(jìn)入高爐；將15～25mm和＞35mm的高反應(yīng)性焦炭送至焦倉(cāng)，按總加入比例的18％～25％與原入爐焦槽中的焦炭均勻混合后經(jīng)上料皮帶進(jìn)入高爐。本發(fā)明通過噴吹高反應(yīng)性焦炭粉末，同時(shí)在入爐料中輔加一定量的高反應(yīng)性焦炭，從而提高爐缸死料柱處焦炭的強(qiáng)度，保證高爐順行，擴(kuò)大非、微粘結(jié)煤的應(yīng)用，使煉鐵工序能耗得以降低，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鋼鐵企業(yè)的節(jié)能減排。
文檔編號(hào)C21B5/00GK102719580SQ20111007781
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月29日
發(fā)明者劉德軍, 張立國(guó), 毛艷麗, 郝博, 馬光宇 申請(qǐng)人:鞍鋼股份有限公司