專利名稱：一種提高爐缸焦炭強度的高爐操作方法
技術領域：
本發明屬于高爐煉鐵技術領域，特別涉及一種通過高反應性焦炭的使用來提高高爐爐缸焦炭強度的高爐生產操作方法。
背景技術：
當前的高爐操作，爐內焦炭的品質對高爐順行、高產和低耗等意義極大。隨著高爐綜合噴吹(噴吹介質可為煤、煤氣、天然氣、氧氣、重油、含鐵碳粉狀物、可用于高爐下部調劑的Ca粉、Mg粉、煤粉助燃劑等等的高爐風ロ噴吹)技術的快速發展，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的粒度和強度，以保證當地的透渣、透鉄、透氣性和其它極其復雜的物化反應的完整進行，從而保證高爐生產的穩定順行。 近年來，鋼鐵企業為降低生產成本，以及應對環保要求日益嚴格的形勢，紛紛把研發的重點集中在原燃料新產品、新技術的開發及其在高爐上的應用上。焦炭質量好壞自然是對高爐煉鐵生產起至關重要的作用。目前的煉焦新技術的研發主要集中在兩個方面，一是在保證焦炭質量情況下，加大廉價煤的使用量，主要是擴大非黏結煤或者弱黏結煤的用量；ニ是高爐通過在入爐爐料中配加高反應性焦炭的方法，減少CO2等的污染物排放。研究表明，聞反應性焦炭在聞爐中應用時，是把聞反應性焦炭裝入礦石層，目的是強化高反應性炭與礦石的接觸，降低儲熱帶溫度，減少CO2的排放量。但這并未就高爐爐缸處焦炭的粒度、強度的改進與提高做出思考或努力。《世界鋼鐵》2010年第I期“日本低成本和環境友好型煉焦新技術的進展”文中重點介紹了日本新近研發的煉焦技術=SCOPE 21、全部使用弱、非黏結煤生產焦炭技術以及高反應性焦炭生產技木。這三種技術的開發對于提高弱、非黏結煤的用量，降低生產成本都具有十分重大的意義。《世界金屬導報》2010年5月25日第10版〈原料煉鐵> 篇“日本高反應性焦炭生產技術研發”文中重點介紹了“低價低品位煤和金屬鐵復合的高反應性球団的研制及其在高爐上的應用狀況”。可見，盡管現有技術在開發提高高爐爐內反應效率的技術方面，對高爐煉鐵生產降低還原劑比、抑制ニ氧化碳產生等都具有較大的作用，但都未對“如何科學改善高爐回旋區處焦炭狀態，從而改善高爐順行”方面進行研究或提出相應的有效措施，即在高爐操作上，目前尚未解決“高爐回旋區死料柱處焦炭的劇烈劣化對高爐穩定順行的嚴重影響”。
發明內容
本發明的目的在于提ー種提高爐缸焦炭強度的高爐操作方法，通過噴吹高反應性焦炭粉末，同時在入爐料的礦石和焦炭中輔加一定量的高反應性焦炭，最終達到提高爐缸死料柱處焦炭的強度，以保證高爐順行；這種用弱、非黏結煤制成的高活性焦炭的大量使用，擴大非、微粘結煤的應用，尤其是對褐煤資源的科學利用，使煉鐵エ序能耗得以降低，進而實現鋼鐵企業的節能減排。本發明的目的是這樣實現的，ー種提高爐缸焦炭強度的高爐操作方法，其特征在于由風ロ噴吹高反應性焦炭粉，同時在入爐料中加入高反應性焦炭塊。高反應性焦炭粉噴吹主要包括以下步驟將高反應性焦炭進行篩分，所得粒度小于15_的高反應性焦炭送至破碎制成小于4_的焦粉,并儲于焦粉噴吹罐中；噴吹時高反應性焦炭粉末經給煤器、分配器在風口前的噴煤槍內與煤粉混合一同噴入高爐。在入爐料中加入高反應性焦炭塊主要包括以下步驟將高反應性焦炭進行篩分，所得的25 35mm的高反應性焦炭送至焦倉，以不大于20%的比例與礦槽中的燒結或球團均勻混合后經上料皮帶進入高爐；將15 25mm和大于35mm的高反應性焦炭送至 焦倉,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上料皮帶進入高爐。本發明的有益效果在干I、在高爐生產中應用此項技術，從風ロ噴吹使用高反應性焦粉，可利用其高的反應性和噴吹后不至于降低理論燃燒溫度的特點、同時配以適當的風口前風速，可以降低高爐死料柱中焦炭的粉化率，從而提高回旋區焦炭的高溫強度，阻礙由氣化及燃燒造成的回旋區焦炭的劣化層的崩落，保證高爐順行；2、高反應性焦炭的使用，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；同時周邊的煤炭資源的合理利用得到加強，有益于冶金企業追求更低成本；3、在高爐生產中應用此項技術，在入爐料中使用高反應性焦炭，可降低軟融帶溫度，起到節能、減少CO2排放的作用，同時傳統的焦炭仍可在高爐中正常使用；4、此項技術的使用，可通過改善死料柱焦炭強度及該處的透渣、透液性，改善高爐生產的操作，降低煉鐵生產的成本；本發明具有能增產降耗、結構科學新穎獨特等優點。5、本發明既可常態化、又可作為高爐下部的一種調劑手段，加之由于其自成體系，因此它的實施與否，對于高爐的正常操作無有影響，操作靈活。
圖I為高爐噴吹高反應性焦炭粉的エ藝流程示意圖。圖中1.高反應性焦炭；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；12.焦倉；13.上料皮帯。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進ー步詳細說明。一、由風ロ噴吹高反應性焦炭粉的操作I、高反應性焦炭選擇由褐煤、泥炭等高揮發分、低粘結性煤生產的蘭炭；其一，根據蘭炭的燃燒性能不低于無煙煤且具有極強的高溫反應性，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看，蘭炭屬優良的高爐噴吹燃料；其ニ，蘭炭較褐煤便于運輸和貯存且市場價格遠低于一般焦炭的價格，一般為冶金焦碳市場價的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分、低粘結性煤儲量較大，價格低廉，故本發明所用的高反應性焦炭選擇蘭炭。2、建立ー套獨立于正常高爐噴吹系統之外的噴吹系統(如圖I所示)；其一，作為高爐下部的一種調劑手段，要具備一定的靈活性，即此種調劑手段既可常態化、又可視高爐具體的運行狀況靈活實施；其ニ，噴吹系統噴吹的高反應性焦炭粉末的粒度要求大，故不應利用原噴吹系統。3、篩分將高反應性焦炭(如蘭炭)I進行篩分2，所得的小于15mm的高反應性焦炭送至破碎3準備破碎制粉；25 35mm的高反應性焦炭送至礦槽6，將15 25mm和大于35mm的高 反應性焦炭送至焦槽7 ；4、破碎制粉小于15mm的高反應性焦炭(如蘭炭)經破碎3制粉系統制成小于4mm的粗粉,并儲于焦粉噴吹罐4中。5、實施噴吹噴吹時高反應性焦炭粉末經給煤器5、分配器8在風口前的噴煤槍9內與煤粉混合一同噴入高爐10。為噴吹順利，可在高反應性焦炭粉末進入煤槍之前增加二次補壓氣11。如此，高反應性焦炭的高爐噴吹，實現了所噴的高反應性焦炭粉末與當地的CO2反應，使塊焦表面反應劣化程度減小，焦炭強度得以提高，從而抑制了焦炭粉化。爐缸焦炭強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行、在死料柱上進行的直接還原、生鐵滲碳、渣鐵間脫硫等尚未完成的反應得以較為完整地進行，高爐順行得以實現。ニ、在入爐料中加入高活性焦炭I、將高反應性焦炭I進行篩分2，所得的25 35mm的高反應性焦炭送至焦倉12，以不大于20% (重量百分比)的比例與礦槽6中的燒結或球團均勻混合后經上料皮帶13進入高爐10，目的是要將其粒度與燒結礦或球団相匹配，以求礦層的透氣性最佳。2、將15 25mm和大于35mm的高反應性焦炭送至焦倉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上料皮帶13進入高爐10，目的是要用高反應性焦炭替部分入爐焦炭進行氣化反應，以保護入爐焦炭。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。本發明采用上下部都利用高反應性焦炭的技術，就是要在高爐內當地充分發揮高反應性焦炭(如蘭炭)的高反應性特性，用它與CO2發生強烈的氣化反應，進而換得高爐當地其它冶金焦炭的“被保護”，從而贏得高爐的順行，實現煉鐵生產的低成本和低排放。這樣，通過由風ロ噴吹高反應性焦粉、附加在入爐爐料中添加高反應性焦炭的方法，一定程度地削弱了風口前爐缸內強烈的氣化反應和燃燒反應對焦炭強度的破壞，從而完成了對爐缸焦炭的保護；同時，由于大量高反應性焦炭的使用，使得大量廉價的褐煤、泥炭等高揮發分、低(或非)粘結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，以實現本發明的エ藝目的。
權利要求
1.ー種提高爐缸焦炭強度的高爐操作方法，其特征在于由風ロ噴吹高反應性焦炭粉，同時在入爐料中加入高反應性焦炭塊。
2.根據權利要求I所述的ー種提高爐缸焦炭強度的高爐操作方法，其特征在于高反應性焦炭粉噴吹主要包括以下步驟將高反應性焦炭(I)進行篩分(2)，所得粒度小于15mm的高反應性焦炭送至破碎(3)制成小于4mm的焦粉,并儲于焦粉噴吹罐(4)中；噴吹時高反應性焦炭粉末經給煤器(5)、分配器(8)在風口前的噴煤槍(9)內與煤粉混合一同噴入高爐(10)。
3.根據權利要求I或2所述的ー種提高爐缸焦炭強度的高爐操作方法，其特征在于在入爐料中加入高反應性焦炭塊主要包括以下步驟將高反應性焦炭(I)進行篩分(2)，所得的25 35mm的高反應性焦炭送至焦倉(12)，以不大于20%的比例與礦槽(6)中的燒結或球團均勻混合后經上料皮帶(13)進入高爐(10);將15 25mm和大于35mm的高反應性焦炭送至焦倉(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上料皮帶(13)進入高爐(10)。
全文摘要
本發明公開一種提高爐缸焦炭強度的高爐操作方法，由風口噴吹高反應性焦粉，同時在入爐料中加入高反應性焦塊。將高反應性焦炭進行篩分，將＜15mm的高反應性焦炭制成＜4mm的焦粉，在噴煤槍內與煤粉混合一同噴入高爐；將25～35mm的高反應性焦炭送至焦倉，以不大于20％的比例與礦槽中的燒結或球團均勻混合后經上料皮帶進入高爐；將15～25mm和＞35mm的高反應性焦炭送至焦倉，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上料皮帶進入高爐。本發明通過噴吹高反應性焦炭粉末，同時在入爐料中輔加一定量的高反應性焦炭，從而提高爐缸死料柱處焦炭的強度，保證高爐順行，擴大非、微粘結煤的應用，使煉鐵工序能耗得以降低，進而實現鋼鐵企業的節能減排。
文檔編號C21B5/00GK102719580SQ20111007781
公開日2012年10月10日 申請日期2011年3月29日 優先權日2011年3月29日
發明者劉德軍, 張立國, 毛艷麗, 郝博, 馬光宇 申請人:鞍鋼股份有限公司