一種高爐煉鐵系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種改進的高爐煉鐵系統，其包括有高爐（1）、輸送管道（3）、燃氣噴吹裝置（5），由輸送管道（3）輸入的助燃空氣與來自燃氣噴吹裝置（5）的可燃氣體相遇并燃燒，進而提高助燃空氣的溫度，溫度達到高爐煉鐵需求的助燃空氣進一步沿著輸送管道（3）進入高爐（1），以繼續高爐煉鐵的后續步驟。這種高爐煉鐵系統在保證高爐煉鐵熱風輸送溫度得到有效提升的情況下，減少了熱風爐的配置規模，節省了占地面積，降低了投資，降低煉鐵單位能耗及成本。
【專利說明】一種高爐煉鐵系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高爐煉鐵系統，尤其涉及一種具有燃氣直燃功能的高爐煉鐵系統。
【背景技術】
[0002]目前，煉鐵工藝系統主要分為高爐煉鐵和非高爐煉鐵兩種，由于高爐煉鐵技術經濟指標良好，工藝簡單，生產量大，勞動生產率高，能耗低，這種方法生產的鐵仍占世界鐵總產量的95%以上。具有熱風爐的高爐煉鐵工藝為現有技術中應用最廣泛的煉鐵工藝。在高爐煉鐵工藝中，高爐生產時從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用溶劑(石灰石)，從位于爐子下部沿爐周的風口吹入經預熱的空氣(熱風)。在高溫下焦炭(有的情況也在高爐裝置中噴吹煤粉、重油、天然氣、焦爐煤氣等輔助燃料)中的碳及碳氫化合物同鼓入空氣中的氧反應生成的一氧化碳和氫氣等還原性氣體，在爐內上升過程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。煉出的鐵水從鐵口放出，鐵礦石中不還原的雜質和石灰石等溶劑結合生成爐渣，從渣口排出。產生的煤氣從爐頂導出，經過除塵后，作為熱風爐、加熱爐、焦爐、鍋爐等的燃料。
[0003]高爐煉鐵工藝中，熱風爐是不可缺少的一個重要組成部分，而高風溫是熱風爐的一個重要的技術特征，大型高爐一般均配置有3~4座熱風爐，從而保證進入高爐中的熱風溫度能夠達到1200攝氏度左右的較高溫度。但是由于熱風爐體積大，占地面積大，建設投資高，維修困難，且加熱空氣溫度受蓄熱耐火材料耐熱溫度制約，這在一定程度上限制了高爐煉鐵能耗及成本的進一步降低。
[0004]因此，如何在保證高爐生產的情況下減少熱風爐的配套規模以及提高煉鐵工藝中進入高爐的熱風溫度一直都是本領域技術人員研究的方向。·
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種能夠減少熱風爐配置的新型的高爐煉鐵系統。
[0006]為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案:一種高爐煉鐵系統，其包括有高爐、輸送管道、燃氣噴吹裝置，由輸送管道輸入的助燃空氣與來自燃氣噴吹裝置的可燃氣體相遇并燃燒，進而提高助燃空氣的溫度，溫度達到高爐煉鐵需求的助燃空氣進一步沿著輸送管道進入高爐，以繼續高爐煉鐵的后續步驟。
[0007]進一步地，所述助燃空氣與來自燃氣噴吹裝置的可燃氣體在輸送管道或點火燃燒系統燃燒放熱，從而提高了助燃空氣的溫度。
[0008]進一步地，所述可燃氣體為且不限于天然氣、石油氣或者各種人工煤氣、企業副產的如焦爐煤氣、轉爐煤氣、高爐煤氣以及各種可燃尾氣、排放氣。
[0009]進一步地，所述的高爐煉鐵系統通過一點或多點接入的方式接入可燃氣和助燃空氣(空氣、富氧或純氧)。
[0010]進一步地，所述的高爐煉鐵系統還包括有熱風爐，所述熱風輸送管道設置于所述高爐與所述熱風爐之間，所述燃氣噴吹裝置通過噴吹管線連接于熱風輸送管道上。[0011]進一步地，所述高爐與熱風爐之間的熱風輸送管道上還可以配置有冷風接入裝置以進行助燃空氣溫度的調節。
[0012]進一步地，所述助燃空氣與來自燃氣噴吹裝置的可燃氣體的不同比例調整，以及所述助燃空氣自身富氧量的不同調整可以實現高爐煉鐵系統不同的熱風爐配置規模。
[0013]進一步地，來自噴吹裝置的可燃氣體經過加熱后再進入熱風管道或燃燒裝置，加熱方式可以是間接加熱或加氧(或空氣、富氧空氣)直燃加熱。
[0014]進一步地，所述助燃空氣可以在進入熱風爐前進行預熱，加熱方式可以是間接加熱或加氧(或空氣、富氧空氣)直燃加熱。
[0015]上述技術方案的高爐煉鐵系統的優點是:在保證高爐煉鐵熱風輸送溫度的情況下，減小了熱風爐的配置規模，節省了占地面積，降低了購置成本，同時由于本發明所述工藝單體設備成熟，無工程風險，因此，其不僅適用于新建煉鐵設施工藝系統，而且也適用于舊有系統的改造，特別是適合于高爐煉鐵系統擴容改造無法升級熱風爐的情況。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明所述煉鐵設備需要熱風爐的流程圖；
[0017]圖2為本發明所述煉鐵設備不需要熱風爐提供熱風的極限情況的流程圖。
【具體實施方式】
[0018]為充分了解本發明的目的、特征及功能，下面借助具體的實施例，并結合附圖，對本發明的實施方式做一詳細說明，說明如后:
[0019]直燃加熱是煉鐵高爐的熱風加熱的一種方式，它是指來自燃氣噴吹裝置的可燃氣體經噴吹管噴入熱風管道并燃燒，進而提高熱風溫度。通過直燃方式提高溫度的熱風進一步沿著輸送管道進入高爐，以繼續煉鐵工藝的后續步驟。
[0020]圖1為本發明所述煉鐵設備需要熱風爐的實施流程圖；該實施例所述的煉鐵設備包括有高爐1、熱風爐2以及設置于高爐與熱風爐之間的熱風輸送管道3，在熱風輸送管道3上設置有燃氣噴吹裝置5，所述燃氣噴吹裝置5通過噴吹管線4連接于熱風輸送管道3 ;從系統外引入或者從煉鐵工藝中副產的可燃氣體，經過所述燃氣噴吹裝置調節壓力、流量后進入熱風系統；系統內的熱風溫度高于噴入可燃氣體的著火溫度，可燃氣體在進入熱風管道后迅速燃燒，從而提高了熱風溫度，實現了對熱風的加熱，提高溫度后的熱風進一步沿著輸送管道進入高爐。
[0021]進一步地，進入熱風爐的冷風可以是空氣或者富氧空氣，為了調節從熱風爐2中出來的熱風溫度，熱風管道上可以設置有冷風接入裝置，以進行熱風溫度調節。來自燃氣噴吹裝置的可燃氣體與鼓入熱風爐的富氧空氣的不同比例調整，可以實現不同的熱風爐配置規模，即，可以減小熱風爐規模或者達到極限的不設置熱風爐的情況，直接進行直燃加熱(具體如圖2實施例)。
[0022]圖2為本發明所述煉鐵設備不設置熱風爐進行直燃加熱提供熱風的工藝示意圖。如上所述，不設置熱風爐的情況為直燃加熱的極限情況。來自燃氣噴吹裝置的可燃氣體與來自鼓風系統的冷風(空氣、富氧空氣或純氧氣)在點火燃燒系統中燃燒直接升溫至高爐所需要溫度。為調節熱風溫度，點火燃燒系統后也可以配入冷風對溫度進行調節。這種情況下，進入高爐的熱風可以是氧化氣氛也可以是還原氣氛(因鼓風和可燃氣的比例而定)，當氣體為還原氣氛時，將形成類似熔融還原或直接還原的工藝系統；當氣體為氧化氣氛時，仍然為高爐中焦炭和噴煤作為還原劑用于還原反應，同時氧化部分焦炭和噴吹煤提供熱量。
[0023]進一步地，所述來自燃氣噴吹裝置5的可燃氣體與助燃空氣的不同比例調整，以及所述助燃空氣富氧量的不同調整可以實現高爐煉鐵系統不同的熱風爐配置規模，直至取消熱風爐形成類似熔融還原或直接還原工藝流程。熱風溫度及熱風含氧量可以通過調節燃氣供應量和富氧來實現可控。
[0024]進一步地，直燃加熱與熱風爐間接加熱可以進行多層次有效組合。來自噴吹裝置的可燃氣體可以經過加熱后再進入熱風管道或燃燒裝置，加熱方式可以是間接加熱或加氧(或空氣、富氧空氣)直燃加熱；熱風也可以在進入熱風爐以前進行預熱，同樣可以直接或間接加熱。并以此解決經過熱風爐富氧空氣富氧比例不能過高的問題。
[0025]進一步地，在熱風爐規模小或不設熱風爐情況下，可以采用同時加入可燃氣體和氧氣(空氣、富氧或純氧)直燃供熱形成熱風供應的方式。直燃之后氣體可以是氧化氣氛或還原氣氛。
[0026]以上所述僅是本發明所述高爐煉鐵系統的兩種【具體實施方式】，應當指出，對于相關領域的技術人員來說，不論用于還原煉鐵爐體是否稱為高爐，不論各部分名稱如何變化，在不脫離本發明原理的前提下，只要是在本工藝方法上所做出的細微變型和改進，也應視為屬于本發明的 保護范圍。
【權利要求】
1.一種高爐煉鐵系統，其特征在于，其包括有高爐(I)、輸送管道(3)、燃氣噴吹裝置(5)，由輸送管道(3)輸入的助燃空氣與來自燃氣噴吹裝置(5)的可燃氣體相遇并燃燒，進而提高助燃空氣的溫度，溫度達到高爐煉鐵需求的助燃空氣進一步沿著輸送管道(3)進入高爐(1)，以繼續高爐煉鐵的后續步驟。
2.如權利要求1所述的高爐煉鐵系統，所述助燃空氣與來自燃氣噴吹裝置(5)的可燃氣體在輸送管道(3)或點火燃燒系統(6)燃燒放熱,從而提高了助燃空氣的溫度。
3.根據權利要求2所述的高爐煉鐵系統，其特征在于，所述可燃氣體為天然氣、石油氣或者各種人工煤氣、企業副產的如焦爐煤氣、轉爐煤氣、高爐煤氣以及各種可燃尾氣、排放氣。
4.如權利要求3所述的高爐煉鐵系統，其特征在于，通過一點或多點接入的方式接入可燃氣和助燃空氣，所述助燃空氣為空氣、富氧或純氧。
5.如權利要求1所述的高爐煉鐵系統，其特征在于，其還包括有熱風爐(2)，所述熱風輸送管道(3 )設置于所述高爐(I)與所述熱風爐(2 )之間，所述燃氣噴吹裝置(5 )通過噴吹管線(4)連接于熱風輸送管道(3)上。
6.如權利要求5所述的高爐煉鐵系統，所述高爐(I)與熱風爐(2)之間的熱風輸送管道(3)上還可以配置有冷風接入裝置以進行助燃空氣溫度的調節。
7.如權利要求1所述的高爐煉鐵系統，所述助燃空氣與來自燃氣噴吹裝置(5)的可燃氣體的不同比例調整，以及所述助燃空氣自身富氧量的不同調整可以實現高爐煉鐵系統不同的熱風爐配置規模。
8.如權利要求1所述的高爐煉鐵系統，其特征在于，來自噴吹裝置的可燃氣體經過加熱后再進入熱風管道或燃燒裝置，加熱方式可以是間接加熱或加純氧或富氧或空氣的直燃加熱。
9.如權利要求1所述的高爐煉鐵系統，其特征在于，所述助燃空氣可以在進入熱風爐前進行預熱，加熱方式可以是間接加熱或加純氧或富氧或空氣的直燃加熱。
【文檔編號】C21B5/00GK103740873SQ201410040360
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月27日 優先權日:2014年1月27日
【發明者】邱建宏 申請人:中冶東方工程技術有限公司