3000m3以上大型高炉开炉装配料方法

摘要

本发明涉及一种3000m3以上大型高炉开炉装配料方法，解决了大型高炉开炉成本高、耗费枕木量大等问题。包括将高炉由下至上分三部共10段装入配料，由炉底死铁层至炉缸风口中心线下的300mm高度为下部配料区，由炉缸风口中心线下的300mm至炉腰为中部配料区，炉身及炉喉装料部位为上部配料区，下部配料区由下至上包括1-3段：第1段为死铁层底部，装入焦炭+蛇纹石；第2段为死铁层中部到炉缸风口中心线下600mm的高度区间，装入杂木；第3段为风口中心线下600mm-300mm的高度区间，装入紧密排列的枕木。本发明方法既能保证顺利开炉，枕木装入量少，透气性好、降低开炉成本，适用于3000m3以上大型高炉开炉。

说明书

技术领域

本发明涉及一种高炉开炉装配料的方法，具体的说是一种3000m³以上大型高炉开炉装配料方法。

背景技术

近年来，随着环保以及现代化的要求，高炉炼铁逐步由以往的小 型高炉逐步过渡到3000m³以上的大型高炉。由于大中型高炉开炉相对 复杂，涉及面广，国内绝大部分企业开炉技术都是对外承包。目前国 内大型高炉高炉开炉基本上是由宝钢、鞍钢及武钢提供的技术，为了 全面掌握高炉炼铁技术，开炉技术费用高达1000多万元。

高炉开炉料具有特殊性，各地装配料方式不同，通常都分成三部 分装入，传统的高炉开炉，有全焦开炉(即下部配料区的炉缸及死铁 层填充全部焦炭)，或者是半焦开炉(即下部配料区的炉缸及死铁层 填充全枕木)。但大型3000m³以上的高炉，由于其开炉的复杂性，大 都在下部配料区的死铁层中部及以上区域全部用枕木填充开炉， 3000m³以上的大型高炉开炉枕木具有十分重要的作用：①枕木燃烧性 能好，易点燃，有利于大型高炉顺利点火；②枕木燃烧后腾出的空间 较大，有利于炉料下降。下降的炉料不断松散料柱，改善料柱的透气 性，保证开炉期间的稳定顺行。③枕木与枕木之间孔隙度较大，透气 性较好。然而枕木成本很高，破坏生态，大型高炉开炉一次消耗的枕 木量在500m³以上，竖起一座高炉必将毁坏一片森林，同时枕木相对 昂贵，也使得开炉成本昂贵。因此为了促进环保与降低成本，本领域 技术人人员希望在高炉开炉装配料时能尽可能的减少枕木填充量。另 外，在炉身中部到炉喉，以往装料分段没有细化，各段焦比分配不够 合理，不利于高炉开炉热量的正确发挥。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种既能保证顺利 开炉，枕木装入量少，透气性好、降低开炉成本的3000m³以上大型高 炉开炉装配料方法。

方法包括将高炉由下至上分三部共10段装入配料，由炉底死铁 层部至炉缸风口中心线下的300mm高度为下部配料区，由炉缸风口中 心线下的300mm至炉腰为中部配料区，炉身及炉喉装料部位为上部配 料区，其中，

下部配料区由下至上包括1-3段：

第1段为死铁层底部，装入焦炭+蛇纹石；

第2段为死铁层中部到炉缸风口中心线下600mm的高度区间，装

入杂木；

第3段为风口中心线下600mm-300mm的高度区间，装入紧密排列 的枕木。

第1段中，按照有效容积每100m³炉容装入2吨焦炭和1吨蛇纹石 至死铁层底部所述焦炭与蛇纹石混匀填充。

所述中部配料区由下至上包括第4段和第5段：

第4段：炉缸风口中心线下300mm到炉腹上沿的高度区间，装入 焦炭；

第5段：炉腹上沿至炉腰的高度区间，装入焦炭+熔剂。

所述上部配料区根据容积等分成5段，由下至上分别为第6、7、 8、9、10段：

第6段：装入焦炭+熔剂+锰矿；

第7段：装入焦炭+熔剂+含铁正常料，此段装料满足焦比5-6t/t； (焦比的定义为：生产每吨铁所需消耗的焦炭的量，第一个t是指焦 炭，第二个t是指铁量)

第8段：装入焦炭+熔剂+含铁正常料，此段装料满足焦比 2-3t/t；

第9段：装入焦炭+熔剂+含铁正常料，此段装料满足焦比 1.2-1.3t/t；

第10段：全部装入含铁正常料，此段装料满足焦比 0.85-0.9t/t。

第6段中，所述锰矿加入量为：按照高炉有效容积每100m³装入 1吨锰矿。

所述炉内加入熔剂的总量应满足高炉造渣制度的要求，所述熔剂 根据对应混有熔剂的段数平均分配后混入各段。

所述高炉造渣制度的要求为：炉渣碱度1.0-1.1，炉渣中Al₂O₃含 量≤15wt％；MgO含量≥10.5wt％。

本发明中，所述含铁正常料是指高炉铁矿石如：烧结矿、球团矿、 以及其它主要化学成分是铁元素的矿石；所述熔剂为现有高炉开炉的 常用熔剂，如石灰石、白云石、蛇纹石、萤石等。所述杂木是指一般 的木材，其形状及其规则不限。这些木材生长周期短，采用杂木部分 替代枕木可以大幅降低开炉成本。

本发明中，发明人对三部分配料区的装配料进行改进，首先，在 下部配料区中的第一段填装焦炭及蛇纹石，可以起到改善炉渣化学成 分，优化炉渣物理性能的作用。第二段到第三段采用大量的杂木代替 传统的全枕木，可以节约枕木用量80％以上。第3段为风口中心线下 600mm-300mm的高度区间，装入紧密排列的枕木。其高度只用300mm. 但同样可以防止4段以上装入的炉料混入下部引火木料的效果。在炉 身到炉顶6-10装料，确定详细的分段范围，焦比逐步降低，使高炉 配料逐步正常化。高炉内的温度场及压力场、浓度场逐步过渡到正常 水平。在6段装入锰矿可以改善铁水的流动性，使高炉开炉顺利。

有益效果：

1.在下部配料区以杂木替代木部分枕木，避免大量枕木的使用带 来的环保问题，降低开炉成本、配合在第三段铺设的枕木，杂木替代 枕木，燃烧效果可以保证。而第三装入300-500厚度的枕木，可以防 止4段以上的炉料混入木材层。

2.将上部配料区均分成5段，使每段装入配料的焦比由下至上 逐渐降低，这样可以使高炉配料逐步正常化。高炉内的温度场及压力 场、浓度场逐步过渡到正常水平。

3.通过对高炉三部十段配料的设置，减少枕木的使用量、降低开 炉成本、保证顺利开炉的同时，还具有炉渣化学成分合理，物理性能 优越的优点，本发明适用于3000m³以上大型高炉开炉。

4.在6段装入锰矿可以改善铁水的流动性，使高炉开炉顺利。

附图说明

图1为本发明高炉开炉分段装配料示意图。

其中，a-下部配料区、b-中部配料区、c-上部配料区、d-死铁层、 h-炉缸风口中心线、m-炉腹、n-炉腰、o-炉身、p-炉喉。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步解释说明：

参见图1，以3000m³以上的大型高炉为例，在开炉装配料将高炉 分成三部分共10段(第1-10段在图中以1-10的标号示出)，由炉底 死铁层d至炉缸风口中心线h下的300mm高度为下部配料区a，由炉 缸风口中心线h下的300mm至炉腰n为中部配料区b，炉身o及炉喉 p装料部位为上部配料区c,上部配料区a由下至上包括第1段1-第3 段3，中部配料区由下至上包括第4段4和第5段5，下部配料区由 下至上包括第6段6、第7段7、第8段8、第9段9和第10段10。

高炉开炉的具体装配料如下：

第1段1为死铁层d底部，装入焦炭和蛇纹石，按照有效容积 每100m³炉容装入2吨焦炭和1吨蛇纹石至死铁层底部，焦炭与蛇纹 石混匀装入。

第2段2为死铁层d中部到炉缸风口中心线h下500-700mm的 高度区间，装入杂木；

第3段3为炉缸风口中心线h下的600-300mm共300mm的高度区 间，装入2层150mm高的枕木，并紧密排列。

第4段4为炉缸风口中心线h下300mm到炉腹m上沿的高度区间， 装入焦炭。

第5段：全部的炉腰n的容积，装入焦炭和熔剂。

第6段6到第10段10：将炉身o及炉喉p装料部位的容积等分 5份(距离炉顶部留出1000mm的高度空间不装入炉料)，自下而上分 别为6、7、8、9、10段。

第6段6：装入焦炭、熔剂和锰矿，所述锰矿量按照高炉有效熔 剂每100m³，1吨装入。

第7段7：装入焦炭、熔剂和含铁正常料，此段装料满足焦比 5-6t/t。

第8段8：装入焦炭、熔剂和含铁正常料，此段装料满足焦比 2-3t/t。

第9段9：装入焦炭、熔剂和含铁正常料，此段装料满足焦比 1.2-1.3t/t。

第10段10：全部装入含铁正常料，此段装料满足焦比 0.85-0.9t/t。

所述熔剂选用现有常用的熔剂，例如包括含CaO、MgO的石灰 石、白云石以及含SiO₂的硅石所购成的熔剂，其用量满足高炉造渣制 度的要求，即：炉渣碱度1.0-1.1。炉渣中Al₂O₃浓度≤15wt％；炉渣 中MgO≥10.5wt％。本实施例中共用6段中装入了熔剂，因此，根据 高炉造渣制度的要求计算出熔剂量后均分成6份，分别对应装入相应 的配料段中。

比较例：

2009年湖南涟钢7号高炉(有效容积3200m³)开炉，装料方法 如下：

第1段1为死铁层d底部，装入水渣80吨。

第2段2为死铁层d中部到炉缸风口中心线h下300mm的高度 区间，装入枕木；共装入枕木411m³.

第3段4为炉缸风口中心线h下300mm到炉腹m上沿的高度区间， 装入焦炭。

第4段：全部的炉腰n的容积，装入焦炭和熔剂。熔剂用量以保 证炉渣成分为原则。

第5段到第8段：将炉身o及炉喉p装料部位的容积等分4份(距 离炉顶部留出1000mm的高度空间不装入炉料)，自下而上分别为5、 6、7、8段。

第5段：装入焦炭、熔剂和含铁正常料，此段装料满足焦比 6.2t/t。

第6段6：装入焦炭、熔剂和含铁正常料，此段装料满足焦比 3.2t/t。

第7段7：装入焦炭、熔剂和含铁正常料，此段装料满足焦比 1.4t/t。

第8段8：全部装入含铁正常料，此段装料满足焦比0.85t/t。

所述熔剂选用现有常用的熔剂，例如包括含CaO、MgO的石灰 石、白云石以及含SiO₂的硅石所购成的熔剂，其用量满足高炉造渣制 度的要求，即：炉渣碱度1.0-1.1。炉渣中Al₂O₃浓度≤15wt％；炉渣 中MgO≥10.5wt％。本实施例中共用6段中装入了熔剂，因此，根据 高炉造渣制度的要求计算出熔剂量后均分成6份，分别对应装入相应 的配料段中。

对比结果：

2012年武钢7号高炉(有效容积3200m³)开炉按照本发明实施 例的方法装料，与比较例相比，具有以下特点：

两种开炉装料的不同之处：

第一：第1段1为死铁层d底部：比较例装料装入水渣80吨。本 发明装入焦炭和蛇纹石，共装入焦炭64吨，蛇纹石32吨。使用焦炭 及蛇纹石替代水渣，可以优化炉渣的化学成分，改善炉渣的流动性。

第二：比较例第二段全部装入枕木共消耗枕木410m³.消耗规格 2500×200×145mm枕木共5600根。本发明方法仅使用枕木42m³.消 耗规格2500×200×145mm枕木共580根，其余部分采用杂木代替。 减少枕木用量89.6％。节约成本近100万元，同时保护了树木，改善 了环境。

采用杂木代替枕木，其燃烧作用不受到影响。同时在杂木上端秘 排两层枕木，可以有效防止上部装入的炉料渗透到杂木层，保证开炉 点火后杂木燃烧后腾出大量空间。

第三：比较例炉身到炉喉按4段装料，本改进为5段等容积装料。 增加一段特别装入锰矿，锰矿量按照高炉有效熔剂每100m³，1吨装 入。锰矿的装入可以增加铁水的含锰量，改善铁水的流动性，保证开 炉第一炉铁水顺利排出。由于对例中不加入锰矿，开炉第一炉铁水生 铁含硅量相对较高(2.5-5wt％)，生铁含Mn较低≤0.2wt％，铁水的 流动性很差，将给高炉生产带来巨大的困难：①铁水不能按时排出， 导致憋在高炉炉缸内，烧坏风口及其它冷却设备；②铁水流出后粘接 在渣铁沟壁甚至糊死渣铁沟；③人工劳动强度剧增；④破坏高炉内正 常的冶炼。在开炉第一炉铁水生铁含硅量相对较高(2.5-5wt％)，如 果使得生铁含Mn提高到0.8wt％以上，便可以改善铁水流动性，从 而使铁水按时按量排出。