專利名稱：高爐兩段式噴吹煤粉的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種高爐煉鐵兩段式噴吹煤粉的方法與裝置。
背景技術(shù)：
高爐煉鐵現(xiàn)在和未來將一直是鋼鐵冶煉中生產(chǎn)鐵水的主體工藝，具有無法比擬的生產(chǎn)優(yōu) 勢。且利用高爐風(fēng)口為噴吹口，向高爐內(nèi)噴吹煤粉的工藝已經(jīng)實施了多年，煤粉代替一部分 焦炭，取得了積極地冶煉效果。
2003年，出現(xiàn)了 "高爐煉鐵兩段式噴吹煤粉工藝方法"的專利技術(shù)(專利號ZL 00123294.0)可以將煤粉噴吹到高爐軟熔帶上部、爐腰或爐身下部部位，以此減輕風(fēng)口前及 滴落帶內(nèi)的局部過量積粉，降低高爐料柱全壓差，有利于提高煤粉噴吹量和強化高爐冶煉， 同時該工藝還可以有效保護焦炭強度，改善高爐煉鐵的各項技術(shù)指標。但是，在實施兩段式 噴吹時，如果操作參數(shù)選擇不當，容易出現(xiàn)噴槍堵塞、煤粉分布不均等問題，使得這種發(fā)明 創(chuàng)造達不到應(yīng)有的效果。 發(fā)明目的
本項發(fā)明的目的是要在高爐兩段式噴吹煤粉的專利技術(shù)基礎(chǔ)之上，為了避免出現(xiàn)堵槍和 確保噴入煤粉在爐內(nèi)充分被利用，要求進一步改善噴吹的方法與裝置，使得兩段式噴吹煤粉 技術(shù)得到有效利用，并在全國乃至世界范圍內(nèi)得到迅速的推廣應(yīng)用。 發(fā)明原理
從第二段噴槍噴入的煤粉進入到高爐內(nèi)部以后，煤粉在載氣的作用下能夠較為均勻的分 散到噴吹部位的周圍，和爐內(nèi)煤氣中二氧化碳接觸之后會先于焦炭快速氣化反應(yīng)，生成一氧 化碳，由于煤粉的氣化反應(yīng)消耗了二氧化碳，從而最大限度的保護了焦炭，使之仍然保持著 足夠的強度，同時煤粉的均勻分布可明顯改善高爐料柱的透氣性，使高爐得以進一歩高產(chǎn)順 行。
基于以上原理，理想的噴吹工藝必須保證利用第二段煤粉噴吹設(shè)備噴入到高爐中的粉煤
流量要穩(wěn)定，煤粉和載體空氣形成的氣固兩相流的濃度和流量要相對穩(wěn)定。明確說來就是
1. 為第二段噴吹煤粉所設(shè)立的專用設(shè)備或裝置必須充分滿足穩(wěn)定噴吹工藝的要求；
2. 操作上要保證第二段噴槍中煤粉的適宜噴吹量，以及在各噴槍中的均勻分布；
3. 進行適當?shù)囟窝a氣以此保證氣固兩相流的適宜固氣比，確保一定的噴吹壓力。

發(fā)明內(nèi)容
本項發(fā)明是將高爐煉鐵兩段式噴吹煤粉工藝進一步細化，確立專用裝置，在此基礎(chǔ)上， 實施適宜的工藝參數(shù)，使之獲得更加滿意的噴吹效果。該項發(fā)明在以往的兩段式噴吹煤粉工g基礎(chǔ)上，采用專門的噴吹裝置，該種裝置不僅包 括管道、噴槍，而且包括專用的分配器，惰性氣體專用管道和多個控制閥門、流量計、控制 表等。具體結(jié)構(gòu)如附圖l所示，詳見以后的


。
本項發(fā)明創(chuàng)造所完成的兩段式噴吹煤粉的第二段噴吹工藝包括以下的具體操作方法。
1. 接通氮氣輸送管道10的氮氣，依次打開煤粉輸送管道1和氮氣輸送管道10上除切斷 閥2以外的所有閥門至最大幵啟程度，對所有管路進行吹掃，時間持續(xù)在30分鐘以內(nèi)，以此 確保煤粉輸送管道1的全面疏通，然后關(guān)閉所有閥門；
2. 打開調(diào)節(jié)閥4并控制其開啟到一定程度，再開切斷閥2和噴吹閥6，保證煤粉能夠均 勻的分配到煤粉噴槍9所在的煤粉輸送管道1各個支路上，其中自切斷閥2到噴吹閥6的煤 粉為濃相輸送，其固氣比為50 75kgZkg;
3. 根據(jù)單支槍噴吹流量計7的顯示值，調(diào)節(jié)一次補氣閥12，控制第二段單支煤粉噴槍9 噴吹量為3 5kg/tHM，固氣比《20kg/kg，且第二段單支煤粉噴槍9出口處的噴吹壓力P 風(fēng)+50kPa P風(fēng)+150kPa，其中P風(fēng)為高爐熱風(fēng)壓力。
4. 通過風(fēng)口進行的煤粉第段噴吹如停噴時，爐身的第二段煤粉噴吹隨之停噴；
5. 高爐休風(fēng)時要關(guān)閉噴吹裝置中的所有閥門，復(fù)風(fēng)后再按上述操作l一3條所說步驟全 面恢復(fù)。
上述力法中，二次補氣十分重要。 一般而言，高爐生產(chǎn)過程中熱風(fēng)從風(fēng)口進入爐內(nèi)，產(chǎn) 生回旋區(qū)，使得從風(fēng)口噴入的煤粉能夠順利地進入爐內(nèi)。但在第二段噴槍位置，如果仍采用 風(fēng)口方式進行噴煤，由于不存在回旋區(qū)，噴入的煤粉將會堆積在煤槍出口，導(dǎo)致噴煤管道堵 塞。因此，第二段單支煤粉噴槍9出口處的噴吹壓力(P .s)應(yīng)大于高爐熱風(fēng)壓力(P )50kPa 150kPa，即P ,,= P風(fēng)+50kPa P風(fēng)+150kPa，而這種煤粉噴槍9出口處壓力的維持必須通過調(diào) 節(jié)二次補氣閥12進行二次補氣來保證。通常分配器5總管壓力為0.5 0.65MPa， 二次補氣氣 源選擇高壓氮氣，其壓力約1.5MPa。

附圖1為本項發(fā)明所使用的高爐第二段噴吹煤粉所用裝置的示意圖。如圖1所示，該裝 置共有煤粉輸送管道l、切斷閥2、第二段噴吹總流量計3、調(diào)節(jié)閥4、分配器5、噴吹閥6、 單支煤粉噴槍噴吹流量計7、噴吹壓力表8、煤粉噴槍9、氮氣輸送管道io、氮氣吹掃閥n、 二次補氣閥12組成。其中，切斷閥2、第二段噴吹總流量計3、調(diào)節(jié)閥4、分配器5通過煤 粉輸送管道1依次串聯(lián)起來，分配器5通過煤粉輸送管道1同各煤粉噴槍9相接，自分配器 5引出的每一連接噴槍煤粉輸送管道1上都依次安裝有噴吹閥6、單支煤粉噴槍噴吹流量計7、 噴吹壓力表8和煤粉噴槍9，氮氣輸送管道10并聯(lián)著兩條氮氣吹掃和一條二次補氣共三條支
4路，其中兩條氮氣吹掃支路中的一條吹掃支路通過氮氣吹掃閥11在切斷閥2和第二段噴吹總 流量計3之間同煤粉輸送管道1相通，另一條氮氣吹掃支路上并連著和煤粉噴槍9數(shù)量相等 的多個單個吹掃支路，每一單個吹掃支路又通過各自的氮氣吹掃閥11在煤粉輸送管道1各噴 槍支路的噴吹閥6和單支煤粉噴槍噴吹流量計7之間與之相通，二次補氣支路通過二次補氣 閥12同樣在煤粉輸送管道1的噴吹閥6和單支煤粉噴槍噴吹流量計7之間與之相通，系統(tǒng)的 單支噴槍及其管路共有4 6支，其中2000m3以下高爐可設(shè)置四支第二段噴槍，2000m3以上 高爐可設(shè)置六支第二段噴槍。
上述裝置即可保證高爐兩段式噴吹操作工藝的順利進行。 發(fā)明效果
兩段式噴吹煤粉工藝對高爐操作指標有著積極的影響，獲得了應(yīng)有的效果，主要表現(xiàn)在
1. 風(fēng)口焦炭取樣結(jié)果表明第二段煤粉噴槍所在位置垂直向下線上所在風(fēng)口的焦炭粒度 大于其上方垂直線上無第二段噴槍下的焦炭，而且噴槍所在位置垂直向下線上所在風(fēng)口取出
的焦炭轉(zhuǎn)鼓強度要高于無第二段噴槍焦炭約2%;
2. 采用兩段式噴煤工藝時的重力除塵器爐灰中未燃煤粉含量與不采用該工藝時基本一 致，表明第二段噴槍噴入高爐的煤粉得到了充分地利用；
3. 采用兩段式噴吹后，煤比增加，焦比降低，從而降低了生產(chǎn)成本。
4. 采用兩段式噴吹，在保證料柱壓差不變的前提下，鼓風(fēng)量增加，產(chǎn)量也隨之提高，同 時鐵水含[Si]量、爐渣成分基本穩(wěn)定，鐵水合格率沒有降低。
實施例
某鋼鐵廠高爐的容積為1800m3，在實施兩段式噴吹初期，由于噴吹設(shè)備不夠合理，而且 相關(guān)參數(shù)控制不當，堵槍事故頻發(fā)(有時達8次/日)，沒有收到應(yīng)有的效果。采用本項發(fā)明 技術(shù)，其噴吹設(shè)備和附圖1所示的裝置相一致，共有四支噴槍，在高爐爐身下部、軟熔帶上 方沿爐身截面對稱分布在同一圓周上。并妥善控制了第二段噴吹系統(tǒng)的操作參數(shù)，其中
1. 單槍噴吹量350 650kg/h，平均402kg/h;
2. 通過二次補氣控制固氣比《20kg/kg;
3. 控制噴吹壓力P風(fēng)+50kPa ~ P風(fēng)+150kPa，平均壓力為P風(fēng)+110kPa。 整個操作連續(xù)噴吹40天，未發(fā)生一次堵槍事故，高爐平均煤比增加11.35 kg/tHM,焦比
降低9.87 kg/tHM， 二段式噴吹獲得了較好的冶金效果。
權(quán)利要求
1.一種高爐煉鐵兩段式噴吹煤粉的方法，方法中采用的第二段噴吹裝置包括煤粉輸送管道1、煤粉噴槍9，其特征在于噴吹裝置中還包括切斷閥2，第二段噴吹總流量計3，調(diào)節(jié)閥4，分配器5，噴吹閥6，單支煤粉噴槍噴吹流量計7，噴吹壓力表8，氮氣輸送管道10，氮氣吹掃閥11，二次補氣閥12組成，其中，切斷閥2、第二段噴吹總流量計3、調(diào)節(jié)閥4、分配器5通過煤粉輸送管道1依次串聯(lián)起來，分配器5通過煤粉輸送管道1同各煤粉噴槍9相接，自分配器5引出的每一連接噴槍煤粉輸送管道1上都依次安裝有噴吹閥6、單支煤粉噴槍噴吹流量計7、噴吹壓力表8和煤粉噴槍9，氮氣輸送管道10并聯(lián)著兩條氮氣吹掃和一條二次補氣共三條支路，其中兩條氮氣吹掃支路中的一條吹掃支路通過氮氣吹掃閥11在切斷閥2和第二段噴吹總流量計3之間同煤粉輸送管道1相通，另一條氮氣吹掃支路上并連著和煤粉噴槍9數(shù)量相等的多個單個吹掃支路，每一單個吹掃支路又通過各自的氮氣吹掃閥11在煤粉輸送管道1各噴槍支路的噴吹閥6和單支煤粉噴槍噴吹流量計7之間與之相通，二次補氣支路通過二次補氣閥12同樣在煤粉輸送管道1的噴吹閥6和單支煤粉噴槍噴吹流量計7之間與之相通，利用前述的這種裝置噴吹煤粉時，首先接通氮氣輸送管道10的氮氣，依次打開煤粉輸送管道1和氮氣輸送管道10上除切斷閥2以外的所有閥門至最大開啟程度，對所有管路進行吹掃，煤粉輸送管道1全面疏通后關(guān)閉所有閥門，然后打開調(diào)節(jié)閥4并控制其開啟到一定程度，再開切斷閥2和噴吹閥6，再根據(jù)單支槍噴吹流量計7的顯示值，調(diào)節(jié)二次補氣閥12，控制第二段單支煤粉噴槍9噴吹量為3～5kg/tHM，固氣比≤20kg/kg，且第二段單支煤粉噴槍9出口處的噴吹壓力P噴＝P風(fēng)+50kPa～P風(fēng)+150kPa。
2. —種高爐煉鐵兩段式噴吹煤粉所用的第二段噴吹裝置，該裝置包括煤粉輸送管道l，煤粉噴槍9， 其特征在于噴吹裝置中還包括切斷閥2，第—段噴吹總流呈計3，調(diào)節(jié)閥4，分配器5，噴吹閥6，單支煤 粉噴槍噴吹流量計7，噴吹壓力表8，氮氣輸送管道IO,氮氣吹掃閥ll， 二次補氣閥12組成，其中，切 斷閥2、第二段噴吹總流量計3、調(diào)節(jié)閥4、分配器5通過煤粉輸送管道1依次串聯(lián)起來，分配器5通過煤 粉輸送管道1同各煤粉噴槍9相接，自分配器5引出的每一連接噴槍煤粉輸送管道1上都依次安裝有噴吹 閥6、單支煤粉噴槍噴吹流量計7、噴吹壓力表8、煤粉噴槍9，氮氣輸送管道、0并聯(lián)著兩條氮氣吹掃和 一條二次補氣共二條支路，其中兩條氮氣吹掃支路中的一條吹掃支路通過氮氣吹掃閥11在切斷閥2和第 二段噴吹總流量計3之間同煤粉輸送管道1相通，另一條氮氣吹掃支路上并連著和煤粉噴槍9數(shù)呈相等的 多個單個吹掃支路，每一單個吹掃支路又通過各自的氮氣吹掃閥11在煤粉輸送管道1各噴槍支路的噴吹 閥6和單支煤粉噴槍噴吹流量計7之間與之相通，二次補氣支路通過二次補氣閥12同樣在煤粉輸送管道1 的噴吹閥6和單支煤粉噴槍噴吹流量計7之間與之相通。
全文摘要
一種高爐煉鐵兩段式噴吹煤粉的方法及裝置，其特征在于利用所發(fā)明的帶有專用的分配器、惰性氣體專用管道和多個控制閥門、流量計、控制表等在內(nèi)的兩段式噴吹裝置，實施固定的操作程序并控制部分工藝參數(shù)從而實現(xiàn)了高爐的兩段式噴吹，經(jīng)40天實際生產(chǎn)驗證使用此方法與裝置可有效避免噴槍堵塞事故的發(fā)生，高爐平均煤比增加11.35kg/tHM，焦比降低9.87kg/tHM。
文檔編號C21B5/00GK101492748SQ200910010470
公開日2009年7月29日 申請日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者丁智敏, 劉代德, 鑫 姜, 張正好, 楊文光, 沈峰滿 申請人:東北大學(xué)