專利名稱：高爐的一種新型內(nèi)型的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種低耗、高效、長壽的高爐內(nèi)型，屬于金屬冶煉領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
據(jù)不完全統(tǒng)計，至2011年初我國現(xiàn)役和正在建設(shè)的1000_2000m3高爐有100余座，約占IOOOm3以上高爐數(shù)的40%。隨著國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策進ー步落實，高爐向大型化發(fā)展速度越來越快。因此，優(yōu)化該等級高爐設(shè)計，使其達到低耗、高效、長壽的目的，對于我國煉鐵事業(yè)具有現(xiàn)實意義。目前國內(nèi)1000-2000m3高爐燃料比大于520kg/t_Fe，高爐利用系數(shù)約2. 3t/(m3 d)以上，爐齡約8年。該類高爐生產(chǎn)的能耗、效率和使用壽命均不理想，其原因除了和原燃料條件、操作制度及爐內(nèi)耐材、冷卻設(shè)施等有關(guān)外，還與高爐內(nèi)型不合理有一定的關(guān)系。經(jīng)調(diào)研分析，普遍存在的高爐內(nèi)型問題主要有(I) “操作內(nèi)型”不合理高爐“合理內(nèi)型”是指能夠在其整個一代爐役中，取得最好的生產(chǎn)指標的內(nèi)型，即指合理的“操作內(nèi)型”。合理的高爐內(nèi)型有利于爐內(nèi)物理化學(xué)過程的進行，特別是有利于爐料的運動和煤氣流的合理分布，對于獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟指標和延長高爐壽命具有重要的意義。高爐“操作內(nèi)型”是在高爐長期操作過程中自然形成的內(nèi)型，它對高爐生產(chǎn)起著主導(dǎo)作用。選擇高爐“設(shè)計內(nèi)型”時需綜合考慮相應(yīng)原燃料條件、操作制度下，高爐內(nèi)襯侵蝕后達到的“操作內(nèi)型”。國內(nèi)該等級高爐多為厚壁爐襯，爐腹、爐腰、爐身下部耐材較厚，需侵蝕到一定程度特別是爐腹部位能形成較穩(wěn)定的渣皮保護層時才可得到“操作內(nèi)型”。但實際生產(chǎn)過程中由于缺乏有效的手段控制爐料及煤氣的運動，爐襯可能會發(fā)生不均勻侵蝕，カロ劇了爐料及煤氣的不均勻運動，無法得到合理的“操作內(nèi)型”。國內(nèi)很多高爐設(shè)計時未掌握高爐投產(chǎn)后爐腰直徑加大、爐腹角、爐身角減小、爐腹升高的規(guī)律，導(dǎo)致“操作內(nèi)型”尺寸(如爐腹角、爐腰直徑、爐身角等)不合理，高爐不順行，各項生產(chǎn)指標較差。( 2 )爐缸尺寸及死鐵層深度不合理爐缸的容積不僅應(yīng)能保證足夠數(shù)量的燃料燃燒，且應(yīng)能容納兩次出鐵間隔時間內(nèi)的鐵和渣，并應(yīng)考慮因故不能放鐵因素和留有足夠安裝風(fēng)ロ所需要的結(jié)構(gòu)尺寸。死鐵層的作用是防止爐底磚襯免遭爐渣、鐵水和煤氣的強烈沖刷侵蝕，使爐底、爐缸均勻穩(wěn)定，延長爐底壽命。國內(nèi)該等級高爐生產(chǎn)過程中常出現(xiàn)出鐵次數(shù)頻繁，爐缸、爐底溫度高，耐材侵蝕嚴重，甚至投產(chǎn)2-3年后就發(fā)生爐缸、爐底燒穿的惡性事件，與爐缸尺寸及死鐵層深度不合理有一定的關(guān)系。(3)Hu/D 不合理Hu/D比值越大，爐料和煤氣經(jīng)過的路徑越長，爐料與煤氣在爐內(nèi)接觸的時間也越長，有利于煤氣的熱能和化學(xué)能的充分利用，有利于降低燃料比，但過大的Hu/D會増加料柱的高度，不利于高爐順行。國內(nèi)該等級高爐或出現(xiàn)燃料比過高的情況，或出現(xiàn)高爐下料不順等情況，都與Hu/D值不合理有一定的關(guān)系。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的問題是提供ー種新型的高爐設(shè)計內(nèi)型，它使高爐實現(xiàn)低耗、高效、長壽。本實用新型高爐的ー種新型內(nèi)型，其特征在于高爐內(nèi)型沿軸向由上至下依次為爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸、死鐵層；高爐有效容積為135(Tl850m3，有效高度Hu為25600"27000mm,爐腰直徑 D 為 10000 10700臟，高徑比 Hu/D 為 2. 40 2. 58mm。
·[0013]爐身角P為82° 83°，爐腹角a為77。 79。，死鐵層深度h0為1800 2200臟。爐缸直徑d為8600 9600臟，爐喉直徑dl為6100 6900臟，爐缸高度hi為3800 4200臟，爐腹高度h2為3200 3400臟，爐腰高度h3為1800 2100臟，爐身高度h4為14500 15200臟，爐喉高度 h5 為 2000 2100_。本實用新型通過降低高徑比Hu/D，増加死鐵層深度h0、爐缸高度hl，得到合理的“操作內(nèi)型”。通過本新型優(yōu)化內(nèi)型后的高爐，結(jié)合相應(yīng)的原料方案和操作制度，可在投產(chǎn)4個月內(nèi)達到穩(wěn)定合理的“操作內(nèi)型”并達產(chǎn)、超產(chǎn)。入爐焦比降低到330kg/t_Fe，燃料比降低到460kg/t_Fe，高爐利用系數(shù)提高到2. 6t/(m3 d)以上，休風(fēng)率低于0. 015%，設(shè)計爐齡達12-15年。因此，本實用新型提供了一種低耗、高效、長壽的高爐內(nèi)型。

圖I是本實用新型的高爐內(nèi)型示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進ー步的描述，并非對其保護范圍的限制本實用新型的高爐內(nèi)型沿軸向由上至下依次為爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸、死鐵層。本實用新型的高爐內(nèi)型當高爐有效容積為135(Tl850m3時，有效高度Hu為25600"27000mm,爐腰直徑 D 為 10000 10700臟，高徑比 Hu/D 為 2. 45 2. 58mm?，F(xiàn)在的1000-2000m3高爐Hu/D比為2. 6，Hu/D值偏大，其優(yōu)點是爐料和煤氣經(jīng)過的路徑越長，爐料與煤氣在爐內(nèi)接觸的時間也越長，有利于煤氣的熱能和化學(xué)能的充分利用，有利于降低燃料比。其缺點是會増加料柱的高度，不利于高爐順行。而本申請中的高徑比Hu/D為2. 4(T2. 58，比現(xiàn)有的該等級高爐的值小，這樣既有利于煤氣的熱能和化學(xué)能的充分利用，有利于降低燃料比，又降低了爐柱的高度，有利于高爐順行。本實用新型的高爐內(nèi)型爐身角P為82° 83°mm，爐腹角a為77° 79°mm，爐缸直徑d為8600 9600臟，死鐵層深度h0為1800 2200臟。爐喉直徑dl為6100 6900臟，爐缸高度hi為3800 4200臟，爐腹高度h2為3200 3400臟，爐腰高度h3為1800 2100臟，爐身高度h4為14500 15200臟，爐喉高度h5為2000 2100臟。爐身角0的大小與爐下降和煤氣流上升過程的分布狀態(tài)關(guān)系極大。爐身角小，爐料對爐墻產(chǎn)生的傾向壓力小，摩擦阻力小，爐料順行，邊緣氣流發(fā)展。但過小的爐身角易造成邊緣氣流過分發(fā)展，高爐上下部調(diào)節(jié)困難，不利于煤氣熱能和化學(xué)能利用，爐襯過熱損壞。爐身角大小還需考慮吸收爐料的橫向膨脹量，保證爐料順行。經(jīng)以上綜合分析、計算并結(jié)合實例比較，確定合適的爐身角@為82° 83°mm。爐腹角a的大小需適應(yīng)爐料融化后體積收縮的特點和調(diào)節(jié)煤氣流分布的需要，需分析爐內(nèi)軟熔帶的分布及風(fēng)ロ燃燒帶的位置。爐腹角過大，可能造成邊緣氣流過分發(fā)展，不利于爐墻形成穩(wěn)定渣皮；爐腹角過小，易造成中心氣流過分發(fā)展而不可抑制，不利于爐料順行。選擇爐腹 角還需綜合考慮高風(fēng)溫、噴吹等強化措施造成的影響。經(jīng)以上綜合分析、計算并結(jié)合實例比較，確定合適的爐身角a為77,9°mm。合適的爐缸尺寸d及死鐵層深度h0可保證高爐爐缸活躍，爐缸環(huán)流弱，中心死料堆透液性好，爐缸側(cè)壁溫度低，爐底中心溫度適當，減輕爐缸、爐底爐襯侵蝕，減少出鐵次數(shù)。經(jīng)以上綜合分析、計算并結(jié)合實例比較，確定合理的爐缸高度hi為380(T4200mm，死鐵層深度h0為1800 2200臟。本實用新型根據(jù)同類型高爐的原燃料和操作條件進行分析比較，確定爐型各部分尺寸之間的比例值，如Hu/D等等，并采用經(jīng)驗公式驗算比較，確定最終爐型尺寸。與此同時，通過減薄爐腹、爐腰的爐襯厚度，減小“設(shè)計內(nèi)型”與“操作內(nèi)型”變化量，以保證得到合理的“操作內(nèi)型”。用銅冷卻壁形成的保護性渣皮抵御爐料和煤氣流對冷卻設(shè)施的損壞，保證“操作內(nèi)型”穩(wěn)定，實現(xiàn)高爐低耗、高效、長壽的目標。下面是ー高爐的內(nèi)型的具體參數(shù)高爐有效容積為1660m3，爐缸直徑d為9200mm，爐腰直徑D為10600mm，爐喉直徑dl為6600mm,死鐵層深度h0為2000mm,爐缸高度hi為4100mm,爐腹高度h2為3300mm,爐腰高度h3為2000mm,爐身高度h4為15000mm,爐喉高度h5為2000mm,有效高度Hu為26400mm,高徑比Hu/D為2. 49mm，爐身角3為82。24’ 19”mm，爐腹角a為78。1’ 26”mm。其中，鐵ロ數(shù)量2個，風(fēng)口數(shù)量22個。該高爐于2011年4月開爐，投產(chǎn)3個月內(nèi)達到穩(wěn)定合理的“操作內(nèi)型”并達產(chǎn)、超產(chǎn)，2011年7月份平均指標如下入爐焦比330kg/t_Fe，燃料比460kg/t_Fe，高爐利用系數(shù)提高到2. 6t/(m3_d)，休風(fēng)率低于0. 012%，爐況穩(wěn)定，出鐵次數(shù)12次/天(屬正常水平)。
權(quán)利要求1.高爐的ー種新型內(nèi)型，其特征在于高爐內(nèi)型沿軸向由上至下依次為爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸、死鐵層；高爐有效容積為135(Tl850m3，有效高度Hu為25600 27000臟，爐腰直徑D為10000 10700臟，高徑比Hu/D為2. 40 2. 58mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高爐內(nèi)型，其特征在干爐身角P為82° 83°，爐腹角a為77。 79。，爐缸直徑d為8600 9600臟，死鐵層深度hO為1800 2200臟。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高爐內(nèi)型,其特征在于爐喉直徑dl為610(T6900mm，爐缸高度hi為3800 4200臟，爐腹高度h2為3200 3400臟，爐腰高度h3為1800 2100臟，爐身高度h4為14500 15200臟，爐喉高度h5為2000 2100臟。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高爐內(nèi)型，其特征在于高爐有效容積為1660m3，爐缸直徑d為9200mm，爐腰直徑D為10600mm，爐喉直徑dl為6600mm，死鐵層深度hO為2000mm，爐缸高度hi為4100mm,爐腹高度h2為3300mm,爐腰高度h3為2000mm,爐身高度h4為15000mm,爐喉高度h5為2000mm，有效高度Hu為26400mm，高徑比Hu/D為2. 49mm,爐身角@為82。24’ 19”，爐腹角 a 為 78。1’ 26”。
專利摘要本實用新型高爐的一種新型內(nèi)型，沿軸向由上至下依次為爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸、死鐵層；高爐有效容積為1350~1850m3，有效高度Hu為25600~27000mm，爐腰直徑D為10000~10700mm，高徑比Hu/D為2.40~2.58mm。爐身角β為82o~83o，爐腹角α為77o~79o，死鐵層深度h0為1800~2200mm。本實用新型通過降低高徑比Hu/D，增加死鐵層深度h0、爐缸高度h1，得到合理的“操作內(nèi)型”。高爐的入爐焦比降低到330kg/t.Fe，燃料比降低到460kg/t.Fe，高爐利用系數(shù)提高到2.6t/(m3.d)以上，休風(fēng)率低于0.015%，設(shè)計爐齡達12-15年。
文檔編號C21B7/02GK202415578SQ20112052484
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者朱興華 申請人:馬鋼設(shè)計研究院有限責(zé)任公司