專利名稱：全氧高爐加濕鼓風裝置及工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于高爐煉鐵技術領域，尤其涉及一種全氧高爐加濕鼓風裝置及工藝。
背景技術：
目前，以焦炭為主要原料的傳統(tǒng)高爐煉鐵技術在生產(chǎn)效率、能量利用等方面已經(jīng)得到了較大的發(fā)展。世界生鐵產(chǎn)量的90%以上由傳統(tǒng)高爐煉鐵工藝生產(chǎn)，傳統(tǒng)高爐煉鐵工藝通過熱風爐向高爐鼓入溫度在1000-1300°C的熱風，鼓風富氧率在10%以下，熱風與風口回旋區(qū)內的焦炭和噴吹的煤粉燃燒，產(chǎn)生煤氣向上運動，與下行的礦石進行復雜的熱量交換和還原反應，得到生鐵。焦比通常為300-400Kg/tHM，噴煤比約100-200Kg/tHM。但在全球焦煤資源匱乏和環(huán)境惡化等壓力下，需要開發(fā)以煤為主要能源的新的煉鐵工藝。以粉煤和純氧為主要原料氧氣鼓風高爐煉鐵技術是最具規(guī)模化生產(chǎn)和應用的煤氧煉鐵新工藝之一。氧氣高爐是一種采用超高富氧鼓風(富氧率>40%)或全氧鼓風的一種冶煉方式。高爐全氧鼓風操作具有高生產(chǎn)率，高噴煤率，低焦比，爐頂煤氣不含氮氣等優(yōu)點。然而氧氣高 爐由于采用全氧鼓風，風口理論燃燒溫度高達約3000°C，而普通高爐風口理論燃燒溫度約2100-24000C，因此在常規(guī)的生產(chǎn)操作方式下，氧氣高爐風口的氧煤槍很容易被燒壞。另外風口理論燃燒溫度升高，還影響高爐爐料順行。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術提出一種有效解決氧氣高爐風口理論燃燒溫度高，氧煤槍和風口易燒壞的問題，同時有利于提高爐內還原反應，有益于高爐順行的全氧高爐加濕鼓風裝置及工藝。本發(fā)明為解決上述技術問題所采取的技術方案為
全氧高爐加濕鼓風工藝，其特征在于，向高爐風口中鼓入氧氣和蒸汽的混合物，所述鼓入氧氣的溫度為100-700°C，所述混合物的濕度為5%-20%。上述方案中，所述鼓入氧氣的純度不小于80%。上述方案中，所述鼓入的氧氣量250-350Nm3/tHM。全氧高爐加濕鼓風裝置，其特征在于，它包括供氧裝置、換熱裝置、及蒸汽包，所述換熱裝置用于將除塵后的高爐煤氣的余熱提供給所述供氧裝置輸出的氧氣進行加熱，所述換熱裝置輸出的加熱后的氧氣與蒸汽包輸出的蒸汽混合后鼓入高爐風口。本發(fā)明的原理是高爐全氧加濕鼓風，鼓風帶入高爐的濕分(水蒸汽)在風口前的燃燒帶內與碳發(fā)生分解反應=H2O + C = CO + H2,生成還原性氣體H2和CO。水蒸氣的分解反應為大量吸熱的反應(10800kJ/m3H20或13400kJ/kgH20)，吸收了風口區(qū)大量的熱，降低了全氧鼓風高爐風口理論燃燒溫度，鼓風中每1%濕分降低風口理論燃燒溫度45°C左右，因此通過調整全氧鼓風濕度，達到調節(jié)風口理論燃燒溫度的目的，有效防止氧煤槍和風口燒壞。此外由于水蒸氣的分解反應消耗了部分碳，因此減少了風口前燃燒Ikg碳所需要的氧氣量，有利于降低鼓風量。水蒸氣分解反應生成的還原性氣體，增加了爐缸內CCHH2的濃度，使煤氣的還原能力增大，還原速度加快，間接還原得到發(fā)展，有利于進一步降低燃料比。本發(fā)明的有益效果是高爐采用全氧加濕鼓風，焦比降低到200Kg/tHM左右，噴煤量提高到250Kg/tHM以上，成為高爐冶煉的主要能源，改變了傳統(tǒng)高爐煉鐵的能源結構；采用全氧燃燒技術，高爐爐頂煤氣無N2,爐頂煤氣品質好，熱值為傳統(tǒng)高爐的兩倍；采用全氧加濕鼓風，利于調整全氧鼓風高爐風口理論燃燒溫度，有效防止氧煤槍和風口燒壞，有利于高爐順行；加濕鼓風后，鼓風中的水蒸氣發(fā)生分解反應，生成還原性氣體，有益于提高爐內還原反應。


圖I為本發(fā)明實施例五提供的全氧高爐加濕鼓風裝置的結構示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的限制。實施例I
本實施例采用IOOOm3高爐，以球團礦和燒結礦作為原料。生產(chǎn)技術指標為焦比250Kg/tHM ;煤比330Kg/tHM ;爐頂煤氣量850Nm3/tHM，選用風口和氧煤槍的耐熱溫度為2250。。。本實施例提供一種全氧高爐加濕鼓風工藝，該工藝采用如下步驟
1)將燒結礦、球團礦和焦炭分批次從爐頂加入高爐；
2)向高爐中鼓入氧氣和蒸汽的混合物，鼓入氧氣的溫度為100°C，氧氣的體積純度為95%，鼓入的氧氣量為320Nm3/tHM，混合物的濕度為18% ；
3)向爐內噴入煤粉?；旌衔锏臐穸戎饕鶕?jù)氧氣溫度、高爐風口區(qū)理論燃燒溫度和風口、氧煤槍的耐熱溫度來進行調節(jié)，控制風口區(qū)理論燃燒溫度在風口、氧煤槍的耐受溫度以內。在本實施例中，氧氣是通過與除塵后的高溫爐頂煤氣換熱的方式加熱到100°C。采用了本實施例的工藝后，風口理論燃燒溫度2190°C左右，處于風口和氧煤槍耐熱溫度范圍內，且明顯大大低于常規(guī)的全氧鼓風工藝。實施例2
本實施例采用3000m3高爐，以球團礦和燒結礦作為原料。生產(chǎn)技術指標為焦比240Kg/tHM ;煤比350Kg/tHM ;爐頂煤氣量840Nm3/tHM，選用風口和氧煤槍的耐熱溫度為2400。。。本實施例提供一種全氧高爐加濕鼓風工藝，該工藝采用如下步驟
1)將燒結礦、球團礦和焦炭分批次從爐頂加入高爐；
2)向高爐中鼓入氧氣和蒸汽的混合物，鼓入氧氣的溫度為130°C，氧氣的體積純度為90%，鼓入的氧氣量為300Nm3/tHM，混合物的濕度為15% ；
3)向爐內噴入煤粉。采用了本實施例的工藝后，風口理論燃燒溫度2325°C左右，處于風口和氧煤槍耐熱溫度范圍內，且明顯大大低于常規(guī)的全氧鼓風工藝。
實施例3
本實施例采用5000m3高爐，以球團礦和燒結礦作為原料。生產(chǎn)技術指標為焦比190Kg/tHM ;煤比370Kg/tHM ;爐頂煤氣量820Nm3/tHM，選用風口和氧煤槍的耐熱溫度為2450 °C。本實施例提供一種全氧高爐加濕鼓風工藝，該工藝采用如下步驟
1)將燒結礦、球團礦和焦炭分批次從爐頂加入高爐；
2)向高爐中鼓入氧氣和蒸汽的混合物，鼓入氧氣的溫度為650°C，氧氣的體積純度為80%，鼓入的氧氣量為290Nm3/tHM，混合物的濕度為13% ；
3)向爐內噴入煤粉。
采用了本實施例的工藝后，風口理論燃燒溫度2415°C左右，處于風口和氧煤槍耐熱溫度范圍內，且明顯大大低于常規(guī)的全氧鼓風工藝。實施例4
本實施例采用2500m3高爐，以球團礦和燒結礦作為原料。生產(chǎn)技術指標為焦比260Kg/tHM ;煤比320Kg/tHM ;爐頂煤氣量830NmVtHM，選用風口和氧煤槍的耐熱溫度為2800。。。本實施例提供一種全氧高爐加濕鼓風工藝，該工藝采用如下步驟
1)將燒結礦、球團礦和焦炭分批次從爐頂加入高爐；
2)向高爐中鼓入氧氣和蒸汽的混合物，鼓入氧氣的溫度為700°C，氧氣的體積純度為80%，鼓入的氧氣量為320Nm3/tHM，混合物的濕度為5% ；
3)向爐內噴入煤粉。采用了本實施例的工藝后，風口理論燃燒溫度2775°C左右，處于風口和氧煤槍耐熱溫度范圍內，且低于常規(guī)的全氧鼓風工藝。實施例5
如圖I所示，本實施例提供一種全氧高爐加濕鼓風裝置，它包括供氧裝置6、換熱裝置4、及蒸汽包5。換熱裝置4用于使供氧裝置6輸出的氧氣與高爐I的爐頂輸出的經(jīng)除塵裝置2除塵后的爐頂煤氣換熱從而對氧氣進行加熱。換熱裝置4輸出的加熱后的氧氣與蒸汽包5輸出的蒸汽混合后鼓入高爐風口，然后通過噴煤裝置3向爐內I噴入煤粉。需要說明的是，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.全氧高爐加濕鼓風工藝，其特征在于，向高爐風口中鼓入氧氣和蒸汽的混合物，所述鼓入氧氣的溫度為100-700°C，所述混合物的濕度為5%-20%。
2.如權利要求I所述的全氧高爐加濕鼓風工藝，其特征在于，所述鼓入氧氣的純度不小于80%ο
3.如權利要求I或2所述的全氧高爐加濕鼓風工藝，其特征在于，所述鼓入的氧氣量為.250-350Nm3/tHM。
4.全氧高爐加濕鼓風裝置，其特征在于，它包括供氧裝置、換熱裝置、及蒸汽包，所述換熱裝置用于將除塵后的高爐煤氣的余熱提供給所述供氧裝置輸出的氧氣進行加熱，所述換熱裝置輸出的加熱后的氧氣與蒸汽包輸出的蒸汽混合后鼓入高爐風口。
全文摘要
本發(fā)明提供一種全氧高爐加濕鼓風裝置及其工藝。該工藝為向高爐風口中鼓入氧氣和蒸汽的混合物，所述鼓入氧氣的溫度為100-700℃，所述混合物的濕度為5%-20%。該裝置包括供氧裝置、換熱裝置、及蒸汽包。該換熱裝置用于將除塵后的高爐煤氣的余熱提供給供氧裝置輸出的氧氣進行加熱。該換熱裝置輸出的加熱后的氧氣與蒸汽包輸出的蒸汽混合后鼓入高爐風口。高爐采用全氧加濕鼓風，利于調整全氧鼓風高爐風口理論燃燒溫度，有效防止氧煤槍和風口燒壞，有利于高爐順行；加濕鼓風后，鼓風中的水蒸氣發(fā)生分解反應，生成還原性氣體，有益于提高爐內還原反應。
文檔編號C21B5/00GK102888475SQ20121036856
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權日2012年9月28日
發(fā)明者李菊艷, 范小剛, 唐恩, 王小偉, 周強, 張國興 申請人:中冶南方工程技術有限公司