一種高爐煉鐵系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種改進(jìn)的高爐煉鐵系統(tǒng)，其包括有高爐（1）、輸送管道（3）、燃?xì)鈬姶笛b置（5），由輸送管道（3）輸入的助燃空氣與來(lái)自燃?xì)鈬姶笛b置（5）的可燃?xì)怏w相遇并燃燒，進(jìn)而提高助燃空氣的溫度，溫度達(dá)到高爐煉鐵需求的助燃空氣進(jìn)一步沿著輸送管道（3）進(jìn)入高爐（1），以繼續(xù)高爐煉鐵的后續(xù)步驟。這種高爐煉鐵系統(tǒng)在保證高爐煉鐵熱風(fēng)輸送溫度得到有效提升的情況下，減少了熱風(fēng)爐的配置規(guī)模，節(jié)省了占地面積，降低了投資，降低煉鐵單位能耗及成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種高爐煉鐵系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高爐煉鐵系統(tǒng)，尤其涉及一種具有燃?xì)庵比脊δ艿母郀t煉鐵系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，煉鐵工藝系統(tǒng)主要分為高爐煉鐵和非高爐煉鐵兩種，由于高爐煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)量大，勞動(dòng)生產(chǎn)率高，能耗低，這種方法生產(chǎn)的鐵仍占世界鐵總產(chǎn)量的95%以上。具有熱風(fēng)爐的高爐煉鐵工藝為現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的煉鐵工藝。在高爐煉鐵工藝中，高爐生產(chǎn)時(shí)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(fēng)口吹入經(jīng)預(yù)熱的空氣(熱風(fēng))。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?fàn)t煤氣等輔助燃料)中的碳及碳?xì)浠衔锿娜肟諝庵械难醴磻?yīng)生成的一氧化碳和氫氣等還原性氣體，在爐內(nèi)上升過(guò)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(zhì)和石灰石等溶劑結(jié)合生成爐渣，從渣口排出。產(chǎn)生的煤氣從爐頂導(dǎo)出，經(jīng)過(guò)除塵后，作為熱風(fēng)爐、加熱爐、焦?fàn)t、鍋爐等的燃料。
[0003]高爐煉鐵工藝中，熱風(fēng)爐是不可缺少的一個(gè)重要組成部分，而高風(fēng)溫是熱風(fēng)爐的一個(gè)重要的技術(shù)特征，大型高爐一般均配置有3~4座熱風(fēng)爐，從而保證進(jìn)入高爐中的熱風(fēng)溫度能夠達(dá)到1200攝氏度左右的較高溫度。但是由于熱風(fēng)爐體積大，占地面積大，建設(shè)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(jìn)一步降低。
[0004]因此，如何在保證高爐生產(chǎn)的情況下減少熱風(fēng)爐的配套規(guī)模以及提高煉鐵工藝中進(jìn)入高爐的熱風(fēng)溫度一直都是本領(lǐng)域技術(shù)人員研究的方向?！?br/>【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠減少熱風(fēng)爐配置的新型的高爐煉鐵系統(tǒng)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:一種高爐煉鐵系統(tǒng)，其包括有高爐、輸送管道、燃?xì)鈬姶笛b置，由輸送管道輸入的助燃空氣與來(lái)自燃?xì)鈬姶笛b置的可燃?xì)怏w相遇并燃燒，進(jìn)而提高助燃空氣的溫度，溫度達(dá)到高爐煉鐵需求的助燃空氣進(jìn)一步沿著輸送管道進(jìn)入高爐，以繼續(xù)高爐煉鐵的后續(xù)步驟。
[0007]進(jìn)一步地，所述助燃空氣與來(lái)自燃?xì)鈬姶笛b置的可燃?xì)怏w在輸送管道或點(diǎn)火燃燒系統(tǒng)燃燒放熱，從而提高了助燃空氣的溫度。
[0008]進(jìn)一步地，所述可燃?xì)怏w為且不限于天然氣、石油氣或者各種人工煤氣、企業(yè)副產(chǎn)的如焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、高爐煤氣以及各種可燃尾氣、排放氣。
[0009]進(jìn)一步地，所述的高爐煉鐵系統(tǒng)通過(guò)一點(diǎn)或多點(diǎn)接入的方式接入可燃?xì)夂椭伎諝?空氣、富氧或純氧)。
[0010]進(jìn)一步地，所述的高爐煉鐵系統(tǒng)還包括有熱風(fēng)爐，所述熱風(fēng)輸送管道設(shè)置于所述高爐與所述熱風(fēng)爐之間，所述燃?xì)鈬姶笛b置通過(guò)噴吹管線連接于熱風(fēng)輸送管道上。[0011]進(jìn)一步地，所述高爐與熱風(fēng)爐之間的熱風(fēng)輸送管道上還可以配置有冷風(fēng)接入裝置以進(jìn)行助燃空氣溫度的調(diào)節(jié)。
[0012]進(jìn)一步地，所述助燃空氣與來(lái)自燃?xì)鈬姶笛b置的可燃?xì)怏w的不同比例調(diào)整，以及所述助燃空氣自身富氧量的不同調(diào)整可以實(shí)現(xiàn)高爐煉鐵系統(tǒng)不同的熱風(fēng)爐配置規(guī)模。
[0013]進(jìn)一步地，來(lái)自噴吹裝置的可燃?xì)怏w經(jīng)過(guò)加熱后再進(jìn)入熱風(fēng)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(jìn)一步地，所述助燃空氣可以在進(jìn)入熱風(fēng)爐前進(jìn)行預(yù)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(shù)方案的高爐煉鐵系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是:在保證高爐煉鐵熱風(fēng)輸送溫度的情況下，減小了熱風(fēng)爐的配置規(guī)模，節(jié)省了占地面積，降低了購(gòu)置成本，同時(shí)由于本發(fā)明所述工藝單體設(shè)備成熟，無(wú)工程風(fēng)險(xiǎn)，因此，其不僅適用于新建煉鐵設(shè)施工藝系統(tǒng)，而且也適用于舊有系統(tǒng)的改造，特別是適合于高爐煉鐵系統(tǒng)擴(kuò)容改造無(wú)法升級(jí)熱風(fēng)爐的情況。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明所述煉鐵設(shè)備需要熱風(fēng)爐的流程圖；
[0017]圖2為本發(fā)明所述煉鐵設(shè)備不需要熱風(fēng)爐提供熱風(fēng)的極限情況的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為充分了解本發(fā)明的目的、特征及功能，下面借助具體的實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做一詳細(xì)說(shuō)明，說(shuō)明如后:
[0019]直燃加熱是煉鐵高爐的熱風(fēng)加熱的一種方式，它是指來(lái)自燃?xì)鈬姶笛b置的可燃?xì)怏w經(jīng)噴吹管?chē)娙霟犸L(fēng)管道并燃燒，進(jìn)而提高熱風(fēng)溫度。通過(guò)直燃方式提高溫度的熱風(fēng)進(jìn)一步沿著輸送管道進(jìn)入高爐，以繼續(xù)煉鐵工藝的后續(xù)步驟。
[0020]圖1為本發(fā)明所述煉鐵設(shè)備需要熱風(fēng)爐的實(shí)施流程圖；該實(shí)施例所述的煉鐵設(shè)備包括有高爐1、熱風(fēng)爐2以及設(shè)置于高爐與熱風(fēng)爐之間的熱風(fēng)輸送管道3，在熱風(fēng)輸送管道3上設(shè)置有燃?xì)鈬姶笛b置5，所述燃?xì)鈬姶笛b置5通過(guò)噴吹管線4連接于熱風(fēng)輸送管道3 ;從系統(tǒng)外引入或者從煉鐵工藝中副產(chǎn)的可燃?xì)怏w，經(jīng)過(guò)所述燃?xì)鈬姶笛b置調(diào)節(jié)壓力、流量后進(jìn)入熱風(fēng)系統(tǒng)；系統(tǒng)內(nèi)的熱風(fēng)溫度高于噴入可燃?xì)怏w的著火溫度，可燃?xì)怏w在進(jìn)入熱風(fēng)管道后迅速燃燒，從而提高了熱風(fēng)溫度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)熱風(fēng)的加熱，提高溫度后的熱風(fēng)進(jìn)一步沿著輸送管道進(jìn)入高爐。
[0021]進(jìn)一步地，進(jìn)入熱風(fēng)爐的冷風(fēng)可以是空氣或者富氧空氣，為了調(diào)節(jié)從熱風(fēng)爐2中出來(lái)的熱風(fēng)溫度，熱風(fēng)管道上可以設(shè)置有冷風(fēng)接入裝置，以進(jìn)行熱風(fēng)溫度調(diào)節(jié)。來(lái)自燃?xì)鈬姶笛b置的可燃?xì)怏w與鼓入熱風(fēng)爐的富氧空氣的不同比例調(diào)整，可以實(shí)現(xiàn)不同的熱風(fēng)爐配置規(guī)模，即，可以減小熱風(fēng)爐規(guī)?；蛘哌_(dá)到極限的不設(shè)置熱風(fēng)爐的情況，直接進(jìn)行直燃加熱(具體如圖2實(shí)施例)。
[0022]圖2為本發(fā)明所述煉鐵設(shè)備不設(shè)置熱風(fēng)爐進(jìn)行直燃加熱提供熱風(fēng)的工藝示意圖。如上所述，不設(shè)置熱風(fēng)爐的情況為直燃加熱的極限情況。來(lái)自燃?xì)鈬姶笛b置的可燃?xì)怏w與來(lái)自鼓風(fēng)系統(tǒng)的冷風(fēng)(空氣、富氧空氣或純氧氣)在點(diǎn)火燃燒系統(tǒng)中燃燒直接升溫至高爐所需要溫度。為調(diào)節(jié)熱風(fēng)溫度，點(diǎn)火燃燒系統(tǒng)后也可以配入冷風(fēng)對(duì)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種情況下，進(jìn)入高爐的熱風(fēng)可以是氧化氣氛也可以是還原氣氛(因鼓風(fēng)和可燃?xì)獾谋壤?，當(dāng)氣體為還原氣氛時(shí)，將形成類(lèi)似熔融還原或直接還原的工藝系統(tǒng)；當(dāng)氣體為氧化氣氛時(shí)，仍然為高爐中焦炭和噴煤作為還原劑用于還原反應(yīng)，同時(shí)氧化部分焦炭和噴吹煤提供熱量。
[0023]進(jìn)一步地，所述來(lái)自燃?xì)鈬姶笛b置5的可燃?xì)怏w與助燃空氣的不同比例調(diào)整，以及所述助燃空氣富氧量的不同調(diào)整可以實(shí)現(xiàn)高爐煉鐵系統(tǒng)不同的熱風(fēng)爐配置規(guī)模，直至取消熱風(fēng)爐形成類(lèi)似熔融還原或直接還原工藝流程。熱風(fēng)溫度及熱風(fēng)含氧量可以通過(guò)調(diào)節(jié)燃?xì)夤?yīng)量和富氧來(lái)實(shí)現(xiàn)可控。
[0024]進(jìn)一步地，直燃加熱與熱風(fēng)爐間接加熱可以進(jìn)行多層次有效組合。來(lái)自噴吹裝置的可燃?xì)怏w可以經(jīng)過(guò)加熱后再進(jìn)入熱風(fēng)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(fēng)也可以在進(jìn)入熱風(fēng)爐以前進(jìn)行預(yù)熱，同樣可以直接或間接加熱。并以此解決經(jīng)過(guò)熱風(fēng)爐富氧空氣富氧比例不能過(guò)高的問(wèn)題。
[0025]進(jìn)一步地，在熱風(fēng)爐規(guī)模小或不設(shè)熱風(fēng)爐情況下，可以采用同時(shí)加入可燃?xì)怏w和氧氣(空氣、富氧或純氧)直燃供熱形成熱風(fēng)供應(yīng)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(fā)明所述高爐煉鐵系統(tǒng)的兩種【具體實(shí)施方式】，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，不論用于還原煉鐵爐體是否稱(chēng)為高爐，不論各部分名稱(chēng)如何變化，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，只要是在本工藝方法上所做出的細(xì)微變型和改進(jìn)，也應(yīng)視為屬于本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高爐煉鐵系統(tǒng)，其特征在于，其包括有高爐(I)、輸送管道(3)、燃?xì)鈬姶笛b置(5)，由輸送管道(3)輸入的助燃空氣與來(lái)自燃?xì)鈬姶笛b置(5)的可燃?xì)怏w相遇并燃燒，進(jìn)而提高助燃空氣的溫度，溫度達(dá)到高爐煉鐵需求的助燃空氣進(jìn)一步沿著輸送管道(3)進(jìn)入高爐(1)，以繼續(xù)高爐煉鐵的后續(xù)步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的高爐煉鐵系統(tǒng)，所述助燃空氣與來(lái)自燃?xì)鈬姶笛b置(5)的可燃?xì)怏w在輸送管道(3)或點(diǎn)火燃燒系統(tǒng)(6)燃燒放熱,從而提高了助燃空氣的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高爐煉鐵系統(tǒng)，其特征在于，所述可燃?xì)怏w為天然氣、石油氣或者各種人工煤氣、企業(yè)副產(chǎn)的如焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、高爐煤氣以及各種可燃尾氣、排放氣。
4.如權(quán)利要求3所述的高爐煉鐵系統(tǒng)，其特征在于，通過(guò)一點(diǎn)或多點(diǎn)接入的方式接入可燃?xì)夂椭伎諝猓鲋伎諝鉃榭諝?、富氧或純氧?br> 5.如權(quán)利要求1所述的高爐煉鐵系統(tǒng)，其特征在于，其還包括有熱風(fēng)爐(2)，所述熱風(fēng)輸送管道(3 )設(shè)置于所述高爐(I)與所述熱風(fēng)爐(2 )之間，所述燃?xì)鈬姶笛b置(5 )通過(guò)噴吹管線(4)連接于熱風(fēng)輸送管道(3)上。
6.如權(quán)利要求5所述的高爐煉鐵系統(tǒng)，所述高爐(I)與熱風(fēng)爐(2)之間的熱風(fēng)輸送管道(3)上還可以配置有冷風(fēng)接入裝置以進(jìn)行助燃空氣溫度的調(diào)節(jié)。
7.如權(quán)利要求1所述的高爐煉鐵系統(tǒng)，所述助燃空氣與來(lái)自燃?xì)鈬姶笛b置(5)的可燃?xì)怏w的不同比例調(diào)整，以及所述助燃空氣自身富氧量的不同調(diào)整可以實(shí)現(xiàn)高爐煉鐵系統(tǒng)不同的熱風(fēng)爐配置規(guī)模。
8.如權(quán)利要求1所述的高爐煉鐵系統(tǒng)，其特征在于，來(lái)自噴吹裝置的可燃?xì)怏w經(jīng)過(guò)加熱后再進(jìn)入熱風(fēng)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(quán)利要求1所述的高爐煉鐵系統(tǒng)，其特征在于，所述助燃空氣可以在進(jìn)入熱風(fēng)爐前進(jìn)行預(yù)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(hào)】C21B5/00GK103740873SQ201410040360
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月27日
【發(fā)明者】邱建宏 申請(qǐng)人:中冶東方工程技術(shù)有限公司