專利名稱:高爐的制作方法
本發(fā)明涉及煉鐵高爐，更具體來說，涉及預(yù)熱加入高爐中的爐料的預(yù)熱氣體的鼓風(fēng)。
在用鐵礦冶煉生鐵的傳統(tǒng)高爐作業(yè)中，熱空氣流幾乎無例外地靠從風(fēng)口鼓風(fēng)。占鼓風(fēng)氣流成分79%的氮氣雖然不參與還原，但是有助于向高爐平面和料線之間堆積的爐料提供大量熱量以加速氣體的還原。換言之，氮氣對作為還原劑和熱源的焦碳具有補充供熱的作用。因此，它對預(yù)熱高爐爐身上部中的爐料特別有效，所以不再需要預(yù)熱爐料的熱源。
最近，為了提高高爐的生產(chǎn)率，或者為了利用爐頂煤氣原料合成化工產(chǎn)品，已有人提出了各種高爐作業(yè)的方法，其中通過風(fēng)口鼓風(fēng)的氣流都主要由氧氣組成。例如，已公開的日本專利申請159104/85號中公開的一種方法，包括以下步驟1.把主要由鐵礦和焦碳組成的爐料通過高爐爐頂裝入高爐;
2.通過高爐風(fēng)口鼓入純氧氣，粉煤以及控溫的氣體以防止在風(fēng)口端上升至火焰溫度;
3.通過高爐的一中間層鼓入基本不含氮氣的預(yù)熱氣體以預(yù)熱爐料;以及4.借助鼓入的純氧氣，爐料中含有的焦碳燃燒以便使鐵礦石熔化和還原，并且從爐頂產(chǎn)生基本不含氮氣的高爐煤氣。
但是，這種方法難于長期維持低燃料比的高爐作業(yè)。
本發(fā)明的目的是提供一種高爐，它能夠長期維持低燃料比的高爐作業(yè)。
為了實現(xiàn)這一目的，按照本發(fā)明的高爐包括一高爐爐體;
在高爐爐體下部的風(fēng)口，通過這些風(fēng)口鼓入氧氣體積占40%或者更高的氣體;以及在料線之下0.15至0.60的預(yù)熱氣體進口，料線和風(fēng)口端的距離等于1.0。
本發(fā)明的此目的和其它目的和優(yōu)點將結(jié)合以下附圖作更為詳細的說明。
圖1是本發(fā)明高爐的垂直剖視圖;
圖2是沿圖1Ⅱ-Ⅱ線的本發(fā)明高爐的水平端視圖;
圖3是表明本發(fā)明高爐的預(yù)熱氣體進口的相對位置與燃料比的關(guān)系的圖表;
圖4是表明預(yù)熱氣體進口的相對位置與熔融鐵中含硅量的關(guān)系的圖表;以及圖5是本發(fā)明的燃燒器的剖視圖。
現(xiàn)在對照圖1說明按照本發(fā)明的高爐的一個實施例。
圖1是本發(fā)明高爐的一垂直剖視圖。把含有鐵礦石、焦碳和助熔劑的爐料裝入高爐，堆到預(yù)定的料線14的高度。風(fēng)口12位于高爐爐體11上。通過風(fēng)口12，向高爐中鼓送氧氣體積占40%或更高的氣體，粉煤和火焰溫度控制劑。預(yù)熱氣體進口13位于料線之下0.50的高度，料線至風(fēng)口高度的距離為1.0。16個預(yù)熱氣體進口構(gòu)成同一高度上的預(yù)熱氣體進口組，預(yù)熱氣體進口具有一個與水平線成25°角的向下的斜度，通過這些進口13，向高爐中鼓送預(yù)熱氣體以便預(yù)熱爐料。因此，鼓入的氧氣體積占40%或更高的氣體使焦碳和粉煤很好地燃燒，由于產(chǎn)生高溫的還原氣體，鐵礦石被熔化并還原成生鐵和爐渣。圖2是沿圖1剖面線Ⅱ-Ⅱ的水平端視圖。16個進口13在圓周上等距布置。
在此實施例中，預(yù)熱氣體進口的位置在料線之下0.50的高度上，料線和風(fēng)口端之間的距離為1.0。但是，這個位置也可以設(shè)在料線之下0.15至0.60的范圍內(nèi)。這一位置范圍最好是在料線之下0.30至0.55。
現(xiàn)在說明限制這一位置范圍的原因。
圖3是表明本發(fā)明的預(yù)熱氣體進口13的相對位置與燃料比的關(guān)系的圖表。圖中橫坐標表示當(dāng)料線和風(fēng)口端之間的距離為1.0時，從料線到預(yù)熱氣體進口的位置為某一距離時的燃料比。圖4是表明預(yù)熱氣體進口13的相對位置與熔融鐵中含硅量的關(guān)系的圖表。與圖3相似，圖4的橫坐標表示當(dāng)料線和風(fēng)口端之間的距離為1.0時，從料線到預(yù)熱氣體進口的位置為某一距離時的熔融鐵中的含硅量。
如圖3所示，當(dāng)料線和風(fēng)口端之間的距離為1.0時，在從料線之下0.15至0.60的范圍內(nèi)，燃料比較低，在每噸熔融生鐵500至600公斤的范圍內(nèi)(500-600Kg/ton)，另外，生產(chǎn)故障也少。如果預(yù)熱氣體進口設(shè)在離料線少于0.15的位置上，當(dāng)高爐在燃料比為每噸熔融鐵650公斤或更低時作業(yè)，就會發(fā)生熔融鐵溫度降低或損壞磨耗板(Wearing plate)的問題。如果預(yù)熱氣體進口離料線的距離超過0.60，會產(chǎn)生熔融鐵溫度降低或掛料現(xiàn)象。當(dāng)預(yù)熱氣體進口離料線的距離小于0.15或大于0.60時，除非高爐在燃料比為每噸熔融鐵700噸以上時，就不可能長期維持穩(wěn)定的高爐作業(yè)。
如圖4所示，當(dāng)預(yù)熱氣體進口設(shè)在料線之下0.15至0.60的范圍時，熔融鐵中含硅量幾乎下降到0.30(重量)%或者更少。這對高爐作業(yè)是十分有利的，因為這樣就不需要在出鐵后進行脫硅了。
預(yù)熱空氣進口的位置最好在料線之下0.33至0.55的范圍內(nèi)。在這一范圍內(nèi)，不僅燃料比而且熔融鐵中含硅量都會進一步下降。
如上所述，由于對預(yù)熱氣體進口位置的范圍進行了限制，就可以降低燃料比，防止生產(chǎn)故障，并可生產(chǎn)低硅熔融生鐵。
利用位于高爐爐身中部的探針測量爐料或者氣體的溫度，在此基礎(chǔ)上鼓入預(yù)熱氣體。預(yù)熱氣體是通過處在同一高度上的進口，或者是通過處在不同高度上的進口鼓送的。在通過若干高度上的進口鼓風(fēng)時，設(shè)置在爐壁圓周的每一高度上的預(yù)熱氣體進口劃分為若干區(qū)組，因此，如果在同一區(qū)中上下分布的上組和下組間氣體量、氣體溫度同時變化，那么就比單一高度上的進口鼓風(fēng)預(yù)熱效果要好得多。在采用若干高度上的進口鼓送預(yù)熱氣體時，進口布置的設(shè)計最好使每一高度的氣量或氣溫可以改變，或者使同一高度相鄰進口之間的氣量或氣溫可以改變。有了這樣的設(shè)計，就可以實施最佳控制。另外，在采用若干高度上的進口鼓送預(yù)熱氣體時，上下層上的每一進口最好平行交錯布置以便氣體沿著爐壁圓周均勻向上吹送。
當(dāng)鼓送相同量氣體而不變其溫度時，高溫預(yù)熱氣體最好通過從一環(huán)形管分支的若干支管鼓送。各高度的預(yù)熱氣體進口并不專門限制其數(shù)量，但是最好為8至18個，以便在料線高度附近使氣體成分及靠近爐壁處溫度接近均勻一致。而且，不同高度的預(yù)熱氣體進口最好分成1至4層。
高爐爐體中的預(yù)熱氣體進口的下斜角度最好大于爐料堆放角度。這是因為要防止爐料的粉粒堵塞預(yù)熱氣體進口。在爐體中的預(yù)熱氣體進口的下斜相對于水平線的角度最好在20°至50°的范圍。如果這個下斜角度小于20°，爐料的粉粒就會堵塞預(yù)熱氣體進口。另一方面，考慮到爐料的堆放角最多在45°至50°之間，這個下斜角度大于50°也沒有用處。另外，由于下斜角度加大，預(yù)熱氣體進口的孔也變大，鑒于爐體的保護，大于50°的下斜角度也是不符合要求的。
預(yù)熱氣體制備方法有兩種要加以考慮。
一種方法是利用高爐的爐頂煤氣加氧氣在高爐附近的燃燒爐中產(chǎn)生。在實施這種方法時，為了向高爐中均勻地鼓送預(yù)熱氣體，建議把熱風(fēng)導(dǎo)管向上通到爐身的高度，然后與耐火的重型環(huán)形管相接，環(huán)形管通過許多支管與每個預(yù)熱氣體進口相接。
另一種方法是，在向高爐鼓送預(yù)熱氣體的進口處設(shè)置氣體燃燒器，氣體燃燒器帶有一燃氣源導(dǎo)管，一氧氣源導(dǎo)管和一氣體溫度控制氣源導(dǎo)管。通過控制燃氣量和氧氣量的方法使每個氣體燃燒器都可實現(xiàn)溫度和預(yù)熱風(fēng)量的獨立控制。通往燃燒器的那些導(dǎo)管不必是耐火的。這種方法與從大型燃燒爐傳送預(yù)熱氣體的第一種方法的不同之處在于在每個預(yù)熱氣體進口都設(shè)置一燃燒器，因而在每個預(yù)熱氣體進口都可自由方便地控制風(fēng)溫和風(fēng)量。而且，在高爐爐身上無需鋪設(shè)重型的環(huán)形熱風(fēng)管。在冶煉中可根據(jù)高爐狀況迅速進行控制。
圖5是本發(fā)明使用的燃燒器的粗略剖視圖。燃氣源導(dǎo)管21和氧氣源導(dǎo)管22都與燃燒器本體28相連接，其連接方式使得氣流量可以自由地控制。導(dǎo)燃器29設(shè)置在氧氣噴出的部位。燃燒器本體外包有鐵板殼。氣體源導(dǎo)管25也與燃燒器本體28相接以便自由控制燃燒器產(chǎn)生的氣體的溫度。冷卻水管由進水管23和排水管24組成。
權(quán)利要求
1.一高爐包括一高爐爐體；位于高爐爐體下部一組風(fēng)口，通過這些風(fēng)口向爐內(nèi)鼓送氧氣體積占40%或更高的氣體；以及位于高爐爐體料線之下0.15至0.60范圍內(nèi)的若干預(yù)熱氣體進口，而料線和風(fēng)口端高度之間的距離等于1。
2.按照權(quán)利要求
1所述的高爐，其特征在于該預(yù)熱氣體進口設(shè)置在料線之下0.30至0.55的范圍內(nèi)。
3.按照權(quán)利要求
1所述的高爐，其特征在于該預(yù)熱氣體進口設(shè)置在高爐爐體的同一高度上。
4.按照權(quán)利要求
1所述的高爐，其特征在于該預(yù)熱氣體進口設(shè)置在高爐爐體的二個或二個以上的不同高度。
5.按照權(quán)利要求
1所述的高爐，其特征在于該預(yù)熱氣體進口在垂直面內(nèi)與水平線之間形成的斜角為20°至50°。
6.按照權(quán)利要求
1所述的高爐，其特征在于該預(yù)熱氣體進口上裝有氣體燃燒器，該燃燒器上裝有燃氣源導(dǎo)管，氧氣源導(dǎo)管和控制預(yù)熱氣體溫度的氣體導(dǎo)管。
專利摘要
一高爐包括一高爐爐體位于高爐爐體下部的風(fēng)口，通過這些風(fēng)口向爐內(nèi)鼓送氧氣體積占40％或者更多的氣體以及位于高爐爐體料線之下0.15至0.60范圍內(nèi)的預(yù)熱氣體進口，而料線和風(fēng)口端高度之間的距離為1。預(yù)熱氣體進口設(shè)置在高爐爐體的一個或若干高度上，其與水平線之間的向下斜角為20°至50°以便向爐內(nèi)鼓送預(yù)熱氣體。預(yù)熱氣體進口裝有燃燒器，燃燒器上裝有燃氣源導(dǎo)管，氧氣源導(dǎo)管和控制預(yù)熱氣體溫度的氣體導(dǎo)管。
文檔編號C21B5/00GK87105991SQ87105991
公開日1988年7月27日 申請日期1987年12月26日
發(fā)明者大野陽太郎, 堀田裕久, 脅元一致, 川田仁, 辻本一彥 申請人:日本鋼管株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan