[发明专利]炉底中心排出渣铁的新型高炉炼铁工艺

说明书

所属技术领域

本新型炼铁工艺，属于对高炉冶炼的产品铁水和炉渣在排出炉外的方式上进行改进，目的是从根源上解决炉内煤气流在周向上分布不均匀，继而能够消除高炉各种原料入炉的不均匀，实现高炉的各种原料从入炉到产品出炉在炉内周向上都能够保持均衡统一，从而使高炉炉况易于保持长期稳定顺行。

背景技术

高炉边缘和中心两道煤气流分布是否合理对高炉炉况影响很大，绝大部分的炉况波动都与此有关，也是高炉管理者日常对炉况进行调整和纠偏的主要内容。而周向煤气流分布不均匀通常难以调整而易被忽略，其最常见的危害是造成高炉在周向炉墙上不均匀结厚，一般情况下，这种周向煤气流不均匀对炉况影响不大，通过调整，结厚可以被洗刷而使炉型规整，炉况能够保持在正常范围内波动。当遇到原燃料质量变差、热制度大幅波动及频繁休减风等情况时，会造成不均匀结厚加剧，易产生边缘管道行程而导致边缘局部气流旺盛，严重时会导致偏料、崩料，甚至悬料，处理不当会形成循环加剧，造成周向煤气流不均匀性进一步扩大，中心气流逐步减弱或消失，结果是导致炉内两道煤气流分布失常，使炉况波动加剧甚至失常而影响高炉正常生产，故周向煤气流分布不均是两道煤气流分布失常的起始。

当前的高炉，在原料的输入上可以做到非常均匀，如通过串罐和布料溜槽，能够将炉料均匀地布在炉喉周向上；通过周向相同的风口，能够将鼓风均匀地鼓入炉内；通过分配器将煤粉均匀送入各个风口。但高炉冶炼的产品渣铁，在排出炉外上难以做到均匀，因为：

(1)铁口是布置在炉缸的侧壁上，且往往受出铁场和铁路运输的限制，非对称而是呈一定角度分布；

(2)虽然在炉缸侧壁上设置了数个铁口，一般每次只有一个铁口出铁，所有的铁口不可能同时出铁；

(3)铁口以上的高炉内腔是规整的圆形，但因铁口需要保证一定的深度，铁口部位炉缸断面呈不规则圆形。

当液态渣铁通过铁口时，离铁口最近的区域最先排放，稍远的区域，向铁口方向流动。一次出铁，铁口附近区域渣铁基本排空，稍远区域的铁水可以通过死铁层和周向环流向铁口方向流动，而炉渣密度小，在铁水之上焦炭之间，因受炉渣粘度的影响，以及焦炭的阻碍，流动速度受到限制，故远铁口区域，炉料形成的炉渣更难以排空。形象地说，近铁口区域如同渣铁出净的高炉，该区域料柱透气性转好，风口进风阻力降低，风压下降，风量上升，下料顺畅；远铁口区域则如同渣铁未放净时的高炉，风口进风阻力增大，风压上升，风量萎缩，料速变慢，料柱透气性变差等受憋现象。这样由于高炉生成的铁水和炉渣，难以通过铁口均匀排净，导致料柱的透气性在周向上存在差别，即造成炉内煤气流在周向上的排出存在差别，表现是铁口部位最强，但随出铁情况呈周期性波动，铁口夹角小的部位次之，夹角大的部位边缘煤气流最弱。如某厂双铁口高炉，炉容为1280m³，东西两铁口南面夹角为162°，即两铁口各向南偏移9°；20只风口，正东面为1号风口，逆时针排序，东铁口在1号和20号风口之间。通过出铁前后记录的164组风口测压(热风总管与各风口直吹管间的压力差)样本数据得出的平均值(见表1)，可以明显看出铁口夹角大的北面风口进风阻力较南面大。

表1某厂高炉各风口支管压力与热风总管压力差值一览表

这种由于渣铁处理的不均匀导致的周向料柱透气性存在差别，在实际生产中还会对高炉各种原料入炉的均匀性产生影响。上部炉料入炉方面，尽管炉顶布料可以做到非常均匀，由于周向料柱透气性存在差别，周向炉料熔融还原形成渣铁的速度存在差别，即周向炉料下降速度不相同，造成炉顶料面在周向上不会一致，表现在探尺上，各把探尺行尺曲线不可能完全重合。当炉料落在料面上时便会产生偏析，情况严重时，还会出现偏料或边缘管道行程等异常情况，故在上部布料方式上需要保留扇形布料和定点布料方式；下部送风方面，尽管周向各风口可以保持相同，但各风口间进风量也不可能完全相同，料柱透气性差的部位风口进风阻力增大(如表1所示)，进风量相应减少，反之透气性好的部位则进风顺畅，进风量相应增加。由于这种原因，需要经常对风口进风面积进行调整，来适应或尽量消除这种不均匀；风口喷煤同样会受此影响，尽管可以通过管道等长解决分配器至风口间的管道阻力，但由于风口间存在阻力差别，各风口的实际煤量难以做到均匀。