[发明专利]一种高炉喷吹工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种高炉喷吹工艺，属于冶金行业高炉喷吹技术领域。

背景技术

高炉在风口喷吹煤粉、天然气工艺技术已日趋成熟，取得了可观的经济效益。在冶金钢铁联合企业，转炉煤气回收技术已经发展成熟，但是，对转炉煤气的利用却还没有寻找到令人满意的利用工艺技术。必须结合钢铁联合企业的工艺技术情况，为转炉煤气的高效利用另寻新途。转炉煤气中含有50-60%的CO，经预处理后，CO含量更高；用作高炉上部还原剂不仅代替焦炭的直接还原作用，而且还原属于放热反应，预热上部炉料，起着还原和发热双重作用，比单纯做燃料利用价值提升，属于高效利用。在提倡低碳炼铁技术的新形势下，充分利用H₂作还原剂是值得推广的，因为用H₂作还原剂有以下优点：一是H的原子半径小，渗透能力强，可使间接还原速度加快；二是H₂作还原剂参加反应它的产物是水，是清洁能源，不产生CO₂，符合低碳炼铁要求；三是H₂作还原剂还原铁氧化物的同时放出大量的热量，比单纯燃烧利用价值更大。焦炉煤气中氢含量较高，可达50—60%所以向高炉中喷吹焦炉煤气，可以扩大高炉上部氢气还原比例。如何充分利用钢铁联合企业二次能源转炉煤气，扩大高炉上部H₂的还原比例，节约昂贵的冶金焦，实现低碳炼铁，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明目的是提供一种高炉喷吹工艺，满足高炉工艺上部的间接还原未达到热力学平衡气相成分要求，扩大上部间接还原，扩大上部氢还原的比例，实现低碳炼铁，二次能源高效充分利用，解决背景技术存在的上述问题。

本发明技术方案是：

一种高炉喷吹工艺，包含如下步骤：①转炉煤气预处理，将转炉煤气经吸附法脱除CO₂，再经脱氧、除尘，转炉煤气加热至400℃，输送至高炉；②焦炉煤气预处理，将焦炉煤气脱除CO₂和SO₂，脱氧除尘后，再加热至400℃输送高炉；③转炉煤气和焦炉煤气混合，所述转炉煤气和焦炉煤气经混合罐混合，称为混合煤气，混合煤气喷入高炉中部；④混合煤气喷吹，在高炉中部软融带以下开设喷吹口，多个喷吹口环绕高炉一圈，数量与高炉风口数量相当，调整喷吹的压力大于鼓风压力，使喷入高炉中部的混合煤气具有中心穿透能力，以射流喷入。目的是减少喷入的混合煤气对高炉初始气流的破坏。

喷入的混合煤气流经软融带分配后，与炉缸初始煤气流混合进入高炉中上部进行还原。

采用本发明，高炉上部气氛已大为改观，完全能够满足热力学平衡气相成分要求，间接还原和H₂还原的比例会有较大改变，直接还原度可根据设计要求降到理想的最低限度，实现低碳炼铁、经济炼铁、二次能源充分利用、保护环境四项功能。

本发明将转炉煤气和焦炉煤气经预处理后，混合喷入高炉中部软融带以下，利用高炉软融带分配器的作用，使得喷吹的二次能源能在高炉上部预还原区充分利用，如果在风口喷吹会干扰风口回旋区现有状态，因此，本发明向高炉中部喷吹混合煤气。

本发明的积极效果是：充分利用企业二次能源，使企业的二次能源转炉煤气和焦炉煤气得到高效再利用；完善高炉炼铁本身无法弥补的间接还原达不到平衡气相成分要求的先天缺陷；实现低碳炼铁，扩大氢气的还原比例；高炉煤气再去进行CCPP发电，燃烧热值大为提高，可避免目前CCPP发电因燃烧热值不足配加焦炉煤气的问题，实现零焦炉煤气发电。采用本发明以后，高炉煤气可以再去用于热风炉烧炉，避免目前混合不均的弊端；高炉煤气还可以用于烧结机头点火，也可省去混合装置。总之，本发明让二次能源再参加高炉上部的冶炼还原，使炼铁及整个钢铁联合企业的二次能源利用水平上一个新台阶。

附图说明

图1是还原铁氧化物平衡气相图；

图2是转炉煤气预处理工艺流程示意图；

图3是转焦炉煤气预处理工艺流程示意图；

图4是喷吹站工艺流程图；

图5是高炉中部混合喷吹二次能源总流程示意图；

图6是高炉混合喷吹二次能源气安全措施流程图；

图7是喷枪位置示意图；

图8是喷吹口平面布置图；

图9是喷吹口大套、小套示意图；

图10是喷枪结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。