专利名称：高炉横断面矿焦相间多扇面步进布料方法及其炉顶装置的制作方法
技术领域：
本发明属炼铁，是一种高炉的布料方法及其炉顶装料装置。
背景技术：
当前，面临强化冶炼程度较高而足以破坏炉况顺行的内在因素又极易被“激活”的高炉，均采用传统的矿、焦在料柱中呈层状平铺布料的方法及料钟、无料钟式炉顶装料装置，矿、焦呈层状分布时，焦炭在竖向料柱中不能成为连续相，形成焦、矿交替相间的层状炉料充填结构，明显存在着料柱透气性差和易于引起高炉内圆周上的局部气流问题，直接影响到高炉的正常生产，恶化各项技术经济指标，生产率、煤粉喷吹率的提高还受到制约，高炉料钟、无料钟式炉顶装料装置不但没有完备的中心加焦功能，更不可能在高炉中心的窄小范围内形成连续净焦柱和在料柱中形成全由焦炭构成连续可循的煤气流通道，高炉料钟、无料钟式炉顶所习用的矿、焦呈层状分布的现行装料工艺，已满足不了当今高炉生产技术高速发展和进一步强化冶炼的要求。
发明内容
本发明之目的是提出一种高炉横断面矿焦相间多扇面步进布料方法及其炉顶装置，有效地解决高炉料柱透气性差和局部气流的问题，以其实施装料，在料柱中矿、焦的分布可呈①在高炉中心窄小范围内形成焦块大而均匀的连续净焦柱，②料柱中矿、焦呈多旋梯状、网状、蛇行状分布，③料柱中焦旋梯、矿旋梯既与中心连续净焦柱紧挨又围绕着它作同向旋转的炉料充填结构，在竖向料柱中全以焦炭作为“架构”建立起连续可循的煤气流通道，即从根本上解决了矿、焦呈层状布料时的料柱透气性差的问题，同时，料柱中顺延焦旋梯旋转向上的煤气流与稳定性好的中心煤气流，组构成大宗的旋转向上的强有力的主导煤气流，在与小股流窜的局部气流相融汇时，势力相对弱小的局部气流则被融入到旋转向上的主导煤气流当中，当炉内形成旋转向上的主导煤气流时，即能有效抑制破坏炉况顺行的局部气流发生，化解了高炉料柱透气性差和局部气流等问题，可提高整体料柱的透气性能，增强高炉抵御来自外部或自身的多种干扰能力，高炉的冶炼进程始终处于稳定、受控状态，可促进生产率的提高、延长高炉一代寿命。
本发明之目的是这样来实现的一种高炉横断面矿焦相间多扇面步进布料方法，其特征是用矿、焦同装或先布焦、后布矿的矿、焦分装的办法，采用多室布料斗以一定的布焦、布矿角和步进角进行矿、焦相间多扇面步进布料，当矿焦在炉内布成各为两个、三个、四个旋梯状的炉料充填结构时，与之相对应的布焦、布矿角均分别为90°、60°、45°，相应的步进角为45°、30°、22.5°，矿石、焦炭以矿、焦相间多扇面的形式顺着布料钟布向炉喉，且在同一时间之内布到炉喉的料面上，在料柱中形成中心连续净焦柱和与中心连续净焦柱紧挨且绕着它旋向相同的焦旋梯和矿旋梯；使矿、焦在炉内布成各为两个、三个、四个呈旋梯状的炉料充填结构，料柱中矿、焦除了可呈多旋梯状之外，根据布料调节需要，还可呈网状、蛇行状分布；采用矿、焦同装向炉喉多扇面布料时，焦、矿流产生相互制约，但因矿石与焦炭相比，前者的堆比重要比后者大得多，故而在矿石落到料面之瞬间，会在扇面两侧边除按它自己的自然堆角向焦占区铺开外，还产生一种挤压焦炭的力并将其上抬，使得焦占扇面区缩小的同时焦层厚度增大；加之，煤气流对焦炭的“吹集”作用比矿石强烈；焦炭的滚动性又优于矿石，因而在布料过程中部分焦炭要先于矿石到达高炉中心，因布料偏析的原因，在高炉中心窄小范围内的焦块大而整齐，焦量控制得亦比较好；在采用先布焦、后布矿的矿、焦分装向炉喉料面进行以矿、焦相间多扇面步进布料时，则焦炭先一步进入需要布焦的高炉中心区，在焦层与矿层厚度很接近的前提下，焦炭在料面上则形成边缘高、中心低的“焦垻”，其最低点是两个、三个、四个扇面尖角的交汇点，这点正是窄小而需要加焦炭的高炉中心区，还利用了布料偏析的原理，可在高炉中心窄小范围内以块大而均匀的焦炭形成连续净焦柱，在竖向料柱中还可形成全以焦炭作为“架构”，建立起连续可循的煤气流通道，在另外两个、三个、四个扇面所布的后加矿石，被预先进驻到料面的“焦垻”隔在两侧的扇形区，通过后续料批进行的步进布料，使每批布到炉子中心的焦炭都能相互连接，在中心窄小范围内形成连续净焦柱，将焦、矿在炉内布成各为两个、三个、四个呈旋梯状的充填结构，从根本上解决了矿、焦呈层状布料时的料柱透气性差的问题，同时，料柱中顺延焦旋梯旋转向上的煤气流与稳定性好的中心煤气流，组构成大宗的旋转向上的强有力的主导煤气流，势力相对弱小的局部气流被融入到旋转向上的主导煤气流当中，就能有效抑制破坏炉况顺行的局部气流发生；这对料柱中块状带、软融带和滴落带的透气性能提高都起着重要的作用，可直接改善高炉整体的料柱透气性，增强高炉抵御来自外部或自身的多种干扰能力，使高炉冶炼进程始终处于稳定、受控状态；在炉顶实施矿、焦相间多扇面步进布料时，焦炭是用不着额外增加的，只不过是将原有的焦炭集中起来统一调配使用而已，下述均以8室布料斗为例进行解读，例如当步进角为45°时，则布满一个循环的炉料为8批，一个循环的8批炉料被布成中心连续净焦柱和围绕中心连续净焦柱作旋转，形成对称的两条焦旋梯，中心连续净焦柱的断面积在炉身部位比较小，一般为炉喉的断面积1.5％左右，每个焦旋梯之宽度近似于炉身部位横断面直径的一半，焦旋梯与中心连续净焦柱紧密相接，每个焦旋梯自循环料的第一批起，至循环料的最后一批止，两批炉料之焦炭总会有45°扇面相重合，有重合必有焦阶，形成焦阶的焦旋梯之焦炭，自始至终都是连续的，高炉的整个料柱是由多个循环的炉料所构成，前一个循环的末批与后一个循环的首批中的焦炭肯定是连续的，因此，自下而上的焦旋梯内的焦炭都是连续的；显而易见，矿、焦相间多扇面步进布料是将层状布料所用8批炉料中的8层焦炭集中起来统一调配，将其转变成在料柱中心的窄小范围内形成连续净焦柱；在料柱中形成各为两个相对称，既与中心连续净焦柱紧挨着又围绕其作同向旋转的焦旋梯和矿旋梯；焦旋梯层厚明显增加近2倍；透气性不良的矿焦混合层减少近半；在竖向料柱中围绕着中心连续净焦柱作旋转的矿旋梯、焦旋梯，绞成“麻花”状；从下至上的焦旋梯和矿旋梯很象是竖在炉内的一组螺旋形“板弹簧”，而焦旋梯就是在竖向料柱中所形成的透气性良好的连续可循的煤气流通道。焦旋梯、矿旋梯是共生共存的，焦旋梯被其上、下的矿旋梯夹持着，焦旋梯中的煤气米自焦旋梯自身、与其相联接的中心连续净焦柱及其下方的矿旋梯，是受到其下方焦旋梯的煤气流压强梯度的作用，向位居上方的矿旋梯扩散、渗透的结果，焦旋梯中来自三方之煤气所汇成的煤气流，仍然分为三部分其中的一部分与中心连续净焦柱相互贯通、相互依存；另一部分则存留在焦旋梯中；还有一部分是受到焦旋梯本身的煤气流压强梯度的作用，向位居上方的矿旋梯扩散、渗透，如此循环不已，即造就了高炉中心有一小股相对稳定的煤气流和在料柱中既有大宗的、又是旋转向上的煤气流。
综上所述，采用高炉横断面矿焦相间多扇面步进布料，从根本上改变了在竖向料柱中矿、焦呈层状分布的炉料充填结构，代之以旋梯状的炉料充填结构，在料柱中心的窄小范围内形成连续净焦柱和既围绕着它作同向旋转又与其紧挨的焦旋梯和矿旋梯，在料柱中焦旋梯、矿旋梯呈对称(12室布料斗为正三角形，16室布料斗为“+”字形)布置，在料柱横向和竖向都具有良好的、全方位的布料调节功能，改变了炉内煤气流运行途径和分布，从而改善了整体料柱的透气性能。
本发明的高炉横断面矿焦相间多扇面步进布料方法是通过高炉横断面矿焦相间多扇面步进布料的炉顶装置来实现的一种高炉横断面矿焦相间多扇面步进布料的炉顶装置，其特征是炉顶支圈焊接在炉头钢壳上；固定8室料斗下段置于炉顶支圈之上，固定8室料斗中段又置于固定8室料斗下段之上，它们三者之间以螺栓相联接；固定8室料斗上段置于固定8室料斗中段之上，它们两者之间以螺栓相联接；布料器气密箱置于固定8室料斗上段之上，它们两者之间以螺栓相联接；下密封(气)阀置于布料器气密箱之上，下密封阀组波纹补偿器置于下密封(气)阀之上，下密封(固)阀置于下密封阀组波纹补偿器之上，料罐置于下密封(固)阀之上，它们两者之间均分别以螺栓相联接，此外料罐还以螺栓联接加焊接的方式固定于料罐支承件之上；上密封阀组波纹补偿器置于料罐之上，上密封(气)阀置于上密封阀组波纹补偿器之上，上密封(固)阀置于上密封(气)阀之上，固定受料罐置于上密封(固)阀之上，它们两者之间均分别以螺栓相联接，固定受料罐还以螺栓联接加焊接的方式固定于炉顶框架固定受料罐支承件之上；料车位于斜桥弯轨之上；均压管以螺栓加焊接的方式安装在上密封(气)阀的阀体中下部，均压放散阀和均压充压阀分别安装在均压管的上段和中段上，以螺栓相联接；固定受料罐有料和仓空信号仪和料罐有料和仓空信号仪分别安装在固定受料罐和料罐的侧下方，在固定8室料斗的内部固定8室料斗上段的隔板与布料器气密箱的底部挂件之间以螺栓相联接；φ600×28钢管构件与固定8室料斗上、中、下三段及固定布料钟支承体之间以螺栓相联接；固定布料钟与固定布料钟支承体之间以螺栓相联接；下部隔板上方与固定8室料斗下段的隔板，采用联接板以螺栓相联接，下方与固定布料钟之间以螺栓相联接；固定布料钟之下方吊装着炉喉“+”字测温装置，靠炉子边缘的测点，则采用从炉喉外向内安装的测温装置；位于高炉中心线上的炉喉料面红外摄像仪则吊装在钢管构件内并固定在布料钟支承体上；炉喉“+”字测温装置和炉喉料面红外摄像仪所用铠装热电偶的导线、光纤通讯电缆、冷却用进出水和保护性气体等均从固定8室料斗上、中段之隔板下部的夹层中和从φ600×28钢管构件中由高炉外引入；抗磨护板安装在固定固定料斗上段的隔板上方，以螺栓相联接；锥形帽置于φ600×28钢管构件的上口；在固定8室料斗的外部可动料斗及可动炉喉安装于炉头钢壳内，可动料斗呈圆筒形，可动料斗的材料采用奥氏体耐磨铸钢，位于固定布料钟之上，套在固定8室料斗下段之外，用以上、下启闭，上则起到固定8室布料斗的布料闸门之功效，下则起到8室布料斗贮料之功能，可动料斗以四或八等分可拆卸的单体装配而成；可动炉喉呈圆筒形，能上、下移动，可动炉喉也以四或八等分可拆卸的单体装配而成；可动料斗与可动炉喉的运行应根据高炉布料要求确定，由自控系统通过可动料斗与可动炉喉机械传动装置进行运作，可动料斗及可动炉喉分别安装可动料斗拉杆及可动炉喉拉杆，可动料斗拉杆及可动炉喉拉杆通过可动料斗与可动炉喉拉杆套筒滚子链接头，与从可动料斗与可动炉喉机械传动装置气密箱中引出的套筒滚子链相联接，可动炉喉拉杆、可动料斗拉杆均采用压力平衡式水冷水封气密系统，可动炉喉拉杆及可动料斗拉杆均分别对应安装可动料斗与可动炉喉拉杆水冷水封装置波纹补偿器、可动炉喉拉杆水冷水封装置、可动料斗拉杆水冷水封装置，由可动料斗与可动炉喉拉杆水冷水封装置波纹补偿器、可动炉喉拉杆水冷水封装置、可动料斗拉杆水冷水封装置加以保护，而可动炉喉拉杆水冷水封装置、可动料斗拉杆水冷水封装置的下部均焊接在炉头钢壳上，其上部均以可动料斗与可动炉喉拉杆水冷水封装置波纹补偿器和可动料斗与可动炉喉机械传动装置气密箱下方的出管以螺栓相联接；密封探料尺和TKFL-45系列高炉雷达探尺各两台，分别对称均布安装在炉头的钢壳上方，密封探料尺和TKFL-45系列高炉雷达探尺的导管焊接在炉头的钢壳上；其中上、下密封(固)阀为固体炉料截止阀，阀板由均布的呈辐射状的带扣阀瓣单元构成，阀瓣启闭沿阀体中心线方向，属中心卸料式，上、下密封(气)阀内设有两个带软密封的阀盖，阀体上对称设置两个检修孔；布料器气密箱起着承上启下的作用，其内设旋转布料器，可将上方料罐中的炉料，向下方8室布料斗任意相邻的两室进行定点布料，布料嘴开口朝向一方，布料嘴底部结构采用“存料式”，以延长其使用寿命，布料器气密箱内部的布料器机械传动装置，带有压力平衡式水冷水封气密系统；固定8室料斗的上、中、下段、锥形帽、抗磨护板、φ600×28钢管构件、联接板、下部隔板、固定布料钟支承体、固定布料钟、可动料斗共同构成8室布料斗。固定布料钟还通过由φ600×28钢管构件、联接板、下部隔固定布料钟支承体等构成的中间吊挂与布料器气密箱底部的挂件相联接，固定布料钟由8件相同的单体以螺栓相联接组装而成，可动料斗、可动炉喉均由4或8件相同的单体组装而成，小型高炉取4，中、大型高炉取8，可动炉喉与可动料斗采用一组相同的机械传动装置气密箱共四台，在圆周上均布安装；本发明的生产工艺包括三大步骤由料车、固定受料罐、上密封阀组、均压系统、料罐、下密封阀组等构成炉顶装料装置的串罐部分，它是将炉外常压的炉料引入到高压炉内的第一步；由布料器气密箱和8室布料斗等构成炉顶装料装置的圆周布料部分，是将炉外的炉料引入到炉内的第二步；由密封探料尺和TKFL-45系列高炉雷达探尺、可动料斗与可动炉喉机械传动装置、可动料斗、可动炉喉拉杆与套筒滚子链接头、可动料斗与可动炉喉拉杆水冷水封装置波纹补偿器、可动炉喉拉杆水冷水封装置、可动料斗拉杆水冷水封装置、可动炉喉拉杆、可动料斗拉杆等构成炉顶装料装置向炉喉进行布料的部分，是将炉外的炉料引入到炉内的第三步，也是最终的一步。
本发明提出的高炉横断面矿焦相间多扇面步进布料方法及其炉顶装置改变了炉内的矿、焦充填结构，从根本上解决了矿、焦呈层状布料时的料柱透气性差和局部气流的问题，循着焦旋梯旋转向上的煤气流既可抑制局部气流发生，又能有效控制炉体周边过高或过低的温度，利于炉体内衬使用寿命的延长；中心连续净焦柱的稳定存在，可维持适度的中心煤气流，能确保高大倒“V”形软融带的形成，既可提高炉芯和炉缸中心的温度，改善块状带和软融带的透气性，提高滴落带的透气性和透液性，减少或避免导致炉况不顺的“液泛”现象发生，降低和化解“死焦堆”之恶劣影响，又能减弱渣铁环流对炉缸区内衬的冲刷和浸蚀，可增强高炉抵御来自外部或自身的各种干扰能力，促进炉况顺行，使得高炉冶炼进程始终处于稳定受控状态，起到强化高炉冶炼、改善各项技术经济指标和延长高炉一代寿命等多重作用，具有显著的经济效益和社会效益。
下面结合附图和实施例对本发明提出的高炉横断面矿焦相间多扇面步进布料方法及其炉顶装置作进一步说明。
图1是本发明提出的高炉横断面矿焦相间多扇面步进布料的炉顶装置的主视示意图。
图2是图1中A-A剖示图。
图1中1、料车 2、固定受料罐 3、上密封(固)阀 4、均压管 5、上密封(气)阀 6、料罐 7、料罐支承件 8、下密封(固)阀 9、下密封(气)阀 10、布料器气密箱 11、锥形帽 12、抗磨护板 13、φ600×28钢管构件 14、固定8室料斗上段 15、固定8室料斗中段 16、密封探料尺和TKFL-45系列高炉雷达探尺 17、固定8室料斗下段 18、炉顶支圈 19、联接板 20、下部隔板 21、炉喉料面红外摄像仪 22、固定布料钟支承体 23、煤气导出管 24、炉头钢壳 25、可动料斗 26、可动炉喉 27、固定布料钟 28、炉喉“+”字测温装置 29、高炉炉喉 30、斜桥弯轨 31、炉顶框架固定受料罐支承件 32、固定受料罐有料和仓空信号仪 33、均压放散阀 34、均压充压阀 35、上密封阀组波纹补偿器 36、料罐有料和仓空信号仪 37、下密封阀组波纹补偿器 38、可动料斗与可动炉喉机械传动装置气密箱 39、可动料斗与可动炉喉拉杆套筒滚子链接头 40、可动料斗与可动炉喉拉杆水冷水封装置波纹补偿器41、可动炉喉拉杆水冷水封装置 42、可动料斗拉杆水冷水封装置 43、可动炉喉拉杆 44、可动料斗拉杆具体实施方法从图1、图2中可以看出一种高炉横断面矿焦相间多扇面步进布料的炉顶装置，由料车1和斜桥弯轨30组成，其特征是炉顶支圈18焊接在炉头钢壳24上；固定8室料斗下段17置于炉顶支圈18之上，固定8室料斗中段15又置于固定8室料斗下段17之上，它们三者之间以螺栓相联接；固定8室料斗上段14置于固定8室料斗中段15之上，它们两者之间以螺栓相联接；布料器气密箱10置于固定8室料斗上段14之上，它们两者之间以螺栓相联接；下密封(气)阀9置于布料器气密箱10之上，下密封阀组波纹补偿器37置于下密封(气)阀9之上，下密封(固)阀8置于下密封阀组波纹补偿器37之上，料罐6置于下密封(固)阀8之上，它们两者之间均分别以螺栓相联接，此外料罐6还以螺栓联接加焊接的方式固定于料罐支承件7之上；上密封阀组波纹补偿器35置于料罐6之上，上密封(气)阀5置于上密封阀组波纹补偿器35之上，上密封(固)阀3置于上密封(气)阀5之上，固定受料罐2置于上密封(固)阀3之上，它们两者之间均分别以螺栓相联接，此外，固定受料罐2还以螺栓联接加焊接的方式固定于炉顶框架固定受料罐支承件31之上；均压管4以螺栓加焊接的方式安装在上密封(气)阀5的阀体中下部，均压放散阀33和均压充压阀34分别安装在均压管4的上段和中段上，均以螺栓相联接；固定受料罐有料和仓空信号仪32和料罐有料和仓空信号仪36分别安装在固定受料罐2、料罐6的左侧下方；在固定8室料斗的内部固定8室料斗上段14的隔板与布料器气密箱10的底部挂件之间以螺栓相联接；φ600×28钢管构件13与固定8室料斗上、中、下三段14、15、17及固定布料钟支承体22之间以螺栓相联接；固定布料钟27与固定布料钟支承体22之间以螺栓相联接；下部隔板20上方与固定8室料斗下段17的隔板，采用联接板19以螺栓相联接，下方与固定布料钟27之间以螺栓相联接；固定布料钟27之下方吊装着炉喉“+”字测温装置28，靠炉子边缘的测点，采用从高炉炉喉29外向内进行安装的测温装置；炉喉料面红外摄像仪21则吊装在钢管构件13内的高炉中心线上并固定在布料钟支承体22上，炉喉“+”字测温装置28和炉喉料面红外摄像仪21所用铠装热电偶的导线、光纤通讯电缆、冷却用进出水和保护性气体等(图中未画出)均从固定8室料斗上、中段14、15之隔板下部的夹层中和从φ600×28钢管构件13中由高炉炉外引入；抗磨护板12安装在固定8室料斗上段14的隔板上方，以螺栓相联接；锥形帽11置于φ600×28钢管构件13的上口；在固定8室料斗的外部可动料斗25及可动炉喉26安装于炉头钢壳24内，可动料斗25呈圆筒形，可动料斗25的材料采用(NS-1)奥氏体耐磨铸钢，位于固定布料钟27之上，套在固定8室料斗下段17之外，用以上、下启闭，上则起到布料闸门之功效，下则起到料斗贮料之功能，可动料斗25及可动炉喉26均由四或八等分可拆卸的单体装配而成；可动炉喉26呈圆筒形，能上、下移动；固定布料钟27由8件相同的单体以螺栓相联接组装而成，可动料斗25与可动炉喉26的升降运行应根据高炉布料要求确定，由自控系统通过可动料斗与可动炉喉机械传动装置进行运作，可动料斗与可动炉喉机械传动装置气密箱(38)内部的机械传动装置可按布料调节的要求对可动料斗(25)与可动炉喉(26)进行升、降；可动料斗25及可动炉喉26上安装可动料斗拉杆44及可动炉喉拉杆43，可动料斗拉杆44及可动炉喉拉杆43通过可动料斗与可动炉喉拉杆套筒滚子链接头39，与从可动料斗与可动炉喉机械传动装置气密箱38中引出的套筒滚子链相联接，可动炉喉拉杆43、可动料斗拉杆44均采用压力平衡式水冷、水封气密系统，可动炉喉拉杆43及可动料斗拉杆44均分别对应安装可动料斗与可动炉喉拉杆水冷水封装置波纹补偿器40、可动炉喉拉杆水冷水封装置41、可动料斗拉杆水冷水封装置42，可动炉喉拉杆43及可动料斗拉杆44均由可动料斗与可动炉喉拉杆水冷水封装置波纹补偿器40、可动炉喉拉杆水冷水封装置41、可动料斗拉杆水冷水封装置42加以保护，而可动炉喉拉杆水冷水封装置41、可动料斗拉杆水冷水封装置42的下部均焊接在炉头钢壳24上，其上部均以可动料斗与可动炉喉拉杆水冷水封装置波纹补偿器40和可动料斗与可动炉喉机械传动装置气密箱38下方的出管用螺栓相联接；两台密封探料尺和TKFL-45系列高炉雷达探尺16分别对称均布安装在炉头钢壳24的上方，密封探料尺和TKFL-45系列高炉雷达探尺16的导管焊接在炉头钢壳24的上方；上、下密封(固)阀3、8的阀板由均布的呈辐射状的带扣阀瓣单元构成，阀瓣启闭沿阀体中心线方向，属中心卸料式；上、下密封(气)阀5、9则采用两件自带软密封的阀盖，阀体上对称设置两个检修孔，以适应降低休风率和快速检修之需要，上、下密封阀组的使用寿命长，可确保炉顶长期维持高压操作；采用压力平衡式水冷水封气密系统，确保布料器气密箱10内部的布料器能在高温、高压、高煤气灰的环境中正常实施矿、焦相间多扇面步进布料的进行，且可做到随炉顶煤气压力变化而实现自动调节；采用固定布料钟27与可动料斗25、可动炉喉26协同配合，实现高炉圆周和径向上布料；布料器气密箱10既起着承上启下的作用，其内设旋转布料器，可将上方料罐中的炉料，向下方8室布料斗的任意相邻两室为一布料单元进行定点布料，布料嘴开口朝向一方，布料嘴底部结构采用“存料式”，以延长其使用寿命，布料器气密箱10内设的布料器机械传动装置，带有压力平衡式水冷水封气密系统，布料器气密箱10与固定8室料斗的上、中、下三段14、15、17、固定布料钟支承体22、φ600×28钢管构件13、固定布料钟27、下部隔板20、联接板19、锥形帽11、抗磨护板12、可动料斗25等共同构成8室布料斗，通过布料器气密箱10内部的布料器与8室布料斗之间配合，实施矿、焦相间多扇面步进布料；将炉喉“+”字测温装置28分成两部分，其大部分吊装于固定布料钟27之下方，靠炉子边缘的测点，则采用从高炉炉喉29外向内安装的测温装置测温，避免传统的炉喉“+”字测温装置之大樑直接影响圆周炉料均布的问题；炉喉料面红外摄像仪21吊装在固定布料钟支承体22之内的高炉中心线上，以求得最佳图像效果；可动料斗25、可动炉喉26、固定布料钟27大型构件均采用以小件拼装成可拆卸式，尤其是可动料斗25、固定布料钟27只求具有布料功能而不要求有密封功能，以小件拼装可拆卸式，可解决因高炉大型化给设备制造、运输、安装以及检修更换所带来一系列的困难和问题；可动料斗与可动炉喉机械传动装置气密箱38、可动料斗与可动炉喉拉杆水冷水封装置波纹补偿器40、可动炉喉拉杆水冷水封装置41、可动料斗拉杆水冷水封装置42和炉头钢壳24共同构成压力平衡式水冷水封气密系统，以确保在高温、高压、高煤气灰的环境中机械传动装置能正常工作；固定受料罐2、料罐6分别固定在炉顶框架固定受料罐支承件31及料罐支承件7之上，不设称重装置，但分别设置固定受料罐有料和仓空信号仪32、料罐有料和仓空信号仪36以随时掌握炉料在罐中的情况；上密封阀组波纹补偿器35只作为炉顶检修之用、下密封阀组波纹补偿器37既可作为炉顶检修，又可作为高炉炉体涨落的补偿；可动炉喉26的板面与炉喉圆面垂直，在板面上设计一定数量呈棋格式布置略带倾斜的通气孔，既不影响炉喉的煤气流向煤气导出管23，也不影响其挡料的功能。密封探料尺和TKFL-45系列高炉雷达探尺16前者为机械、接触式，后者为电气自动、非接触式，两者共用可确保探料面的精确程度和使用的可靠性。
实施例实际采用先布焦、后布矿的矿、焦分装以矿焦相间多扇面步进布料方法向炉喉布料作业，当密封探料尺和TKFL-45系列高炉雷达探尺16自动探料面到规定料线时，提升密封探料尺至准备探料的位置，此时TKFL-45系列高炉雷达探尺无需提升；通过可动料斗与可动炉喉机械传动装置气密箱38提升可动料斗25至开位，可动炉喉26随可动料斗25提升而选择下降点或维持原位不动，延时10秒钟，将8室布料斗中所布的焦炭布入高炉炉喉29；延时10秒钟到可动料斗25下降至关位，可动炉喉26与可动料斗25协同动作升至高位；布料器气密箱10内部的布料器按原旋转方向转90°角准备布矿；料罐的均压充压阀34开启至开位；炉顶压与罐压比较差值(炉顶压-罐压)≤700Pa；打开下密封(气)阀9至开位，打开下密封(固)阀8至开位；料罐有料和仓空信号仪36发出仓空信息；布料器气密箱10内部的布料器按原旋转方向转180°角，准备实施布矿；关闭下密封(固)阀8至关位，关闭下密封(气)阀9至关位；打开料罐均压放散阀33至开位；大气压与罐压比较差值(大气压-罐压)≈0；打开上密封(气)阀5至开位，关闭料罐均压放散阀33至关位；打开上密封(固)阀3至开位；固定受料罐有料和仓空信号仪32发出仓空信息；料罐有料和仓空信号仪36发出有料信息；关闭上密封(固)阀3至关位，关闭上密封(气)阀5至关位；料车1上料；打开料罐均压充压阀34至开位；炉顶压与罐压比较差值(炉顶压-罐压)≤700Pa；打开下密封(气)阀9至开位，打开下密封(固)阀8至开位；料罐有料和仓空信号仪36发出仓空信息；关闭下密封(固)阀8至关位，关闭下密封(气)阀9至关位；通过可动料斗与可动炉喉机械传动装置气密箱38提升可动料斗25至开位，可动炉喉26随可动料斗25提升而选择下降点或维持原位不动，延时10秒钟，将8室布料斗中的矿石布入高炉炉喉29；密封探料尺(和TKFL-45系列高炉雷达探尺)16进行自动探料面；打开料罐均压放散阀33至开位；大气压与罐压比较差值(大气压-罐压)≈0；打开上密封(气)阀5至开位，关闭料罐均压放散阀33至关位；打开上密封(固)阀3至开位；固定受料罐有料和仓空信号仪32发出仓空信息；料罐有料和仓空信号仪36发出有料信息；布料器气密箱10内部的布料器按原旋转方向旋转45°步进角，准备下一批炉料的矿、焦相间多扇面步进布料；关闭上密封(固)阀3至关位，关闭上密封(气)阀5至关位；料车1上料；固定受料罐有料和仓空信号仪32发出有料信息；打开料罐均压充压阀34至开位；炉顶压与罐压比较差值(炉顶压-罐压)≤700Pa；关闭料罐均压充压阀34至关位；打开下密封(气)阀9至开位，打开下密封(固)阀8至开位；料罐有料和仓空信号仪36发出仓空信息；关闭下密封(固)阀8至关位，关闭下密封(气)阀9至关位；布料器气密箱10内部的布料器按原旋转方向旋转180°角，准备布焦；打开料罐均压放散阀33至开位；大气压与罐压比较差值(大气压-罐压)≈0；关闭料罐均压充压阀34至关位；打开上密封(气)阀5至开位，打开上密封(固)阀3至开位；固定受料罐有料和仓空信号仪32发出仓空信息；料罐有料和仓空信号仪36发出有料信息；关闭上密封(固)阀3至关位，关闭上密封(气)阀5至关位；料车1上料；固定受料罐有料和仓空信号仪32发出有料信息；打开料罐均压充压阀34至开位；炉顶压与罐压比较差值(炉顶压-罐压)≤700Pa；关闭料罐均压充压阀34至关位；打开下密封(气)阀9至开位，打开下密封(固)阀8至开位；料罐有料和仓空信号仪36发出仓空信息；布料器气密箱10内部的布料器按原旋转方向旋转90°角，准备布矿；关闭下密封(固)阀8至关位，关闭下密封(固)阀8至关位；打开料罐均压放散阀33至开位；大气压与罐压比较差值(大气压-罐压)≈0；关闭料罐均压放散阀33至关位；打开上密封(气)阀5至开位，打开上密封(固)阀3至开位；固定受料罐有料和仓空信号仪32发出仓空信息；料罐有料和仓空信号仪36发出有料信息；关闭上密封(固)阀3至关位，上密封(气)阀5至关位；料车1上料；固定受料罐有料和仓空信号仪32发出有料信息；打开料罐均压充压阀34至开位；炉顶压与罐压比较差值(炉顶压-罐压)≤700Pa；关闭料罐均压充压阀34至关位，至此，已将原炉顶中的两车焦、两车矿分别布到炉内并将后续的两车焦、两车矿也安排到炉顶的装料装置中。
权利要求
1.一种高炉横断面矿焦相间多扇面步进布料方法其特征是用矿、焦同装或先布焦、后布矿的矿、焦分装的办法，采用多室布料斗以一定的布焦、布矿角和步进角进行矿、焦相间多扇面步进布料，布焦、布矿角均分别为90°、60°、45°，相应的步进角为45°、30°、22.5°，矿石、焦炭以矿、焦相间多扇面的形式顺着布料钟布向炉喉，且在同一时间之内布到炉喉料面上，在料柱中形成中心连续净焦柱和与中心连续净焦柱紧挨且绕着它旋向相同的焦旋梯和矿旋梯，使矿、焦在炉内布成各为两个、三个、四个呈旋梯状的炉料充填结构。
2.一种高炉横断面矿焦相间多扇面步进布料的炉顶装置，由料车(1)和斜桥弯轨(30)组成，其特征是a、炉顶支圈(18)焊接在炉头钢壳(24)上，固定8室料斗下段(17)置于炉顶支圈(18)之上，固定8室料斗中段(15)又置于固定8室料斗下段(17)之上，它们三者之间以螺栓相联接；b、固定8室料斗上段(14)置于固定8室料斗中段(15)之上，它们两者之间以螺栓相联接，布料器气密箱(10)置于固定8室料斗上段(14)之上，它们两者之间以螺栓相联接；c、下密封(气)阀(9)置于布料器气密箱(10)之上，下密封阀组波纹补偿器(37)置于下密封(气)阀(9)之上，下密封(固)阀(8)置于下密封阀组波纹补偿器(37)之上，料罐(6)置于下密封(固)阀(8)之上，它们两者之间均分别以螺栓相联接，此外料罐(6)还以螺栓联接加焊接的方式固定于料罐支承件(7)之上；d、上密封阀组波纹补偿器(35)置于料罐(6)之上，上密封(气)阀(5)置于上密封阀组波纹补偿器(35)之上，上密封(固)阀(3)置于上密封(气)阀(5)之上，固定受料罐(2)置于上密封(固)阀(3)之上，它们两者之间均分别以螺栓相联接，此外，固定受料罐(2)还以螺栓联接加焊接的方式固定于炉顶框架固定受料罐支承件(31)之上；e、均压管(4)以螺栓加焊接的方式安装在上密封(气)阀(5)的阀体的中下部，均压放散阀(33)和均压充压阀(34)分别安装在均压管(4)的上段和中段上，均以螺栓相联接，固定受料罐有料和仓空信号仪(32)和料罐有料和仓空信号仪(36)分别安装在固定受料罐(2)和料罐(6)的左侧下方；f、固定8室料斗上段(14)的隔板与布料器气密箱(10)的底部挂件之间以螺栓相联接，φ600×28钢管构件(13)与固定8室料斗上、中、下三段(14)(15)、(17)及固定布料钟支承体(22)之间以螺栓相联接，固定布料钟(27)与固定布料钟支承体(22)之间以螺栓相联接，下部隔板(20)上方与固定8室料斗下段(17)的隔板，采用联接板(19)以螺栓相联接，下方与固定布料钟(27)之间以螺栓相联接，固定布料钟(27)之下方吊装着炉喉“+”字测温装置(28)，靠炉子边缘的测点，采用从高炉炉喉(29)外向内进行安装的测温装置，炉喉料面红外摄像仪(21)则吊装在φ600×28钢管构件(13)内的高炉中心线上并固定在布料钟支承体(22)上，炉喉“+”字测温装置(28)和炉喉料面红外摄像仪(21)所用铠装热电偶的导线、光纤通讯电缆、冷却用进出水和保护性气体等均从固定8室料斗上、中段(14)、(15)之隔板下部的夹层中和从φ600×28钢管构件(13)中由高炉炉外引入，抗磨护板(12)安装在固定8室料斗上段(14)的隔板上方，以螺栓相联接，锥形帽(11)置于φ600×28钢管构件(13)的上口；g、可动料斗(25)及可动炉喉(26)安装于炉头钢壳(24)内，可动料斗(25)呈圆筒形，可动料斗(25)的材料采用(NS-1)奥氏体耐磨铸钢，位于固定布料钟(27)之上，套在固定8室料斗下段(17)之外，可动炉喉(26)呈园筒形，可动料斗(25)及可动炉喉(26)上安装可动料斗拉杆(44)及可动炉喉拉杆(43)，可动料斗拉杆(44)及可动炉喉拉杆(43)通过可动料斗与可动炉喉拉杆套筒滚子链接头(39)，与从可动料斗与可动炉喉机械传动装置气密箱(38)中引出的套筒滚子链相联接，可动炉喉拉杆(43)、可动料斗拉杆(44)均采用压力平衡式水冷水封气密系统，可动炉喉拉杆(43)及可动料斗拉杆(44)均分别对应安装可动料斗与可动炉喉拉杆水冷水封装置波纹补偿器(40)、可动炉喉拉杆水冷水封装置(41)、可动料斗拉杆水冷水封装置(42)，而可动炉喉拉杆水冷水封装置(41)、可动料斗拉杆水冷水封装置(42)的下部均焊接在炉头钢壳(24)上，其上部均以可动料斗与可动炉喉拉杆水冷水封装置波纹补偿器(40)和可动料斗与可动炉喉机械传动装置气密箱(38)下方的出管用螺栓相联接，各为两台的密封探料尺和TKFL-4 5系列高炉雷达探尺(16)对称均布安装在炉头钢壳(24)的上方，密封探料尺和TKFL-4 5系列高炉雷达探尺(16)的导管焊接在炉头钢壳(24)的上方。
3.根据权利要求2所的述的高炉横断面矿焦相间多扇面步进布料的炉顶装置，其特征是可动料斗(25)及可动炉喉(26)均由四或八等分可拆卸的单体装配而成。
4.根据权利要求2所的述的高炉横断面矿焦相间多扇面步进布料的炉顶装置，其特征是固定布料钟(27)由8件相同的单体以螺栓相联接组装而成。
5.根据权利要求2所的述的高炉横断面矿焦相间多扇面步进布料的炉顶装置，其特征是上、下密封(固)阀(3)、(8)的阀板由均布的呈辐射状的带扣阀瓣单元构成。
6.根据权利要求2所的述的高炉横断面矿焦相间多扇面步进布料的炉顶装置，其特征是上、下密封(气)阀(5)、(9)采用两件自带软密封的阀盖，阀体上对称设置两个检修孔。
7.根据权利要求2所述的高炉横断面矿焦相间多扇面步进布料的炉顶装置，其特征是布料器气密箱(10)内设旋转布料器及带有压力平衡式水冷水封气密系统的布料器机械传动装置。
8.根据权利要求2所述的高炉横断面矿焦相间多扇面步进布料的炉顶装置，其特征是可动料斗与可动炉喉机械传动装置气密箱(38)内部的机械传动装置可按布料调节的要求对可动料斗(25)与可动炉喉(26)进行升、降。
全文摘要
本发明提出一种高炉横断面矿焦相间多扇面步进布料方法及其炉顶装置，属炼铁，其特征是用矿、焦同装或先布焦、后布矿的矿、焦分装的办法，采用多室布料斗以一定的布焦、布矿角和步进角进行矿、焦相间多扇面步进布料，矿石和焦炭以矿、焦相间多扇面的形式顺着布料钟布向炉喉料面，在料柱中心窄小范围内形成中心连续净焦柱的同时，在料柱中还形成与中心连续净焦柱紧挨且围绕着它作同向旋转的焦旋梯和矿旋梯，使矿、焦在炉内布成各为两个、三个、四个呈旋梯状的炉料充填结构，炉内矿、焦充填结构的改变，从根本上化解了矿、焦呈层状布料时的料柱透气性差和局部气流的“症结”问题，使高炉冶炼进程始终处于稳定、受控状态。
文档编号C21B7/18GK1850995SQ20061004056
公开日2006年10月25日 申请日期2006年5月25日 优先权日2006年5月25日
发明者祁正坤 申请人:祁正坤