专利名称：高炉两段式喷吹煤粉的方法与装置的制作方法
技术领域：
一种高炉炼铁两段式喷吹煤粉的方法与装置。
背景技术：
高炉炼铁现在和未来将一直是钢铁冶炼中生产铁水的主体工艺，具有无法比拟的生产优 势。且利用高炉风口为喷吹口，向高炉内喷吹煤粉的工艺已经实施了多年，煤粉代替一部分 焦炭，取得了积极地冶炼效果。
2003年，出现了 "高炉炼铁两段式喷吹煤粉工艺方法"的专利技术(专利号ZL 00123294.0)可以将煤粉喷吹到高炉软熔带上部、炉腰或炉身下部部位，以此减轻风口前及 滴落带内的局部过量积粉，降低高炉料柱全压差，有利于提高煤粉喷吹量和强化高炉冶炼， 同时该工艺还可以有效保护焦炭强度，改善高炉炼铁的各项技术指标。但是，在实施两段式 喷吹时，如果操作参数选择不当，容易出现喷枪堵塞、煤粉分布不均等问题，使得这种发明 创造达不到应有的效果。 发明目的
本项发明的目的是要在高炉两段式喷吹煤粉的专利技术基础之上，为了避免出现堵枪和 确保喷入煤粉在炉内充分被利用，要求进一步改善喷吹的方法与装置，使得两段式喷吹煤粉 技术得到有效利用，并在全国乃至世界范围内得到迅速的推广应用。 发明原理
从第二段喷枪喷入的煤粉进入到高炉内部以后，煤粉在载气的作用下能够较为均匀的分 散到喷吹部位的周围，和炉内煤气中二氧化碳接触之后会先于焦炭快速气化反应，生成一氧 化碳，由于煤粉的气化反应消耗了二氧化碳，从而最大限度的保护了焦炭，使之仍然保持着 足够的强度，同时煤粉的均匀分布可明显改善高炉料柱的透气性，使高炉得以进一歩高产顺 行。
基于以上原理，理想的喷吹工艺必须保证利用第二段煤粉喷吹设备喷入到高炉中的粉煤
流量要稳定，煤粉和载体空气形成的气固两相流的浓度和流量要相对稳定。明确说来就是
1. 为第二段喷吹煤粉所设立的专用设备或装置必须充分满足稳定喷吹工艺的要求；
2. 操作上要保证第二段喷枪中煤粉的适宜喷吹量，以及在各喷枪中的均匀分布；
3. 进行适当地二次补气以此保证气固两相流的适宜固气比，确保一定的喷吹压力。
发明内容
本项发明是将高炉炼铁两段式喷吹煤粉工艺进一步细化，确立专用装置，在此基础上， 实施适宜的工艺参数，使之获得更加满意的喷吹效果。该项发明在以往的两段式喷吹煤粉工g基础上，采用专门的喷吹装置，该种装置不仅包 括管道、喷枪，而且包括专用的分配器，惰性气体专用管道和多个控制阀门、流量计、控制 表等。具体结构如附图l所示，详见以后的
。
本项发明创造所完成的两段式喷吹煤粉的第二段喷吹工艺包括以下的具体操作方法。
1. 接通氮气输送管道10的氮气，依次打开煤粉输送管道1和氮气输送管道10上除切断 阀2以外的所有阀门至最大幵启程度，对所有管路进行吹扫，时间持续在30分钟以内，以此 确保煤粉输送管道1的全面疏通，然后关闭所有阀门；
2. 打开调节阀4并控制其开启到一定程度，再开切断阀2和喷吹阀6，保证煤粉能够均 匀的分配到煤粉喷枪9所在的煤粉输送管道1各个支路上，其中自切断阀2到喷吹阀6的煤 粉为浓相输送，其固气比为50 75kgZkg;
3. 根据单支枪喷吹流量计7的显示值，调节一次补气阀12，控制第二段单支煤粉喷枪9 喷吹量为3 5kg/tHM，固气比《20kg/kg，且第二段单支煤粉喷枪9出口处的喷吹压力P 风+50kPa P风+150kPa，其中P风为高炉热风压力。
4. 通过风口进行的煤粉第段喷吹如停喷时，炉身的第二段煤粉喷吹随之停喷；
5. 高炉休风时要关闭喷吹装置中的所有阀门，复风后再按上述操作l一3条所说步骤全 面恢复。
上述力法中，二次补气十分重要。 一般而言，高炉生产过程中热风从风口进入炉内，产 生回旋区，使得从风口喷入的煤粉能够顺利地进入炉内。但在第二段喷枪位置，如果仍采用 风口方式进行喷煤，由于不存在回旋区，喷入的煤粉将会堆积在煤枪出口，导致喷煤管道堵 塞。因此，第二段单支煤粉喷枪9出口处的喷吹压力(P .s)应大于高炉热风压力(P )50kPa 150kPa，即P ,,= P风+50kPa P风+150kPa，而这种煤粉喷枪9出口处压力的维持必须通过调 节二次补气阀12进行二次补气来保证。通常分配器5总管压力为0.5 0.65MPa， 二次补气气 源选择高压氮气，其压力约1.5MPa。
附图1为本项发明所使用的高炉第二段喷吹煤粉所用装置的示意图。如图1所示，该装 置共有煤粉输送管道l、切断阀2、第二段喷吹总流量计3、调节阀4、分配器5、喷吹阀6、 单支煤粉喷枪喷吹流量计7、喷吹压力表8、煤粉喷枪9、氮气输送管道io、氮气吹扫阀n、 二次补气阀12组成。其中，切断阀2、第二段喷吹总流量计3、调节阀4、分配器5通过煤 粉输送管道1依次串联起来，分配器5通过煤粉输送管道1同各煤粉喷枪9相接，自分配器 5引出的每一连接喷枪煤粉输送管道1上都依次安装有喷吹阀6、单支煤粉喷枪喷吹流量计7、 喷吹压力表8和煤粉喷枪9，氮气输送管道10并联着两条氮气吹扫和一条二次补气共三条支
4路，其中两条氮气吹扫支路中的一条吹扫支路通过氮气吹扫阀11在切断阀2和第二段喷吹总 流量计3之间同煤粉输送管道1相通，另一条氮气吹扫支路上并连着和煤粉喷枪9数量相等 的多个单个吹扫支路，每一单个吹扫支路又通过各自的氮气吹扫阀11在煤粉输送管道1各喷 枪支路的喷吹阀6和单支煤粉喷枪喷吹流量计7之间与之相通，二次补气支路通过二次补气 阀12同样在煤粉输送管道1的喷吹阀6和单支煤粉喷枪喷吹流量计7之间与之相通，系统的 单支喷枪及其管路共有4 6支，其中2000m3以下高炉可设置四支第二段喷枪，2000m3以上 高炉可设置六支第二段喷枪。
上述装置即可保证高炉两段式喷吹操作工艺的顺利进行。 发明效果
两段式喷吹煤粉工艺对高炉操作指标有着积极的影响，获得了应有的效果，主要表现在
1. 风口焦炭取样结果表明第二段煤粉喷枪所在位置垂直向下线上所在风口的焦炭粒度 大于其上方垂直线上无第二段喷枪下的焦炭，而且喷枪所在位置垂直向下线上所在风口取出
的焦炭转鼓强度要高于无第二段喷枪焦炭约2%;
2. 采用两段式喷煤工艺时的重力除尘器炉灰中未燃煤粉含量与不采用该工艺时基本一 致，表明第二段喷枪喷入高炉的煤粉得到了充分地利用；
3. 采用两段式喷吹后，煤比增加，焦比降低，从而降低了生产成本。
4. 采用两段式喷吹，在保证料柱压差不变的前提下，鼓风量增加，产量也随之提高，同 时铁水含[Si]量、炉渣成分基本稳定，铁水合格率没有降低。
实施例
某钢铁厂高炉的容积为1800m3，在实施两段式喷吹初期，由于喷吹设备不够合理，而且 相关参数控制不当，堵枪事故频发(有时达8次/日)，没有收到应有的效果。采用本项发明 技术，其喷吹设备和附图1所示的装置相一致，共有四支喷枪，在高炉炉身下部、软熔带上 方沿炉身截面对称分布在同一圆周上。并妥善控制了第二段喷吹系统的操作参数，其中
1. 单枪喷吹量350 650kg/h，平均402kg/h;
2. 通过二次补气控制固气比《20kg/kg;
3. 控制喷吹压力P风+50kPa ~ P风+150kPa，平均压力为P风+110kPa。 整个操作连续喷吹40天，未发生一次堵枪事故，高炉平均煤比增加11.35 kg/tHM,焦比
降低9.87 kg/tHM， 二段式喷吹获得了较好的冶金效果。
权利要求
1.一种高炉炼铁两段式喷吹煤粉的方法，方法中采用的第二段喷吹装置包括煤粉输送管道1、煤粉喷枪9，其特征在于喷吹装置中还包括切断阀2，第二段喷吹总流量计3，调节阀4，分配器5，喷吹阀6，单支煤粉喷枪喷吹流量计7，喷吹压力表8，氮气输送管道10，氮气吹扫阀11，二次补气阀12组成，其中，切断阀2、第二段喷吹总流量计3、调节阀4、分配器5通过煤粉输送管道1依次串联起来，分配器5通过煤粉输送管道1同各煤粉喷枪9相接，自分配器5引出的每一连接喷枪煤粉输送管道1上都依次安装有喷吹阀6、单支煤粉喷枪喷吹流量计7、喷吹压力表8和煤粉喷枪9，氮气输送管道10并联着两条氮气吹扫和一条二次补气共三条支路，其中两条氮气吹扫支路中的一条吹扫支路通过氮气吹扫阀11在切断阀2和第二段喷吹总流量计3之间同煤粉输送管道1相通，另一条氮气吹扫支路上并连着和煤粉喷枪9数量相等的多个单个吹扫支路，每一单个吹扫支路又通过各自的氮气吹扫阀11在煤粉输送管道1各喷枪支路的喷吹阀6和单支煤粉喷枪喷吹流量计7之间与之相通，二次补气支路通过二次补气阀12同样在煤粉输送管道1的喷吹阀6和单支煤粉喷枪喷吹流量计7之间与之相通，利用前述的这种装置喷吹煤粉时，首先接通氮气输送管道10的氮气，依次打开煤粉输送管道1和氮气输送管道10上除切断阀2以外的所有阀门至最大开启程度，对所有管路进行吹扫，煤粉输送管道1全面疏通后关闭所有阀门，然后打开调节阀4并控制其开启到一定程度，再开切断阀2和喷吹阀6，再根据单支枪喷吹流量计7的显示值，调节二次补气阀12，控制第二段单支煤粉喷枪9喷吹量为3～5kg/tHM，固气比≤20kg/kg，且第二段单支煤粉喷枪9出口处的喷吹压力P喷＝P风+50kPa～P风+150kPa。
2. —种高炉炼铁两段式喷吹煤粉所用的第二段喷吹装置，该装置包括煤粉输送管道l，煤粉喷枪9， 其特征在于喷吹装置中还包括切断阀2，第—段喷吹总流呈计3，调节阀4，分配器5，喷吹阀6，单支煤 粉喷枪喷吹流量计7，喷吹压力表8，氮气输送管道IO,氮气吹扫阀ll， 二次补气阀12组成，其中，切 断阀2、第二段喷吹总流量计3、调节阀4、分配器5通过煤粉输送管道1依次串联起来，分配器5通过煤 粉输送管道1同各煤粉喷枪9相接，自分配器5引出的每一连接喷枪煤粉输送管道1上都依次安装有喷吹 阀6、单支煤粉喷枪喷吹流量计7、喷吹压力表8、煤粉喷枪9，氮气输送管道、0并联着两条氮气吹扫和 一条二次补气共二条支路，其中两条氮气吹扫支路中的一条吹扫支路通过氮气吹扫阀11在切断阀2和第 二段喷吹总流量计3之间同煤粉输送管道1相通，另一条氮气吹扫支路上并连着和煤粉喷枪9数呈相等的 多个单个吹扫支路，每一单个吹扫支路又通过各自的氮气吹扫阀11在煤粉输送管道1各喷枪支路的喷吹 阀6和单支煤粉喷枪喷吹流量计7之间与之相通，二次补气支路通过二次补气阀12同样在煤粉输送管道1 的喷吹阀6和单支煤粉喷枪喷吹流量计7之间与之相通。
全文摘要
一种高炉炼铁两段式喷吹煤粉的方法及装置，其特征在于利用所发明的带有专用的分配器、惰性气体专用管道和多个控制阀门、流量计、控制表等在内的两段式喷吹装置，实施固定的操作程序并控制部分工艺参数从而实现了高炉的两段式喷吹，经40天实际生产验证使用此方法与装置可有效避免喷枪堵塞事故的发生，高炉平均煤比增加11.35kg/tHM，焦比降低9.87kg/tHM。
文档编号C21B5/00GK101492748SQ200910010470
公开日2009年7月29日 申请日期2009年2月27日 优先权日2009年2月27日
发明者丁智敏, 刘代德, 鑫 姜, 张正好, 杨文光, 沈峰满 申请人:东北大学