专利名称：高效浓相喷吹煤粉方法
技术领域：
本发明属于高炉炼铁领域，适用于炼铁高炉喷吹煤粉。
背景技术：
在当前全球金融风暴的影响下，企业的制造成本不但关系到企业的利润，而且决 定了企业的生死存亡。高炉喷吹煤粉技术是利用价格低廉的非炼焦煤部分代替价格昂贵的 冶金焦碳，有着显著的经济效益，且有利于高炉的强化冶炼和炉况顺行，可大幅度提高高炉 的技术经济指标，还可缓和对焦碳的需求，减少兴建焦炉的基建投资，降低炼焦生产对环境 造成的污染等，所以社会效益也很显著。高炉喷煤效果的标志是燃烧率的高低，而影响燃烧率的最重要的因素之一是煤粉 的输送浓度和喷枪内的煤粉流速，如何降低喷枪内的煤粉流速和提高煤粉的输送浓度是本 领域的技术人员所致力研究的一项重要课题。
发明内容
本发明的目的是对喷吹系统中涉及到的混合器、煤粉过滤器、分配器等设备的改 进，以及喷吹中流化方式、输送中固气混合方式、分配器与喷枪间支管连接方式的改进，在 采用自身研制的高性能的混合器，喷煤专用过滤器，高效“Y”形分配器后，煤粉的输送浓度 逐步提高至80kg/m3以上，喷枪内煤粉流速降低到18m/s以下，达到降低喷枪内煤粉流速 和提高煤粉输送浓度的效果，进一步提高煤粉燃烧率，实现高炉高煤比、低燃料比的高效运 行。高效浓相喷吹煤粉方法，包括喷吹罐(喷吹罐的流化及疏松煤粉的优化)一混合 器一喷煤总管一过滤器一分配器一喷煤枪。(见附图1)在喷吹系统中，喷吹罐充压设有两趟补充气，其一为快速充压，其二为罐压回差补 气(主要功能为疏松煤粉)。罐压回差补气时的压力波动，影响到喷吹罐的出粉量，出粉量 的波动又会导致固气比的波动，使喷吹过程本身处于周期性的波动状态。另外，罐压回差补 气压力大时又经常发生补气“短路”，松料阀补充的气体直接流向喷吹罐锥部，通过下煤阀 进入喷吹管道，导致瞬时煤量降低，喷吹气量增大，造成瞬时实际固气比急剧降低，喷煤不 稳定，堵枪频次增加。本高效浓相喷吹煤粉方法中，在罐压回差补气阀前增加一台调节阀，通过调节调 节阀开度实现喷吹过程中罐压回差补气气动球阀处于常开状态。通过改变补气进行的方 式，使补气不仅发挥疏松煤粉的作用，而且起到对煤粉的流化作用使喷吹罐的出煤量在时 间上更均勻。本高效浓相喷吹煤粉方法中，罐压回差补气伸入喷吹罐内的导管采用上部开放式 的斜切面，可以避免气体直接流向喷吹罐锥部，通过下煤阀进入喷吹管道。本高效浓相喷吹煤粉方法中，喷吹系统中采用高炉喷煤专用混合器，其特征是混 合器器芯气孔为螺旋斜入式，混合器器芯中间煤粉输出孔为中间凸出、末端扩散型，在混合器弯头入口增加一蓖式结构。(见附图3、附图4)混合器器芯气孔为螺旋斜入，改变了混合器中气体的运动方向，煤气混合物形成 一个螺旋趋势，促使喷吹煤粉向管壁扩散，提高了煤粉的混合速度和混合程度，改善了管道 截面上煤粉上下分布不均。采用这一结构后，管壁处煤粉流速降低，中心煤粉流速提高，减 少了管道的磨损，延长了管道的使用寿命。混合器器芯中间煤粉输出孔由喇叭型改为中间凸出、末端扩散型后适当降低了煤 粉与气体混合瞬间煤粉的流速，有利于煤粉与气体均勻混合。在混合器弯头入口增加一蓖式结构后，在正常喷煤时起到过滤器和一次分配器的 作用，减少了煤粉中的杂质，有利于煤粉和气体均勻混合。由于并罐喷煤需要定期倒罐操 作，当倒罐操作时蓖式结构表现的作用优为突出。蓖式结构减缓了倒罐时煤粉瞬间涌入混 合器，减少了喷煤操作倒罐时喷枪堵塞严重，喷煤不均这一弊端。本高效浓相喷吹煤粉方法中，喷煤管路采用尽可能少的弯头数量、尽可能大的弯 头角度，降低管道内煤粉流动时的阻力，降低了喷吹工的操作难度，为提高固气比提供保障。本高效浓相喷吹煤粉方法中，要求喷吹系统使用阀门及连接件的实际通径与相应 的管道一致，保证煤粉在喷吹管道内流通顺畅。本高效浓相喷吹煤粉方法中，为了进一步减少煤粉之中的碳纤维及杂质，在喷煤 总管道上增加了喷煤专用过滤器。采用这种过滤器后，有利于减少高炉堵枪次数，特别是可 以消除由于清理分配器而造成高炉停煤的工艺缺陷，利于实现连续均勻喷煤。本高效浓相喷吹煤粉方法中采用的过滤器，由于过滤器与喷煤管道截面积不相等 在设计上采用导流连接体，在过滤网前的管路上，采用扩张段的设计方法，一方面增大了过 滤器的使用面积，另一方面降低了阻力损失，有利于在高固气比的工况下仍能发挥过滤器 的效能，减小了因面积变化而使阻力增大太多的弊端，本过滤器在固气比达到80kg/m3左右 的工况下仍能正常使用。本高效浓相喷吹煤粉方法中使用的分配器，为喷煤专用“Y”形分配器，分配器设置 组合式顶盖，当需要更换受损锥体或清理分配器时只需利用高炉短暂停煤时间打开内盖就 可完成，不用对分配器外盖进行拆卸，这样就大大缩短了对分配器的维修时间，实现了高炉 连续喷煤。另外，该分配器结合了锥式分配器渐扩管、分配锥和盘式分配器分配芯的优点。利 于实现浓相喷吹，在固气比达到80Kg/m3时该分配器仍能均勻分配，可以实现利用单个分配 器对大型高炉的双枪喷煤，适应了利用双枪喷煤来提高煤粉燃烧率的趋势。本高效浓相喷吹煤粉方法中，分配器与喷枪之间的喷煤支管采用基本等长支管。 喷吹支管转弯半径不小于1米，支管长度基本相等，最大偏差小于2. 0m，离分配器距离近的 支管通过变向弯管增加支管长度达到和离分配器远的支管同样的长度。本发明优点在于1、喷吹罐采用气动球阀和调节阀共同调节实现喷吹过程中松料阀处于常开补气 状态。通过改变补气进行的方式，使补气不仅发挥疏松煤粉的作用，而且起到对煤粉的流化 作用，使喷吹罐的出煤量在时间上更均勻。2、采用了高炉喷煤专用混合器、高炉喷煤专用过滤器、高炉喷煤“Y”形分配器等新式设备实现煤粉的浓相喷吹。喷煤过程中固气混合更加均勻，输送浓度显著提高。3、分配器与喷枪之间的喷煤支管采用基本等长支管连接，喷枪堵塞明显减少，各 喷枪喷吹煤粉基本均勻，有利于高炉稳定顺行，煤粉燃烧率得到提高，煤比提高，成本降低。
图1为高效浓相喷吹煤粉方法工艺流程图。1为煤粉仓，2为上钟阀，3为下钟阀，4为放散阀，5为上放散阀、6为放散管道，7为 充压阀，8、11为氮气管道，9为松料阀，10为松料调节阀，12为补气调节阀，13为给煤阀，14 为混合器，15为切换阀，16为过滤器，17为喷煤总管道，18为分配器，19为喷煤支管图2为高效浓相喷吹煤粉方法中混合器弯头。图3为高效浓相喷吹煤粉方法中混合器器芯剖视图。图4为高效浓相喷吹煤粉方法中混合器弯头入口处的蓖式结构图。图5是高效浓相喷吹煤粉方法中高炉喷煤专用过滤器正视图。1、3、4为和喷煤管道相同的标准法兰，2、14为膨胀器，5为过滤器倒用阀门，6为高 压气源控制球阀，7为卸压球阀，8为无缝钢管，9为扩径管，10、12为和过滤网相同标准法 兰，11为过滤器滤网，13为排杂球阀图6是高效浓相喷吹煤粉方法中高炉喷煤专用过滤器俯视图。图7为高效浓相喷吹煤粉方法中“Y”形分配器本体正向剖视图，
具体实施例方式本高效浓相喷吹煤粉方法，包括喷吹罐(喷吹罐的流化及疏松煤粉方式的优 化)一混合器一喷煤总管一过滤器一分配器一喷煤枪。当高炉开始喷煤时，及时调整松料气动球阀后的调节阀的开度，通过调整使气动球阀保持常开状态，随着喷吹过程的进行气体连续进入喷吹罐 内。由于高炉喷煤量的不同，喷吹罐松料调节阀的开度会有所不同，需要随时调整。当过滤器在线使用时，要求喷吹工注意出口压力及瞬时喷煤量的变化情况。瞬时 喷煤量下降，管道出口压力上升幅度较大时，立即和看枪工联系，准备清理过滤器，清理过 滤器采用先开后关的程序，在倒用过滤器后应观察喷枪煤流情况，无煤粉喷出时及时检查 过滤器阀门，打开排杂阀清理杂物。当分配器各通道出现堵塞时需要进行清理，清理分为带煤氮气反吹和停煤开分配 器小盖清理，具体步骤如下1、氮气反吹环保清理分配器实施办法在分配器下部设置氮气环管，由金属软管将喷煤支管上的三通阀门与氮气环管连 接，当分配器、喷煤支管堵塞不严重或堵塞杂物体积较小时，不需要拆卸分配器，只要打开 反吹气源球阀，随后调节三通阀门，利用高压气体吹扫分配器内部或喷煤支管，达到清理效 果。分配器内的杂物被高压气流送至高炉内，达到环保清理分配器的目的。2、使用组合盖清理分配器和更换分配器芯实施办法外盖由10-14条螺栓密封固定在分配器本体上，采用普通钢质。内盖由4条螺栓 固定在外盖上，内盖连接分配锥，锥体为耐磨材质。当氮气反吹无法疏通分配器时需打开分配器小盖清理分配器，整项工作约需5分钟；利用高炉检修机会定期检查分配器芯，当需要 更换分配器芯时打开外盖更换，约需15分钟。
权利要求
一种高效浓相喷吹煤粉方法，其特征是通过设备改进、工艺改进，喷吹煤粉浓度达到80Kg/m3以上。
2.如权利要求1所述的高效浓相喷吹煤粉方法，其特征是主要由高炉喷煤专用混合 器、高炉喷煤专用过滤器、高炉喷煤“Y”形分配器组成。
3.如权利要求1所述的高效浓相喷吹煤粉方法，其特征是喷吹系统松料方式采用调 节阀和气动球阀常开松料方式。
4.如权利要求1所述的高效浓相喷吹煤粉方法，其特征是分配器后采用等长支管连 接到各喷枪。
全文摘要
高效浓相喷吹煤粉方法，适用于炼铁高炉喷吹煤粉。本发明是通过对喷吹系统中涉及到的混合器、煤粉过滤器、分配器等设备的改进，以及喷吹中流化方式、输送中固气混合方式、分配器与喷枪间支管连接方式的改进，煤粉的输送浓度逐步提高至80kg/m3以上，喷枪内煤粉流速降低到18m/s以下，达到降低喷枪内煤粉流速和提高煤粉输送浓度的效果，进一步提高煤粉燃烧率，实现高炉高煤比、低燃料比的高效运行。
文档编号C21B5/00GK101886151SQ20091014144
公开日2010年11月17日 申请日期2009年5月12日 优先权日2009年5月12日
发明者刘仁生, 张联兵, 高雪生 申请人:高雪生;刘仁生;张联兵