本发明属于钢铁工业中炼铁技术领域，特别涉及一种以铁焦作为部分炉料，结合采用高炉上下部调剂手段的操作方法。
背景技术：
近些年随着技术及装备的不断进步与发展，冶金领域也出现了一些新的工艺技术，特别是在铁前冶炼领域，出现了大规模工业化的直接还原和熔融还原等新工艺。但随着市场形势的恶化，就现阶段冶金生产工艺来讲，从资源性、经济性和可操作性上来看，高炉是作为最主要的炼铁工艺，依旧是不可取代的，全球80％以上铁水仍然是通过高炉炼铁得到的，且高炉工艺依然存在进一步改善的技术空间。近几年，在冶金工作者不懈努力之下，也出现了一些新形式的炉料，如铁焦、冷压球团、含碳球团等等，这些新型炉料的出现，改变了过去传统的高炉炉料形式，也将奠定了下一代炉料的发展方向，使得高炉工艺仍然在不断的进步发展过程中，在固有优势的基础上，焕发出勃勃发展生机。从高炉生产一贯生产工艺上来看，依托自身情况及资源储备优势，国内外大体都形成了较为固定的炉料搭配形式，如高碱度烧结矿、球团矿和块矿的几种炉料的混合搭配形式，并且也在此基础上形成了较为固定的操作方法，并取得不错的应用效果。对比传统高炉用炉料，这些新的炉料，例如铁焦，如何在高炉的实际生产中得到合理的应用，是留给现实中冶金工作者的一道不小难题。而关于新型炉料铁焦如何在高炉内合理使用，国内外都鲜见报道，即使少量的提及到铁焦的使用，也是大部分是把其简单的认为是一种焦炭，日本是较早提出铁焦这种新型炉料的国家之一，也是关于此方面应用研究较多地国家之一，他们通过采用实验室或者半工业化的小型试验，得出铁焦不能简单的作为高炉用焦炭来使用的重要结论，日本也曾经尝试在小型高炉上顶装开展类似的实验，虽取得一定效果，但由于试验用高炉有效炉容过小，仅为几个立方米，对于大型高炉使用铁焦这种新型的炉料，并无太大的实际借鉴意义。采用什么样的手段和措施，使铁焦在国内外大型高炉得到最为合理的使用，是眼下冶金工作者最为关注的问题之一。
由于铁焦作为一种较为新颖的炉料之一，国内外对此关注和研究较多，但大部分都是以铁焦的制造为主，主要停留在铁焦是如何生产及铁焦生产的制造设备上。目前仍未有较为成 熟的成品铁焦在高炉内的使用技术，在已有条件的基础上，未能实现铁焦利用技术上的重大突破。
技术方案
本发明所要解决的技术问题是依据未来高炉采用新型炉料发展趋势的需要，提供一种新型炉料即铁焦作为部分炉料的高炉操作方法，按照此方法进行高炉操作生产，能够在高炉生产过程中合理利用新型的炉料铁焦，使高炉达到稳定顺行，低耗长寿，同时又可以降低炼铁生产成本，做到经济冶炼。
一种以铁焦作为部分炉料的高炉操作方法，是通过下面的技术方案实现的：
1、一种以铁焦作为部分炉料的高炉操作方法，其特征在于：铁焦作为高炉用部分炉料，将原有高炉设计基础上的溜槽倾角，向外扩延A°，将铁焦单独作为一种炉料入炉，加入质量百分比例不得超过炉料质量百分比例的50％，入炉焦炭量减少质量百分比例为铁焦加入质量百分比例的C，并缩小高炉风口面积，风口面积缩减比例与铁焦加入量占总炉料质量百分比例之间两者呈现PA对应关系；采用炉顶料罐装料方式装料后，利用无料钟布料旋转溜槽方式进行将铁焦布置到炉喉边缘处及炉喉与料柱中心之间，而非布置到高炉中心，同时铁焦在炉喉处的布料圈数不得超过4圈，炉喉处布料量不得超过铁焦入炉量的1/3；在铁焦入炉的同时，调整下部操作制度，增加入炉鼓风量，风量增加比例为铁焦加入质量百分比例的BW；减少煤粉喷吹量，喷吹煤粉量减少范围为铁焦加入质量百分比例的SC；增加鼓风中含氧量，含氧量增加范围为铁焦加入质量百分比例的CO，增加热风温度，热风温度增加范围为铁焦加入质量百分比例的ST，增加炉渣碱度，碱度增加范围为铁焦加入质量百分比例的AI。
其溜槽倾角外延角度按下述公式进行：A°＝0.5°+IC×K1；入炉焦炭减少质量百分比例按下述公式进行：C＝IC×K2；风口面积减小比例按下述公式进行：PA＝IC×K3；鼓入风量增加比例按下述公式进行：BW＝IC×K4；喷吹煤粉量减少比例按下述公式进行：SC＝IC×K5；含氧量增加比例按下述公式进行：CO＝IC×0.7K6；热风温度增加比按下述公式进行：ST＝IC×K7；炉渣碱度增加比例按下述公式进行：AI＝IC×K8。
式中：
IC：尘泥铁碳球加入质量百分比例，％；A°：溜槽倾角外延角度，°，K1系数，取值范围4～10；C：入炉焦炭减少质量百分比例，％，K2系数，取值范围0.1～0.7；PA：风口面积减小比例，％，K3系数，取值范围0.1～0.3；BW：鼓入风量增加比例，％，K4系数，取值范围0.1～0.3；SC：喷吹煤粉量减少比例，％，K5系数，取值范围0.1～0.4；CO：含氧量增加比例，％，K6系数，取值范围0.3～0.8；ST：热风温度增加比例，％，K7系数，取值范围0.1～0.3；AI：炉渣碱度增加比例，％，K7系数，取值范围0.05～0.2。
2、一种以铁焦作为部分炉料的高炉操作方法，其特征在于：将原有高炉设计基础上的溜槽倾角，向外扩延A°，铁焦作为高炉用部分炉料，与烧结矿、球团矿、块矿的一种或几种炉料混装，混装时加入质量百分比例不得超过炉料质量百分比例的40％，入炉焦炭量减少质量百分比例为铁焦加入质量百分比例的C；并缩小高炉风口面积，风口面积缩减比例与铁焦加入量占总炉料质量百分比例之间两者呈现PA线性对应关系；采用炉顶料罐装料方式装料后，采用无料钟布料旋转溜槽方式进行将铁焦布置到炉喉边缘与中心焦炭料柱之间，而非布置到高炉中心及炉喉边缘处，，同时矿石在炉喉处的布料圈数不得超过5圈；炉喉矿石处不得超过矿石入炉量的1/2，在铁焦入炉的同时，增加入炉风量，风量增加比例为铁焦加入质量百分比例的BW；减少煤粉喷吹量，喷吹煤粉减少范围为铁焦加入质量百分比例的SC；增加鼓风中含氧量，含氧量增加范围为铁焦加入质量百分比例的CO，增加热风温度，热风温度增加范围为铁焦加入质量百分比例的ST，增加炉渣碱度，碱度增加范围为铁焦加入质量百分比例的AI。
其溜槽倾角外延角度按下述公式进行：A°＝0.5°+IC×K1；入炉焦炭减少质量百分比例按下述公式进行：C＝IC×K2；风口面积减小比例按下述公式进行：PA＝IC×K3；鼓入风量增加比例按下述公式进行：BW＝IC×K4；喷吹煤粉量减少比例按下述公式进行：SC＝IC×K5；含氧量增加比例按下述公式进行：CO＝IC×0.7K6；热风温度增加比按下述公式进行：ST＝IC×K7；炉渣碱度增加比例按下述公式进行：AI＝IC×K8。
式中：
IC：铁焦加入质量百分比例，％；A°：溜槽倾角外延角度，°，K1系数，取值范围3～9；C：入炉焦炭减少质量百分比例，％，K2系数，取值范围0.1～0.6；PA：风口面积减小比例，％，K3系数，取值范围0.1～0.25；BW：鼓入风量增加比例，％，K4系数，取值范围0.1～0.3；SC：喷吹煤粉量减少比例，％，K5系数，取值范围0.1～0.4；CO：含氧量增加比例，％，K6系数，取值范围0.3～0.8；ST：热风温度增加比例，％，K7系数，取值范围0.1～0.3；AI：炉渣碱度增加比例，％，K7系数，取值范围0.05～0.2。
所述的铁焦作为部分炉料高炉操作方法，其中，铁焦中碳元素质量百分含量为20％～70％、金属铁质量百分含量20％～70％、其它元素质量百分含量小于30％、入炉铁焦粒度控制范围为5～50cm、热态反应性能为20％～60％、热态反应后转鼓强度为20％～60％、铁焦冷态抗砸强度M40为50％～90％、耐磨强度M10为5％～30％。
所述的铁焦作为部分炉料高炉操作方法，其中，溜槽倾角向外延伸，用于矿石布置到炉喉边缘处，增加炉喉边缘处矿石用量，适当加重边缘，减少铁焦加入后边缘煤气流冲刷强度。
所述的铁焦作为部分炉料高炉操作方法，其中，缩小高炉风口面积，用于提高入炉风速，增强鼓风动能，改进热风在炉内穿透性；增加入炉鼓风量，用于吹活中心焦炭料柱，改善高炉死料柱的透气性，改善高炉顺行状态。
所述的铁焦作为部分炉料高炉操作方法，其中，由于铁焦中含碳的因素，减少高炉煤粉喷吹量，用于减少燃料比，降低燃料消耗；增加鼓风中含氧量，用于改进铁焦及煤粉燃烧情况，降低燃料消耗，同时减少炉腹煤气量的发生。
所述的铁焦作为部分炉料高炉操作方法，其中，增加热风温度，用于增加入炉热量，改善煤粉燃烧情况。
所述的铁焦作为部分炉料高炉操作方法，其中，由于铁焦入炉致使炉料中硫含量增加，增加炉渣碱度，用于改善高炉脱硫能力，改善高炉操作状态。
按照此方法进行高炉操作，能够较为合理的利用新型炉料铁焦，同时又可以达到高炉稳定顺行、低耗长寿的目的，其中，采用此方法操作高炉后，高炉所生产吨铁燃料消耗降低3公斤以上，吨铁生产成本下降5元以上。
具体实施方式
下面通过一些实施例对本发明进一步说明。
下面结合具体实施例进行说明：
1实施例1(某钢铁厂2580m3高炉为例说明)
1.1铁焦性能
铁焦基础理化性能见表1。
表1铁焦性能，％
一种高炉操作方法，取铁焦作为一种单独入炉的炉料，而不与其它种类炉料混装入炉，所使用的铁焦基础理化性能分析见表1，进行高炉冶炼。
1.2炉料搭配形式
高炉入炉的炉料搭配形式见表2。
表2炉料搭配形式，％
视铁焦作为一种独立的炉料，溜槽倾角向外扩延2°，将铁焦装入料仓，通过主皮带运送到高炉炉顶料罐，通过无料钟布料器和旋转溜槽按发明要求的布料制度布置到指定位置后，其它炉料入炉按照指定装料制度入炉，进行高炉冶炼，其中，炉料搭配形式按照入炉炉料质量百分比来确定，其中烧结矿为56.0％，球团矿为16.0％，块矿为4.0％，铁焦为4.0％，普通冶金焦炭为20.0％。
1.3操作制度的变化
高炉操作制度变化见表3。
表3操作制度变化
将铁焦作为一种独立的炉料投放入高炉中，为适应新型炉料的入炉冶炼工作，高炉操作制度需要发生相应变化，其中在原有高炉基础上，风口面积缩小0.01m2、风量增加240m3/min，富氧率增加0.12％、喷煤比减少3.2kg/t、布料制度和炉渣碱度相应提高，以适应新的高炉操作制度。
1.4高炉实施效果
高炉采用铁焦作为部分炉料后，高炉的冶炼效果见表4。
表4高炉实施后效果
当铁焦作为部分高炉用炉料后，采用此方法进行高炉冶炼，可以取得产量提高，燃料比降低，煤气利用率改善，达到高炉稳定顺行，最终取得降低炼铁生产成本效果和目的。
2实施例2(某钢铁厂2580m3高炉为例说明)
2.1铁焦性能
铁焦基础理化性能见表5。
表5铁焦性能，％
一种高炉操作方法，采取铁焦与烧结矿混装的方式入炉，所使用的铁焦基础理化性能分析见表5，进行高炉冶炼。
2.2炉料搭配形式
高炉入炉的炉料搭配形式见表6。
表6炉料搭配形式，％
将铁焦与烧结矿装入料仓，溜槽倾角向外扩延4°，通过主皮带运送到高炉炉顶料罐，通过无料钟布料器和旋转溜槽按发明要求的布料制度布置到指定位置后，其它炉料入炉按照指定装料制度入炉，进行高炉冶炼，其中，炉料搭配形式按照入炉炉料质量百分比来确定，其中烧结矿为52.0％，球团矿为14.0％，块矿为6.0％，铁焦为8.0％，普通冶金焦炭为20.0％。2.3操作制度的变化
高炉操作制度变化见表7。
表7操作制度变化
将铁焦作为与烧结矿混装投放入高炉中，为适应新型炉料的入炉冶炼工作，高炉操作制度需要发生相应变化，其中在原有高炉基础上，风口面积缩小0.03m2、风量增加480m3/min，富氧率增加0.24％、喷煤比减少4.8kg/t、布料制度和炉渣碱度相应提高，以适应新的高炉操作制度。
2.4高炉实施效果
高炉采用铁焦作为部分炉料后，高炉的冶炼效果见表8。
表8高炉实施后效果
当铁焦作为部分高炉用炉料后，采用此方法进行高炉冶炼，可以取得产量提高，燃料比降低，煤气利用率改善，达到高炉稳定顺行，最终取得降低炼铁生产成本效果和目的。
3实施例3(某钢铁厂3200m3高炉为例说明)
3.1铁焦性能
铁焦基础理化性能见表9。
表9铁焦性能，％
一种高炉操作方法，采取铁焦与球团矿混装的方式入炉，所使用的铁焦基础理化性能分 析见表5，进行高炉冶炼。。
3.2炉料搭配形式
高炉入炉的炉料搭配形式见表10。
表10炉料搭配形式，％
将铁焦与球团矿装入料仓，溜槽倾角向外扩延3°，通过主皮带运送到高炉炉顶料罐，通过无料钟布料器和旋转溜槽按发明要求的布料制度布置到指定位置后，其它炉料入炉按照指定装料制度入炉，进行高炉冶炼，其中，炉料搭配形式按照入炉炉料质量百分比来确定，其中烧结矿为56.0％，球团矿为10.0％，块矿为4.0％，铁焦为10.0％，普通冶金焦炭为20.0％。3.3操作制度的变化
高炉操作制度变化见表11。
表11操作制度变化
将铁焦作为与球团矿混装投放入高炉中，为适应新型炉料的入炉冶炼工作，高炉操作制度需要发生相应变化，其中在原有高炉基础上，风口面积缩小0.03m2、风量增加487m3/min，富氧率增加0.11％、喷煤比减少7kg/t、布料制度和炉渣碱度相应提高，以适应新的高炉操作制度。
3.4高炉实施效果
高炉采用铁焦作为部分炉料后，高炉的冶炼效果见表12。
表12高炉实施后效果
当铁焦作为部分高炉用炉料后，采用此方法进行高炉冶炼，可以取得产量提高，燃料比降低，煤气利用率改善，达到高炉稳定顺行，最终取得降低炼铁生产成本效果和目的。
4实施例4(某钢铁厂3200m3高炉为例说明)
4.1铁焦性能
铁焦基础理化性能见表13。
表13铁焦性能，％
一种高炉操作方法，取铁焦与块矿混装入炉，所使用的铁焦基础理化性能分析见表13，进行高炉冶炼。
4.2炉料搭配形式
高炉入炉的炉料搭配形式见表14。
表14炉料搭配形式，％
将铁焦与块矿装入料仓，溜槽倾角向外扩延5°，通过主皮带运送到高炉炉顶料罐，通过无料钟布料器和旋转溜槽按发明要求的布料制度布置到指定位置后，其它炉料入炉按照指定装料制度入炉，进行高炉冶炼，其中，炉料搭配形式按照入炉炉料质量百分比来确定，其中烧结矿为52％，球团矿为0％，块矿为8％，铁焦为20％，普通冶金焦炭为20％。
4.3操作制度的变化
高炉操作制度变化见表15。
表15操作制度变化
将铁焦作为与块矿混装投放入高炉中，为适应新型炉料的入炉冶炼工作，高炉操作制度需要发生相应变化，其中在原有高炉基础上，风口面积缩小0.04m2、风量增加244m3/min，富氧率增加0.11％、喷煤比减少5kg/t、布料制度和炉渣碱度相应提高，以适应新的高炉操作制度。
4.4高炉实施效果
高炉采用铁焦作为部分炉料后，高炉的冶炼效果见表16。
表16高炉实施后效果
当铁焦作为部分高炉用炉料后，采用此方法进行高炉冶炼，可以取得产量提高，燃料比降低，煤气利用率改善，达到高炉稳定顺行，最终取得降低炼铁生产成本效果和目的。
5实施例5(某钢铁厂4038m3高炉为例说明)
5.1铁焦性能
铁焦基础理化性能见表17。
表17铁焦性能，％
一种高炉操作方法，取铁焦与烧结矿、球团矿混装入炉，所使用的铁焦基础理化性能分析见表13，进行高炉冶炼。
5.2炉料搭配形式
高炉入炉的炉料搭配形式见表18。
表18炉料搭配形式，％
将铁焦与烧结矿、球团矿混合装入料仓，溜槽倾角向外扩延2°，通过主皮带运送到高炉炉顶料罐，通过无料钟布料器和旋转溜槽按发明要求的布料制度布置到指定位置后，其它炉料入炉按照指定装料制度入炉，进行高炉冶炼，其中，炉料搭配形式按照入炉炉料质量百分比来确定，其中烧结矿为40％，球团矿为20％，块矿为0％，铁焦为20％，普通冶金焦炭为20％。
5.3操作制度的变化
高炉操作制度变化见表19。
表19操作制度变化
将铁焦与烧结矿、球团矿混装投放入高炉中，为适应新型炉料的入炉冶炼工作，高炉操 作制度需要发生相应变化，其中在原有高炉基础上，风口面积缩小0.05m2、风量增加171m3/min，富氧率增加0.20％、喷煤比减少11kg/t、布料制度和炉渣碱度相应提高，以适应新的高炉操作制度。
5.4高炉实施效果
高炉采用铁焦作为部分炉料后，高炉的冶炼效果见表20。
表20高炉实施后效果
当铁焦作为部分高炉用炉料后，采用此方法进行高炉冶炼，可以取得产量提高，燃料比降低，煤气利用率改善，达到高炉稳定顺行，最终取得降低炼铁生产成本效果和目的。
6实施例6(某钢铁厂4038m3高炉为例说明)
6.1铁焦性能
铁焦基础理化性能见表21。
表21铁焦性能，％
一种以铁焦作为部分炉料的高炉操作方法，取铁焦与烧结矿、球团矿和块矿混装入炉，所使用的铁焦基础理化性能分析见表21，进行高炉冶炼。
6.2炉料搭配形式
高炉入炉的炉料搭配形式见表22。
表22炉料搭配形式，％
将铁焦与烧结矿、球团矿、块矿混合装入料仓，溜槽倾角向外扩延1°，通过主皮带运送到高炉炉顶料罐，通过无料钟布料器和旋转溜槽按发明要求的布料制度布置到指定位置后，其它炉料入炉按照指定装料制度入炉，进行高炉冶炼，其中，炉料搭配形式按照入炉炉料质量百分比来确定，其中烧结矿为40％，球团矿为6％，块矿为4％，铁焦为30％，普通冶金焦炭为20％。
6.3操作制度的变化
高炉操作制度变化见表23。
表23操作制度变化
将铁焦作为与烧结矿、球团矿、块矿混装投放入高炉中，为适应新型炉料的入炉冶炼工作，高炉操作制度需要发生相应变化，其中在原有高炉基础上，风口面积缩小0.06m2、风量增加261m3/min，富氧率增加0.15％、喷煤比减少13kg/t、布料制度和炉渣碱度相应提高，以适应新的高炉操作制度。
6.4高炉实施效果
高炉采用铁焦作为部分炉料后，高炉的冶炼效果见表24。
表24高炉实施后效果
当铁焦作为部分高炉用炉料后，采用此方法进行高炉冶炼，可以取得产量提高，燃料比降低，煤气利用率改善，达到高炉稳定顺行，最终取得降低炼铁生产成本效果和目的。