高Zn負(fù)荷原料高爐冶煉的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高Zn負(fù)荷原料高爐冶煉的控制方法，解決了高Zn負(fù)荷原料高爐冶煉時(shí)頑固性爐身粘結(jié)現(xiàn)象嚴(yán)重，影響高爐穩(wěn)定高產(chǎn)運(yùn)行的問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)控制高爐Zn負(fù)荷在大于0.15kg/t且小于1.1kg/t，并配合布料制度、進(jìn)風(fēng)面積的控制、冷卻水溫控制、螢石洗爐等方法解決冶煉時(shí)頑固性爐身粘結(jié)的問(wèn)題，保證高爐穩(wěn)定高產(chǎn)、低成本運(yùn)行。
【專利說(shuō)明】高Zn負(fù)荷原料高爐冶煉的控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高爐冶煉工藝，具體的說(shuō)是一種高Zn負(fù)荷原料高爐冶煉的控制 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，國(guó)內(nèi)鋼鐵行業(yè)進(jìn)入微利甚至虧損時(shí)代，各企業(yè)煉鐵系統(tǒng)為了降低成本，力口 大了低價(jià)礦、低品位礦使用量，這些原料礦中含Zn,這就導(dǎo)致高爐Zn負(fù)荷大幅上升且變動(dòng) 較大，嚴(yán)重影響了高爐生產(chǎn)。
[0003] 高爐煉鐵設(shè)計(jì)的指導(dǎo)性意見是要求高爐入爐Zn負(fù)荷不超過(guò)0. 15kg/t，但這種標(biāo) 準(zhǔn)下，冶煉中向高爐投入低成本的高Zn負(fù)荷原料幾乎是難以達(dá)到上述要求的?？紤]到原料 成本問(wèn)題，鋼鐵企業(yè)希望使用低成本的含Zn原料同時(shí)，還能保證高爐的正常運(yùn)行。但實(shí)際 生產(chǎn)中發(fā)生，若入爐Zn負(fù)荷超過(guò)0. 15kg/t，采用傳統(tǒng)的控制手段，難以解決高Zn負(fù)荷原料 帶來(lái)的各種問(wèn)題。
[0004] 根據(jù)現(xiàn)有理論可知：由煉鐵原燃料帶入高爐的Zn是低沸點(diǎn)金屬,Zn以化合物形態(tài) 進(jìn)入高爐，在高溫區(qū)還原出來(lái)后，立即汽化。一部分隨煤氣上升，Zn隨煤氣上升過(guò)程中可以 被氧化為ZnO,到低溫區(qū)一部分凝固在爐料上，隨爐料下降，形成循環(huán)富集，另一部分ZnO則 隨煤氣上升排出爐外，還有一部分可以滲入磚縫。高爐入爐Zn負(fù)荷偏高會(huì)帶來(lái)以下問(wèn)題：
[0005] UZn負(fù)荷偏高易引起高爐內(nèi)Zn的循環(huán)富集量增大，形成高爐頑固性爐身粘結(jié)，造 成煤氣流分布紊亂、風(fēng)量偏少、崩料懸料等不良影響，進(jìn)而高爐爐況難以維持穩(wěn)定順行，高 爐經(jīng)濟(jì)及技術(shù)指標(biāo)下滑。
[0006] 2、高爐頑固性爐身粘結(jié)引起的長(zhǎng)時(shí)間風(fēng)量偏少，易導(dǎo)致爐缸活躍性變差、鐵水環(huán) 流效果差，進(jìn)一步惡化爐況，風(fēng)口、二套等設(shè)備破損率高。
[0007] 3、Zn熔點(diǎn)低，在高爐下部高溫區(qū)氣化，滲入風(fēng)口耐火磚凝結(jié)后體積膨脹，影響磚襯 等耐火材料的壽命，進(jìn)而影響1?爐長(zhǎng)壽。
[0008] 綜合上述問(wèn)題可知，Zn負(fù)荷偏高帶來(lái)的最為主要的影響是Zn的循環(huán)富集量增大， 造成高爐爐身粘結(jié)，并由此帶來(lái)爐型不易控制，爐況不穩(wěn)，產(chǎn)量下降，能耗升高，并將影響高 爐長(zhǎng)壽等一系列的問(wèn)題。其關(guān)鍵原因是要解決好高爐頑固性爐身粘結(jié)的問(wèn)題，為了在使用 高Zn負(fù)荷原料冶煉的冶煉條件下，高爐能維持高爐順行，需要技術(shù)人員通過(guò)各種控制手段 以解決高Zn負(fù)荷原料高爐冶煉時(shí)頑固性爐身粘結(jié)現(xiàn)象問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種方法簡(jiǎn)單，控制簡(jiǎn)便、不對(duì)設(shè)備 進(jìn)行改造、克服了使用高Zn負(fù)荷原料冶煉帶來(lái)的各種不利影響的高Zn負(fù)荷原料高爐冶煉 的控制方法。
[0010] 技術(shù)方案包括當(dāng)高爐Zn負(fù)荷超過(guò)I. lkg/t，通過(guò)減少配礦中的含Zn高的雜礦，使 入爐Zn負(fù)荷降至I. lkg/t以下；
[0011] 當(dāng)高爐Zn負(fù)荷大于0. 15kg/t且小于I. lkg/t時(shí)，通過(guò)下述方法調(diào)整爐況：
[0012] (1)通過(guò)來(lái)回交替抑制與疏松邊緣氣流以松動(dòng)渣皮，具體方法為：通過(guò)布料調(diào)整 煤氣流沖刷渣皮，疏松邊緣氣流的布料制度為：或C=;; 或C=S 0=;當(dāng) 進(jìn)爐風(fēng)量萎縮至每小時(shí)平均風(fēng)量低于正常水平5% -10%時(shí)，通過(guò)抑制邊緣氣流以打通中 心,抑制邊緣氣流的布料制度為0=或0=;
[0013] (2)使用小角度布料，控制溜槽傾動(dòng)的角度差為9. 5-10° ;
[0014] (3)縮小高爐風(fēng)口的總進(jìn)風(fēng)面積，使高爐風(fēng)口總進(jìn)風(fēng)面積占高爐爐缸橫截面積的 0. 34%，同時(shí)使風(fēng)速保持在210-230m/s ;配合使用短風(fēng)口，短風(fēng)口的使用數(shù)量為總風(fēng)口數(shù) 量的20% -35%，安裝方式為爐缸周向間隔分布；
[0015] (4)加螢石洗爐，螢石入爐共分為2個(gè)階段，共2-3天，加入方式具體為：第一階段 每隔7批料或8批料加入一次螢石，加入螢石的量為礦批的15-20% wt，持續(xù)時(shí)間為1-1. 5 天，接著開始第二階段每隔7批料或8批料加入一次螢石，加入螢石的量為礦批的8-12% wt，持續(xù)時(shí)間為1-1. 5天，加螢石洗爐階段，控制爐渣中CaF2的含量不超過(guò)3% wt。
[0016] 使?fàn)t身冷卻壁冷卻水進(jìn)水溫度控制在44-46°C，控制冷卻水流速在I. 6-1. 7m/s ;
[0017] 控制風(fēng)溫為1150-1200°C，采用定風(fēng)溫操作。
[0018] 調(diào)節(jié)煤氣利用率為46-47%。
[0019] 加入錳礦和蛇紋石改善渣鐵的流動(dòng)性，錳礦和蛇紋石的加入量分別為礦批的 1-2% Wto
[0020] 對(duì)于頑固性爐身粘結(jié)渣皮結(jié)厚情況，當(dāng)有局部個(gè)別點(diǎn)的渣皮松動(dòng)時(shí)，立刻加入附 加焦以帶動(dòng)更多渣皮松動(dòng)，每次加入量為正常焦批的2-3倍重量。
[0021] 本發(fā)明中，所述高爐Zn負(fù)荷是指投入高爐的原料中的Zn含量。
[0022] 發(fā)明人對(duì)于高爐Zn負(fù)荷的不同情況給出了不同的處理手段，對(duì)于Zn負(fù)荷超過(guò) 1. lkg/t，則必需對(duì)入爐礦進(jìn)行控制，通過(guò)減少配礦中的含Zn高的雜礦，使入爐Zn負(fù)荷降至 I. lkg/t以下，避免頑固性爐身粘結(jié)現(xiàn)象的發(fā)生。
[0023] 對(duì)于高爐Zn負(fù)荷大于0. 15kg/t且小于I. lkg/t的情況，則通過(guò)多個(gè)控制手段來(lái) 解決，包括交替調(diào)整高爐布料制度，來(lái)回交替抑制與疏松邊緣氣流以求松動(dòng)渣皮，通過(guò)布料 調(diào)整氣流，沖刷渣皮；使用小角度布調(diào)以調(diào)整煤氣流合理分布；調(diào)整進(jìn)風(fēng)面積及風(fēng)口布局， 配合短風(fēng)口進(jìn)一步理調(diào)整進(jìn)風(fēng)面積及風(fēng)口布局；降低冷卻壁的冷卻效果，有利于緩解爐身 粘結(jié)情況；加螢石洗爐，螢石的主要成分CaF 2，能降低爐墻粘結(jié)物的熔點(diǎn)；定風(fēng)溫操作用于 爐況穩(wěn)定；提高煤氣利用率以穩(wěn)定高爐煤氣流分布；用錳礦和蛇紋石改善渣鐵的流動(dòng)性， 以解決長(zhǎng)時(shí)間爐墻結(jié)厚、風(fēng)量偏少，爐缸活躍性變差，鐵水環(huán)流效果差，易出現(xiàn)兩邊鐵口爐 溫偏差現(xiàn)象；通過(guò)加入附加焦的方式使松動(dòng)的局部個(gè)別點(diǎn)的渣皮帶動(dòng)更多渣皮松動(dòng)。發(fā)明 人通過(guò)上述多個(gè)技術(shù)手段調(diào)節(jié)，解決高爐Zn負(fù)荷過(guò)高帶來(lái)的種種問(wèn)題，特別是頑固性爐身 粘結(jié)現(xiàn)象，從而解決了由此帶來(lái)的一列系問(wèn)題，保證高爐的正常運(yùn)行的同時(shí)，降低了生產(chǎn)成 本。
[0024] 有益效果：
[0025] 本發(fā)明通過(guò)調(diào)整布料、控制冷卻參數(shù)、螢石洗爐等措施，使高爐頑固性爐身粘結(jié)現(xiàn) 象得到有效解決，為高爐穩(wěn)定順行創(chuàng)造條件。通過(guò)控制高爐Zn負(fù)荷不超過(guò)I. lkg/t，配合多 種措施克服使用高Zn負(fù)荷原料冶煉帶來(lái)的不利影響，高爐各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好，有效的擴(kuò)大 燒結(jié)礦來(lái)源，降低了煉鐵成本，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1為溜槽傾動(dòng)的角度差的示意圖。
[0027] 其中，1-爐喉、2-爐身、3-溜槽。（虛線部分表示溜槽3傾動(dòng)的另一角度狀態(tài)，a表 示溜槽傾動(dòng)角度的差值）

【具體實(shí)施方式】
[0028] 某煉鐵廠A高爐有效容積2600m3, 2012年該高爐加大了綜合利用礦、低價(jià)礦、低品 位礦使用量，這些礦的Zn含量較高，導(dǎo)致高爐Zn負(fù)荷大幅上升且變動(dòng)較大，嚴(yán)重影響了高 爐生產(chǎn)。Zn負(fù)荷偏高造成A號(hào)高爐爐身粘結(jié)、爐型不易控制、產(chǎn)量下降、能耗升高。
[0029] 2012年A高爐入爐Zn負(fù)荷月平均最高值超過(guò)1.5kg t-Ι，超過(guò)高爐煉鐵工藝設(shè)計(jì) 規(guī)范Zn含量宜< 0. 15kg/t的規(guī)定10倍。Zn負(fù)荷偏高對(duì)A高爐的主要影響表現(xiàn)為：1、爐 身粘接現(xiàn)象頑固，爐型不易控制，冷卻壁水溫差I(lǐng). 〇°C以下，歷時(shí)較長(zhǎng)。2、風(fēng)量萎縮，風(fēng)量比 正常水平低10-30%。3、煤氣流分布紊亂，管道、滑料較多，高爐不易接受壓差。4、長(zhǎng)時(shí)間爐 墻結(jié)厚、風(fēng)量偏少，爐缸活躍性變差，鐵水環(huán)流效果差，出現(xiàn)了兩邊鐵口爐溫偏差現(xiàn)象。5、設(shè) 備損壞較多，由于爐況長(zhǎng)期不穩(wěn)定，損壞風(fēng)口、二套頻繁，A高爐2013年共損壞風(fēng)口 75個(gè)以 上。
[0030] 在上述A高爐中采用本發(fā)明控制方法：
[0031] 當(dāng)高爐Zn負(fù)荷超過(guò)I. lkg/t，通過(guò)減少配礦中的含Zn高的雜礦，使入爐Zn負(fù)荷降 至I. lkg/t以下；
[0032] 當(dāng)高爐Zn負(fù)荷大于0. 15kg/t且小于I. lkg/t時(shí)，通過(guò)下述方法調(diào)整爐況：
[0033] (1)通過(guò)來(lái)回交替抑制與疏松邊緣氣流以松動(dòng)渣皮，具體方法為：通過(guò)布料 調(diào)整高爐煤氣流沖刷渣皮，疏松邊緣氣流的布料制度為：G== Og=或Cg= 或 C冗3 當(dāng)進(jìn)爐風(fēng)量萎縮至每小時(shí)平均風(fēng)量低于正常水平5% -10%時(shí)，通過(guò)抑制邊緣 氣流以打通中心，抑制邊緣氣流的布料制度為0=或0=;
[0034] (2)使用小角度布料，參見圖1，控制溜槽傾動(dòng)的角度差a由11. 5-12. 5°縮小為 9.5-10° ；
[0035] (3)合理調(diào)整進(jìn)風(fēng)面積及風(fēng)口布局：頑固性爐身粘結(jié)將引起長(zhǎng)時(shí)間風(fēng)量偏少，為 吹透中心，調(diào)整好煤氣流分布，縮小高爐風(fēng)口的總進(jìn)風(fēng)面積，使高爐風(fēng)口總進(jìn)風(fēng)面積占高爐 爐缸橫截面積由0. 36%縮小到0. 34%，同時(shí)使風(fēng)速保持在210-230m/s ;配合使用短風(fēng)口， 短風(fēng)口的使用數(shù)量占總風(fēng)口數(shù)量的20% -35%，安裝方式為爐缸周向間隔分布；
[0036] (4)降低冷卻壁的冷卻效果，有利于緩解爐身粘結(jié)。使?fàn)t身冷卻壁冷卻水進(jìn)水溫度 控制在44-46°C，控制冷卻水流速在I. 6-1. 7m/s ;
[0037] (5)加螢石洗爐，螢石入爐共分為2個(gè)階段，共2-3天，加入方式具體為：第一階段 每隔7批料或8批料加入一次螢石，加入螢石的量為礦批的15-20% wt，持續(xù)時(shí)間為1-1. 5 天，接著開始第二階段每隔7批料或8批料加入一次螢石，加入螢石的量為礦批的8-12% wt，持續(xù)時(shí)間為1-1. 5天，加螢石洗爐階段，控制爐渣中CaF2的含量不超過(guò)3% wt ;
[0038] (6)控制進(jìn)風(fēng)的風(fēng)溫為1150-1200°C，采用定風(fēng)溫操作，在上述風(fēng)溫范圍內(nèi)，本領(lǐng) 域技術(shù)人員可以根據(jù)爐況接受壓差能力調(diào)節(jié)定風(fēng)溫的具體溫度，在爐況接受壓差能力較強(qiáng) 時(shí)可將風(fēng)溫調(diào)節(jié)得稍高（如接近上限），反之則稍低（如接近下限）。
[0039] (7)提高煤氣利用率為46-47%，可以起到穩(wěn)定高Zn負(fù)荷的高爐煤氣流分布的作 用。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以參考現(xiàn)有各種提高煤氣利用率的方法進(jìn)行操作。
[0040] (8)加入錳礦和蛇紋石改善渣鐵的流動(dòng)性，錳礦和蛇紋石的加入量均為礦批的 1-2% wt，其中當(dāng)鐵水中錳含量增至0. 5-0. 8% wt則停止錳礦的使用，蛇紋石則可持續(xù)使 用。
[0041] (9)對(duì)于頑固性爐身粘結(jié)渣皮結(jié)厚情況，當(dāng)有局部個(gè)別點(diǎn)的渣皮松動(dòng)時(shí)，立刻加入 附加焦以帶動(dòng)更多渣皮松動(dòng)，每次加入量為正常焦批的2-3倍重量。
[0042] 通過(guò)上述控制方法，A爐頑固性爐身粘結(jié)現(xiàn)象得到有效解決，爐型趨于合理，爐況 穩(wěn)定，風(fēng)量等各項(xiàng)參數(shù)恢復(fù)正常，具備高產(chǎn)態(tài)勢(shì)，有效克服了原料Zn負(fù)荷偏高的不利影響， 從2013年6月采用上述控制方法后，高爐運(yùn)行穩(wěn)定至今。
【權(quán)利要求】
1. 一種高Zn負(fù)荷原料高爐冶煉的控制方法，其特征在于，當(dāng)高爐Zn負(fù)荷超過(guò)1. lkg/ t，通過(guò)減少配礦中的含Zn高的雜礦，使入爐Zn負(fù)荷降至1. lkg/t以下； 當(dāng)高爐Zn負(fù)荷大于0. 15kg/t且小于1. lkg/t時(shí)，通過(guò)下述方法調(diào)整爐況： (1) 通過(guò)來(lái)回交替抑制與疏松邊緣氣流以松動(dòng)渣皮，具體方法為：通過(guò)布料調(diào)整高爐 煤氣流沖刷渣皮，疏松邊緣氣流的布料制度為：G 或或〇=; 當(dāng)進(jìn)爐風(fēng)量萎縮至每小時(shí)平均風(fēng)量低于正常水平5% -10%時(shí)，通過(guò)抑制邊緣氣流以打通 中心，抑制邊緣氣流的布料制度為0=或C8,= 0=; (2) 使用小角度布料，控制溜槽傾動(dòng)的角度差為9. 5-10° ; (3) 縮小高爐風(fēng)口的總進(jìn)風(fēng)面積，使高爐風(fēng)口總進(jìn)風(fēng)面積占高爐爐缸橫截面積的 0. 34%，同時(shí)使風(fēng)速保持在210-230m/s ;配合使用短風(fēng)口，短風(fēng)口的使用數(shù)量為總風(fēng)口數(shù) 量的20% -35%，安裝方式為爐缸周向間隔分布； (4) 加螢石洗爐，螢石入爐共分為2個(gè)階段，共2-3天，加入方式具體為：第一階段每隔 7批料或8批料加入一次螢石，加入螢石的量為礦批的15-20% wt，持續(xù)時(shí)間為1-1. 5天，接 著開始第二階段每隔7批料或8批料加入一次螢石，加入螢石的量為礦批的8-12% wt，持 續(xù)時(shí)間為1-1. 5天，加螢石洗爐階段，控制爐渣中CaF2的含量不超過(guò)3% wt。
2. 如權(quán)利要求1所述的高Zn負(fù)荷原料高爐冶煉的控制方法，其特征在于，使?fàn)t身冷卻 壁冷卻水進(jìn)水溫度控制在44-46°C，控制冷卻水流速在1. 6-1. 7m/s。
3. 如權(quán)利要求1所述的高Zn負(fù)荷原料高爐冶煉的控制方法，其特征在于，控制風(fēng)溫為 1150-1200°C，采用定風(fēng)溫操作。
4. 如權(quán)利要求1所述高Zn負(fù)荷原料高爐冶煉的控制方法，其特征在于，調(diào)節(jié)煤氣利用 率為 46-47%。
5. 如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述高Zn負(fù)荷原料高爐冶煉的控制方法，其特征在于，加入 錳礦和蛇紋石改善渣鐵的流動(dòng)性，錳礦和蛇紋石的加入量分別為礦批的1-2% wt。
6. 如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述高Zn負(fù)荷原料高爐冶煉的控制方法，其特征在于，對(duì)于 頑固性爐身粘結(jié)渣皮結(jié)厚情況，當(dāng)有局部個(gè)別點(diǎn)的渣皮松動(dòng)時(shí)，立刻加入附加焦以帶動(dòng)更 多渣皮松動(dòng)，每次加入量為正常焦批的2-3倍重量。
【文檔編號(hào)】C21B5/00GK104293993SQ201410647773
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】王元生, 薛改鳳, 鮑俊芳, 鄭俊平, 劉和平, 趙思, 李紅, 李進(jìn), 項(xiàng)茹, 張雪紅, 詹立志, 陳鵬, 宋子逵, 任玉明, 陳細(xì)濤 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司