專利名稱：一種高爐停爐的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高爐停爐的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的高爐例如可以為如圖1所示的結(jié)構(gòu)，所述高爐包括爐缸1、風(fēng)口 2、鐵口 3、 殘鐵口 4和放散閥5，殘鐵口 4在風(fēng)口 2的下方，鐵口 3在風(fēng)口 2和殘鐵口 4之間，放散閥5 設(shè)置在高爐的上端，所述放散閥的個(gè)數(shù)通常可以為2-6個(gè)。在高爐煉鐵的過程中，爐缸1內(nèi) 盛放爐料，通過風(fēng)口 2向高爐內(nèi)送風(fēng)或者使高爐內(nèi)的爐料進(jìn)行休風(fēng)，煉制的鐵水通過鐵口 3 流出，放散閥5用于排出高爐內(nèi)產(chǎn)生的氣體，或者用于調(diào)節(jié)高爐內(nèi)的壓力，殘鐵口 4用于排 出渣鐵。高爐在長時(shí)間使用之后會(huì)出現(xiàn)很多故障，例如，爐缸、爐底侵蝕嚴(yán)重，高爐無法繼 續(xù)生產(chǎn)，或者爐底冷卻水溫差超過一定限度，不停爐有燒穿爐缸的危險(xiǎn)。在上述情況下，需 要對高爐進(jìn)行停爐和檢修。高爐停爐的原始方法是采用充填停爐法，充填停爐法是在決定高爐停爐時(shí)停止上 礦石。當(dāng)料線下降時(shí)，用其它物質(zhì)充填所空出的料線(空間)。用于充填的物質(zhì)有石灰石、 焦炭等，也有用高爐爐渣充填的。這種停爐的方法比較安全，但停爐后要清除充填物，浪費(fèi) 大量人力和物力。為了節(jié)省人力和物力，現(xiàn)有的高爐停爐方法通常采用空料線爐頂打水停爐法，具 體的，在停爐的過程中，料線逐漸降低，而空料線后，用爐頂打水的方法控制爐頂溫度不超 過400-500°C。當(dāng)料線降到風(fēng)口水平面或風(fēng)口水平面以上一米左右出完渣鐵時(shí)，停止送風(fēng)， 繼續(xù)打水冷卻，當(dāng)爐內(nèi)焦炭全部熄滅后，開始拆卸工作。雖然空料線爐頂打水停爐法能夠減少人力和物力，然而，采用現(xiàn)有的空料線爐頂 打水停爐法對高爐進(jìn)行停爐后，料線停留在風(fēng)口水平面上下約0. 5米，通常在風(fēng)口水平面 以上約0. 5米，仍然需要付出大量的人力和物力來進(jìn)行扒爐缸。為了保證高爐停爐后盡量使高爐內(nèi)的料線降至風(fēng)口以下，本領(lǐng)域技術(shù)人員已經(jīng)嘗 試在高爐中設(shè)置在高溫下(如2300°C以上)不會(huì)被損壞的臨時(shí)探尺，然而，所述臨時(shí)探尺的 造價(jià)很高，而且使用壽命不長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有的高爐停爐方法的上述缺陷，提供了一種新的高爐停爐的方 法，采用所述方法能夠提高停爐后高爐內(nèi)的料線降至風(fēng)口水平面以下的機(jī)率。本發(fā)明提供了一種高爐停爐的方法，所述高爐包括風(fēng)口、鐵口和殘鐵口，所述風(fēng)口 水平面至鐵口水平面的高度為高爐總高度的10-15%，所述鐵口水平面至高爐底部的高度 為高爐總高度的3-8%，所述殘鐵口在所述鐵口的下方，其中，該方法包括在停爐前連續(xù)向 高爐中加入鐵礦石和固體含碳物質(zhì)的重量比為1 1.6-2. 2的混合料，使料線到鐵口水平 面的高度為所述高爐總高度的86-93 %，在所述混合料的加料體積為所述高爐內(nèi)總?cè)莘e的65-75%時(shí)，停止加所述混合料；然后通過空料線使料線到鐵口水平面的高度為所述高爐總 高度的45-65%，向所述高爐中噴水并進(jìn)行預(yù)休風(fēng)；之后繼續(xù)向所述高爐中噴水并對所述 高爐送風(fēng)，使所述料線下降，在滿足以下三個(gè)條件中的至少一個(gè)時(shí)，打開鐵口出鐵，然后打 開殘鐵口出渣鐵；(1)通過所述送風(fēng)的量計(jì)算出料線深度到達(dá)風(fēng)口水平面；(2)在CO2含量隨時(shí)間的變化曲線中，(X)2含量出現(xiàn)第二個(gè)峰值，所述CO2含量隨時(shí) 間的變化曲線為在預(yù)休風(fēng)之后的送風(fēng)階段，爐頂?shù)臍怏w中CO2含量隨時(shí)間的變化曲線；(3)風(fēng)口燃燒火焰為黃綠色。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，假如能夠準(zhǔn)確判斷出鐵前料線降到風(fēng)口水平面的時(shí)機(jī)，并 在料線降至風(fēng)口水平面時(shí)進(jìn)行出鐵，即可保證停爐后高爐內(nèi)的料線能夠降至風(fēng)口水平面以 下。然而，由于現(xiàn)有的空料線爐頂打水停爐法難以準(zhǔn)確判斷出渣鐵前料線降到風(fēng)口水平面 的時(shí)機(jī)，因此，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)出鐵前料線只降到風(fēng)口水平面以上，或者降到風(fēng)口水平面以后再 出鐵的情況。而且，當(dāng)出渣鐵前料線只降到風(fēng)口水平面以上時(shí)，在出完渣鐵后，料線可能只 降到風(fēng)口水平面以上，或者只降到風(fēng)口水平面附近，爐缸中的保留的爐渣仍然很多；當(dāng)出渣 鐵前料線降到風(fēng)口水平面以下時(shí)，由于來自風(fēng)口的空氣不能促進(jìn)渣料燃燒，而且在爐頂打 水的條件下，高爐底層的鐵水和渣鐵的溫度迅速降低，使得所述鐵水和渣鐵的流動(dòng)性顯著 降低，從而對出渣鐵造成很大的難度，因此，出渣鐵的過程中不能使渣鐵充分流出，使得停 爐后的扒爐缸工作非常艱難。根據(jù)實(shí)踐結(jié)果顯示，采用本發(fā)明提供的高爐停爐的方法能夠保證停爐后高爐內(nèi)的 料線降至風(fēng)口水平面以下的概率高達(dá)90 %以上。


圖1表示現(xiàn)有的高爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供所述高爐停爐的方法該方法包括在停爐前連續(xù)向高爐中加入鐵礦石 和固體含碳物質(zhì)的重量比為1 1.6-2.2的混合料，使料線到鐵口水平面的高度為所述 高爐總高度的86-93%，在所述混合料的加料體積為所述高爐內(nèi)總?cè)莘e的65-75%時(shí)，停止 加所述混合料(通常情況下，在實(shí)施停爐前高爐內(nèi)的料線到鐵口水平面的高度為所述高 爐總高度的85-92% )；然后通過空料線使料線到鐵口水平面的高度為所述高爐總高度的 45-65%,向所述高爐中噴水并進(jìn)行預(yù)休風(fēng)；之后繼續(xù)向所述高爐中噴水并對所述高爐送 風(fēng)，使所述料線下降，在滿足以下三個(gè)條件中的至少一個(gè)時(shí)，打開鐵口出鐵，然后打開殘鐵 口出渣鐵；(1)通過所述送風(fēng)的量計(jì)算出料線深度到達(dá)風(fēng)口水平面；(2)在CO2含量隨時(shí)間的變化曲線中，(X)2含量出現(xiàn)第二個(gè)峰值，所述CO2含量隨時(shí) 間的變化曲線為在預(yù)休風(fēng)之后的送風(fēng)階段，爐頂?shù)臍怏w中CO2含量隨時(shí)間的變化曲線；(3)風(fēng)口燃燒火焰為黃綠色。在本發(fā)明中，所述料線是指所述高爐中爐料最上方所在的水平面；所述鐵口水平 面是指所述鐵口的中心軸線所在的水平面；所述風(fēng)口水平面是指所述風(fēng)口的中心軸線所在的水平面；所述送風(fēng)是指通過所述風(fēng)口向所述高爐中注入空氣；所述休風(fēng)是指不向所述高 爐中注入空氣；所述預(yù)休風(fēng)是指在出鐵前對所述高爐進(jìn)行休風(fēng)；所述空料線是指使高爐內(nèi) 的爐料進(jìn)行燃燒并使料線下降；所述爐料是指所述高爐內(nèi)的所有的物料；所述高爐的總高 度是指所述高爐內(nèi)部從爐頂?shù)借F口的中心軸線所在水平面的高度。
在本發(fā)明中，為了進(jìn)一步提高高爐停爐后高爐內(nèi)的料線降至風(fēng)口水平面以下的機(jī) 率，優(yōu)選使上述(1)-03)三個(gè)條件中的至少兩個(gè)滿足時(shí)，打開鐵口出鐵。在該優(yōu)選情況下， 停爐后高爐內(nèi)的料線降至風(fēng)口水平面以下的概率能夠保證在95%以上。為了保證高爐停爐后高爐內(nèi)的料線始終在風(fēng)口水平面以下，具體地，保證停爐后 高爐內(nèi)的料線到風(fēng)口水平面的高度為所述高爐總高度的7. 5%以上(即相對于爐缸內(nèi)高度 為22米的高爐，停爐后料線降至風(fēng)口水平面以下1.76米以上)，最優(yōu)選在上述(1)-(3)三 個(gè)條件都滿足時(shí)打開鐵口出鐵。在本發(fā)明中，所述風(fēng)口的大小沒有特別的限定，通常可以根據(jù)高爐的型號進(jìn)行適 當(dāng)?shù)剡x擇，具體地，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，所述風(fēng)口的直徑可以為120-140毫米。在本發(fā)明中，通過送風(fēng)的量計(jì)算料線深度的方法可以采用各種常規(guī)的方法進(jìn)行計(jì) 算，通常情況下，通過送風(fēng)的量計(jì)算料線深度的方法可以包括采用以下公式計(jì)算料線下降 的高度
, WXVXth = ~-~，
O其中，h表示料線下降的高度，單位為πι;μ表示單位體積的風(fēng)所消耗的爐料的體 積，單位為m3/m3 ；ν表示風(fēng)的流量，單位為m7min ；t表示送風(fēng)的時(shí)間，單位為min ；S表示所 述高爐內(nèi)部的平均橫截面積，單位為m2。在采用上述公式計(jì)算出料線下降的高度的情況下， 當(dāng)所述預(yù)休風(fēng)后開始送風(fēng)時(shí)所述料線到所述鐵口水平面的高度與通過計(jì)算得出的所述料 線下降的高度相同時(shí)，能夠判定所述料線達(dá)到所述鐵口水平面。在本發(fā)明中，所述單位體積的風(fēng)所消耗的爐料的體積(μ)的取值范圍可以為 0.0005-0.0007。具體地，μ的取值可以根據(jù)爐料的組成而確定。在所述爐料中，在使用的 固體含碳物質(zhì)相同的情況下，當(dāng)所述固體含碳物質(zhì)的含量較大時(shí)，單位體積的風(fēng)所消耗的 爐料的體積相對增大；相反地，當(dāng)所述固體含碳物質(zhì)的含量減少時(shí)，單位體積的風(fēng)所消耗的 爐料的體積相對減小。另外，由于不同的固體含碳物質(zhì)的燃燒耗氧量不同，因此，在固體含 碳物質(zhì)在爐料中的含量相同的情況下，燃燒掉含有不同種類的固體含碳物質(zhì)的爐料所要消 耗的風(fēng)的體積不同。在本發(fā)明中，所述爐料中的鐵礦石和固體含碳物質(zhì)的重量比只要滿足 1 1.6-2. 2即可，優(yōu)選為1 1.8-2.0;所述固體含碳物質(zhì)可以為焦炭和/或粒煤，所述粒 煤的顆粒直徑通?？梢詾?0-60毫米，所述固體含碳物質(zhì)中的碳含量可以為80-85重量％ 以上；在本發(fā)明中所述鐵礦石可以為本領(lǐng)域常規(guī)使用的各種塊礦，且所述塊礦的顆粒尺寸 通?？梢詾?-50毫米，所述塊礦中鐵的含量可以為40-48重量％以上，所述塊礦的顆粒尺 寸是指從所述塊礦的一個(gè)側(cè)邊到與之相對的另一側(cè)邊的最大距離，例如，當(dāng)所述塊礦為球 形時(shí)則所述塊礦的顆粒尺寸為所述塊礦的顆粒直徑。所述風(fēng)的流量(ν)的取值沒有特別的限定，例如可以為大于0且小于等于5500m3/ min，優(yōu)選為 100-4500m3/min。
所述送風(fēng)的時(shí)間⑴可以在實(shí)際操作過程中測量得到。所述高爐內(nèi)部的平均橫截面積(S)根據(jù)選用的高爐不同而不同，然而對于具體的 高爐，所述平均橫截面積是固定的。在本發(fā)明中，爐頂?shù)臍怏w中CO2含量的檢測方法可以通過以相同的時(shí)間間隔從爐 頂?shù)臍怏w中取樣并檢測(X)2含量的方式進(jìn)行實(shí)施，所述時(shí)間間隔可以為15-30分鐘。所述 檢測(X)2含量的方法已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，在此不再贅述。在本發(fā)明提供的所述方法中，所述空料線的方法可以采用常規(guī)的操作方法進(jìn)行實(shí) 施。在本發(fā)明中，所述空料線的方法優(yōu)選采用加探尺或者通過送風(fēng)的量計(jì)算料線深度的方 法準(zhǔn)確判定空料線的深度，從而實(shí)現(xiàn)空料線至準(zhǔn)確的料線深度，進(jìn)而保證成功實(shí)現(xiàn)高爐停 爐。在所述空料線的方法采用加探尺的方式判定空料線深度的情況下，所述空料線的 具體的方法可以包括對所述高爐送風(fēng)，使所述料線下降，并通過探尺獲取料線深度，且所述 探尺的熔融溫度為1300-1400°C。所述探尺的設(shè)置方式在發(fā)明中沒有特別的限定，可以采用 本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)使用的方法進(jìn)行設(shè)定，例如，所述探尺可以為端部具有實(shí)心球體，且所 述球體與繩狀或鏈狀的連接件連接，所述連接件與所述實(shí)心球體的材質(zhì)優(yōu)選為相同，在將 所述探尺設(shè)置到所述高爐中的方法具體地可以包括設(shè)定連接件的長度，使得所述探尺能 夠探測到目標(biāo)高度(在本發(fā)明中，所述探尺要求能夠探測從料線到鐵口水平面的高度為所 述高爐總高度的45-65%的高度范圍)，然后將所述連接件不與球體連接的一端連接到所 述高爐的頂部，將球體放置在所述高爐內(nèi)的料面上。在所述空料線的方法通過送風(fēng)的量計(jì)算料線深度的方法判定空料線深度的情況 下，所述空料線的具體的方法可以包括對所述高爐送風(fēng)，使所述料線下降，并通過送風(fēng)的量 計(jì)算料線深度，所述計(jì)算的公式為
權(quán)利要求
1.一種高爐停爐的方法，所述高爐包括風(fēng)口、鐵口和殘鐵口，所述風(fēng)口水平面至鐵口水 平面的高度為高爐總高度的10-15%，所述鐵口水平面至高爐底部的高度為高爐總高度的 3-8%，所述殘鐵口在所述鐵口的下方，其特征在于，該方法包括在停爐前連續(xù)向高爐中加 入鐵礦石和固體含碳物質(zhì)的重量比為1 1.6-2. 2的混合料，使料線到鐵口水平面的高度 為所述高爐總高度的86-93%，在所述混合料的加料體積為所述高爐內(nèi)總?cè)莘e的65-75% 時(shí)，停止加所述混合料；然后通過空料線使料線到鐵口水平面的高度為所述高爐總高度的 45-65%,向所述高爐中噴水并進(jìn)行預(yù)休風(fēng)；之后繼續(xù)向所述高爐中噴水并對所述高爐送 風(fēng)，使所述料線下降，在滿足以下三個(gè)條件中的至少一個(gè)時(shí)，打開鐵口出鐵，然后打開殘鐵 口出渣鐵；(1)通過所述送風(fēng)的量計(jì)算出料線深度到達(dá)風(fēng)口水平面；(2)在CO2含量隨時(shí)間的變化曲線中，(X)2含量出現(xiàn)第二個(gè)峰值，所述CO2含量隨時(shí)間的 變化曲線為在預(yù)休風(fēng)之后的送風(fēng)階段，爐頂?shù)臍怏w中CO2含量隨時(shí)間的變化曲線；(3)風(fēng)口燃燒火焰為黃綠色。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在滿足上述(1)- (3)三個(gè)條件時(shí)，打開鐵口出鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，通過送風(fēng)的量計(jì)算料線深度的方法包括采用 以下公式計(jì)算料線下降的高度 XVXt 其中，h表示料線下降的高度，單位為m; μ表示單位體積的風(fēng)所消耗的爐料的體積，單 位為m3/m3 ^表示風(fēng)的流量，單位為m7min ；t表示送風(fēng)的時(shí)間，單位為min ；S表示所述高爐 內(nèi)部的平均橫截面積，單位為m2。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，μ的取值范圍為0.0005-0.0007，ν的取值為大 于0且小于等于5500。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述固體含碳物質(zhì)選自焦炭和/或粒煤。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述空料線的方法包括對所述高爐送風(fēng)，使所述 料線下降，并通過探尺獲取料線深度，且所述探尺的熔融溫度為1300-1400°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述空料線的方法包括對所述高爐送風(fēng)，使所述 料線下降，并通過送風(fēng)的量計(jì)算料線深度，所述計(jì)算的公式為. //XVXt 其中，h表示料線下降的高度，單位為m; μ表示單位體積的風(fēng)所消耗的爐料的體積，單 位為m3/m3，且μ的取值范圍為0. 0005-0. 0007 ；ν表示風(fēng)的流量，單位為m7min，且ν的取 值為大于0且小于等于5500 ;t表示送風(fēng)的時(shí)間，單位為min ;S表示所述高爐內(nèi)部的平均橫 截面積，單位為m2。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述方法還包括使在打開鐵口時(shí)高爐內(nèi)的壓 力為 0. 15-0. 3MPa。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在來自所述風(fēng)口的風(fēng)從所述鐵口吹出時(shí)，開始出渣鐵。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述方法還包括在所述出渣鐵結(jié)束之后對所述高爐進(jìn)行休風(fēng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，在滿足以下三個(gè)條件中的至少一個(gè)時(shí)，判定所 述出渣鐵結(jié)束，(1)從爐頂?shù)臍怏w中取樣檢測氣體成分，其中，CO2含量快速下降，氧氣的含量快速升 高，且氧氣含量為6體積％以上；(2)鐵口噴出煙塵；(3)渣鐵流體的間斷式地流出。
全文摘要
一種高爐停爐的方法，該方法包括在停爐前連續(xù)向高爐中加入鐵礦石和固體含碳物質(zhì)，使料線到鐵口水平面的高度為高爐總高度的86-93％，在混合料的加料體積為高爐內(nèi)總?cè)莘e的65-75％時(shí)，停止加混合料；然后通過空料線使料線到鐵口水平面的高度為高爐總高度的45-65％，向高爐中噴水并進(jìn)行預(yù)休風(fēng)；之后繼續(xù)向高爐中噴水并對高爐送風(fēng)，使料線下降，在滿足以下三個(gè)條件中的至少一個(gè)時(shí)，打開鐵口出鐵，然后打開殘鐵口出渣鐵；(1)通過送風(fēng)的量計(jì)算出料線深度到達(dá)風(fēng)口水平面；(2)在CO2含量的變化曲線中CO2含量出現(xiàn)第二個(gè)峰值；(3)風(fēng)口燃燒火焰為黃綠色。采用上述高爐停爐的方法能夠使停爐后高爐內(nèi)的料線降至風(fēng)口水平面以下的概率高達(dá)90％以上。
文檔編號C21B5/00GK102071272SQ200910224808
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月24日
發(fā)明者張志剛, 張海軍, 張遠(yuǎn)祥, 曾華鋒, 杜斯宏, 楊兵, 林千谷, 謝俊勇, 鄒春樂 申請人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司, 攀鋼集團(tuán)鋼鐵釩鈦股份有限公司