專利名稱：一種串罐式無料鐘高爐布料方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高爐煉鐵技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于高爐冶煉過程中的串罐式無料鐘高爐布料方法。
背景技術(shù)：
目前，高爐煉鐵仍然是獲取生鐵的主要方式，在煉鐵生產(chǎn)中占據(jù)統(tǒng)治地位。隨著無料鐘爐頂設(shè)備的推廣使用，無料鐘布料方式顯現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢，較料鐘布料更為靈活合理，能夠充分利用高爐煤氣的熱能和化學(xué)能，并保證高爐穩(wěn)定順行。無料鐘爐頂?shù)牡湫筒剂戏绞桨ōh(huán)形布料、螺旋布料、定點(diǎn)布料和扇形布料，其中環(huán)形布料和螺旋布料是日常煉鐵生產(chǎn)的主要布料方式，其設(shè)備載荷沖擊小、布料均勻；定點(diǎn)布料和扇形布料用于調(diào)劑爐內(nèi)偏析和局部崩料造成的爐況失常，其中定點(diǎn)布料只能將高爐爐料布到爐喉一點(diǎn)上，布料范圍有限，扇形布料需要設(shè)備在扇形區(qū)域反復(fù)擺動，設(shè)備承受的沖擊較大，布料中間薄，兩邊厚。 無料鐘爐頂設(shè)備的主要形式包括并罐式和串罐式兩種形式。生產(chǎn)實(shí)踐和理論分析都發(fā)現(xiàn)并罐式無料鐘爐頂布料器存在不可避免的布料偏析現(xiàn)象，即爐料的流量不恒定，需要理論分析后對燒結(jié)礦(或者球團(tuán)礦)和焦炭的裝入順序、裝入方法、批重等進(jìn)行合理安排，裝料制度的制定繁瑣且不易改動。而串罐式無料鐘爐頂布料器不存在布料偏析現(xiàn)象，裝料制度的確定較為靈活簡便，所以成為目前無料鐘爐頂?shù)闹髁餍问?。串罐式無料鐘爐頂布料器在爐喉調(diào)劑時(shí)產(chǎn)生載荷沖擊的問題嚴(yán)重影響了高爐爐頂裝料設(shè)備的使用壽命和使用穩(wěn)定性，設(shè)備一旦發(fā)生故障，會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，因此需要一種新型的串罐式無料鐘高爐布料方法，更為靈活的解決爐喉調(diào)劑問題，實(shí)現(xiàn)高爐設(shè)備的長壽化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種串罐式無料鐘高爐布料方法，能夠靈活用于調(diào)劑爐內(nèi)偏析和局部崩料，調(diào)劑時(shí)保持溜槽的勻速旋轉(zhuǎn)，消除高爐溜槽反復(fù)擺動產(chǎn)生的裝料設(shè)備載荷沖擊，保護(hù)高爐爐頂裝料設(shè)備，保證高爐爐況穩(wěn)定順行。當(dāng)料罐中流出的爐料沿對側(cè)導(dǎo)料管(中心喉管)管壁下降時(shí)，隨著布料溜槽的轉(zhuǎn)動，料流落點(diǎn)在溜槽上形成橢圓軌跡。由于爐料在中心喉管中的偏行和溜槽的自身轉(zhuǎn)動，使得原本均勻流動的爐料在落到溜槽的瞬間沿溜槽的軸線方向被拉長(變稀疏)或縮短(變致密)，造成爐料在溜槽上的流量發(fā)生變化，實(shí)際落到爐喉料面上的爐料流量基本上按照正弦規(guī)律變化。利用上述原理，給出下述本發(fā)明的技術(shù)方案
在串罐式無料鐘爐頂裝料設(shè)備的中心喉管的上部卸料漏斗處安裝一套能夠改變料流運(yùn)動軌跡的料流控制裝置，使得無料鐘爐頂裝料設(shè)備采用環(huán)形布料方式正常工作時(shí)，爐料沿中心喉管的中心軸線下落，爐料的料流量均勻，布料溜槽按照勻速圓周運(yùn)動旋轉(zhuǎn)，在料面上形成均勻等高度的圓環(huán)；在料面偏析或者發(fā)生局部崩料時(shí)，爐喉處爐料不再關(guān)于高爐中心軸線對稱，料面發(fā)生傾斜，需要爐喉調(diào)劑，這時(shí)不使用定點(diǎn)布料和扇形布料。首先使用料線探尺或者料面探測儀對料面形狀進(jìn)行分析，確定料面最低點(diǎn)的位置以及料面傾斜程度數(shù)據(jù)，為爐喉調(diào)劑獲取必要的數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)顯示料面偏析或者發(fā)生局部崩料時(shí)，則根據(jù)爐喉料面的形狀，確定出料流與中心喉管管壁發(fā)生接觸的位置，調(diào)整料流控制裝置控制落入中心喉管中豎直料流與中心喉管中心軸線的相對位置，即確定料流與中心喉管管壁發(fā)生接觸的位置，將料流從中心喉管的中心調(diào)整到中心喉管的管壁處,料罐中流出的爐料經(jīng)過料流控制裝置后沿中心喉管管壁下降至溜槽，然后沿溜槽滑至高爐爐喉，爐料落到料面最低點(diǎn)處時(shí)恰為料流流量的最大值，溜槽旋轉(zhuǎn)180°后，爐料落到料面的最高點(diǎn)處時(shí)恰為料流流量的最小值，如果一次布料后，料面傾斜狀況改善但尚未達(dá)到正常生產(chǎn)需要，下次布料時(shí)繼續(xù)進(jìn)行爐喉調(diào)劑，直至料面形狀恢復(fù)到正常 生產(chǎn)需要，煤氣分布合理為止，隨后恢復(fù)高爐正常布料，即均勻等高度布料。所述的料流與中心喉管管壁發(fā)生接觸的位置的確定，是根據(jù)料流偏離中心喉管中心軸線時(shí)，溜槽旋轉(zhuǎn)過程中，料流在溜槽上的軌跡為橢圓，其中中心喉管的中心線與溜槽的交點(diǎn)為橢圓的中點(diǎn)，沿溜槽軸線方向?yàn)殚L軸，垂直溜槽軸線和長軸的方向?yàn)槎梯S，料流在短半軸與橢圓交點(diǎn)上并且繼續(xù)沿橢圓切線向溜槽下方滑動時(shí)為料流的最大值，將該點(diǎn)的爐料布到爐喉料面的最低點(diǎn)，結(jié)合爐料經(jīng)過溜槽落到料面上所需的時(shí)間，確定出料流與中心喉管管壁發(fā)生接觸的位置。所述料流控制裝置的結(jié)構(gòu)主要包括操縱面板、環(huán)形軌道、液壓缸、檔料板、電動滑塊以及液壓回路和電氣回路，環(huán)形軌道固定在卸料漏斗上靜止不動，電動滑塊安裝在環(huán)形軌道上，電動滑塊通過操縱面板的控制由電機(jī)的驅(qū)動沿環(huán)形軌道順時(shí)針或者逆時(shí)針滑動來調(diào)整電動滑塊在環(huán)形軌道上的位置。擋料板的一端通過鉸鏈安裝在電動滑塊上，隨電動滑塊一起運(yùn)動。液壓缸缸筒通過鉸鏈安裝在電動滑塊上，活塞桿通過鉸鏈安裝在擋料板的前部，在非工作狀態(tài)，活塞桿退回到缸筒中，擋料板的位置接近豎直，不影響爐料的豎直下落，在進(jìn)行爐喉調(diào)劑時(shí)，活塞桿將擋料板支撐起來，擋料板與豎直方向形成一定角度，可以將下落的爐料擋到電動滑塊的對面，爐料會沿中心喉管的管壁一側(cè)下行。除操縱面板外的其他主要部件均安裝在爐頂裝料設(shè)備之中，通過操縱面板對料流控制裝置進(jìn)行控制。為維護(hù)高爐日常生產(chǎn)，通常會在高爐爐頂裝料設(shè)備處搭建操作平臺，并配備液壓站和電氣系統(tǒng)，該裝置的液壓動力依靠該液壓站，電力供給依靠該電氣系統(tǒng)。料流控制裝置的主要作用一是改變料流運(yùn)動軌跡，在需要爐喉調(diào)劑時(shí)將料流從中心喉管的中心調(diào)整到中心喉管的管壁處；二是根據(jù)爐喉料面的形狀控制落入中心喉管中豎直料流與中心喉管中心軸線的相對位置，即確定料流與中心喉管管壁發(fā)生接觸的位置。由于料流偏離中心喉管中心軸線，溜槽旋轉(zhuǎn)過程中，料流在溜槽上的軌跡為橢圓，其中中心喉管的中心線與溜槽的交點(diǎn)為橢圓的中點(diǎn)，沿溜槽軸線方向?yàn)殚L軸，垂直溜槽軸線和長軸的方向?yàn)槎梯S。短半軸與橢圓的交點(diǎn)處爐料的流量分別達(dá)到最大值和最小值，其中料流在短半軸與橢圓交點(diǎn)上并且繼續(xù)沿橢圓切線向溜槽下方滑動時(shí)為料流的最大值，將該點(diǎn)的爐料布到爐喉料面的最低點(diǎn)。由于爐料經(jīng)過溜槽落到料面上需要一定的時(shí)間，所以爐料落到料面上的位置角度比該爐料剛落到溜槽上時(shí)的溜槽轉(zhuǎn)角角度要超前，由此即可確定料流與中心喉管管壁發(fā)生接觸的位置。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是解決了現(xiàn)有高爐布料技術(shù)的不足，通過改進(jìn)現(xiàn)有設(shè)備，充分利用無料鐘爐頂布料的靈活方便的特點(diǎn)，對高爐爐況進(jìn)行調(diào)劑，減少設(shè)備可能出現(xiàn)的沖擊，布料效果也較扇形布料好。


圖I是高爐無料鐘爐頂正常布料的爐喉截面 圖2是爐料偏析時(shí)尚未調(diào)劑的高爐爐喉截面 圖3是使用本發(fā)明的布料方法后爐喉調(diào)劑的爐喉截面 圖4是料流控制裝置的主視剖視圖； 圖5是料流控制裝置的俯視圖。圖中1-高爐爐壁，2-焦炭，3-燒結(jié)礦，4-焦炭與燒結(jié)礦的混合層，5-卸料漏斗，6-環(huán)形軌道，7-擋料板，8-活塞桿，9-缸筒，10-電動滑塊，11-電機(jī)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例一
對有效容積2500m3的高爐爐喉進(jìn)行布料，其相關(guān)的參數(shù)為包括燒結(jié)礦批重135kg，焦炭批重20kg，中心喉管半徑O. 375m,高爐爐喉直徑5m，料線深度2. 5m,溜槽長度3m，溜槽旋轉(zhuǎn)角速度O. 92rad/s。該方法的布料操作規(guī)程如下
I.料面探測儀對料面形狀進(jìn)行分析，確定料面最低點(diǎn)的位置以及料面傾斜程度等數(shù)據(jù)，如果探測數(shù)據(jù)顯示不需要調(diào)劑，則不使用該發(fā)明的布料方法，按照原先設(shè)定的日常裝料制度繼續(xù)布料，如果探測結(jié)果顯示料面偏析或者局部崩料，則使用本發(fā)明的布料方法。2.當(dāng)確定料面的最低點(diǎn)后(如確定局部崩料的發(fā)生位置)，記錄該位置在爐喉的角度，由于爐料經(jīng)過溜槽落到料面上需要一定的時(shí)間，所以爐料落到料面上的位置角度比該爐料剛落到溜槽上時(shí)的溜槽轉(zhuǎn)角角度要超前20°，這個位置為流料沿中心喉管的管壁下落的位置。3.在兩次布料的間隙通過操縱面板調(diào)整料流控制裝置中電動滑塊10在環(huán)形軌道上6的位置，該位置為料流沿中心喉管管壁下落位置的對面，即相差180°，然后開啟液壓系統(tǒng)，將擋料板7支撐起，準(zhǔn)備下次布料時(shí)進(jìn)行擋料。4.進(jìn)行爐喉調(diào)劑的第一次布料。一次布料后，料面探測儀繼續(xù)對料面形狀進(jìn)行分析，如果料面形狀改善，但尚未達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)需要，則繼續(xù)進(jìn)行爐喉調(diào)劑，直到達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)需要，一旦達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)需要則將擋料板7收起，并將電動滑塊10調(diào)整到初始位置等待下次調(diào)劑使用。5.調(diào)劑完成后恢復(fù)日常生產(chǎn)裝料制度進(jìn)行布料操作，并實(shí)施料面監(jiān)控。
權(quán)利要求
1.一種串罐式無料鐘高爐布料方法，其特征是在串罐式無料鐘爐頂裝料設(shè)備的中心喉管的上部卸料漏斗處安裝一套能夠改變料流運(yùn)動軌跡的料流控制裝置，首先使用料線探尺或者料面探測儀對料面形狀進(jìn)行分析，確定料面最低點(diǎn)的位置以及料面傾斜程度數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)顯示料面偏析或者發(fā)生局部崩料時(shí)，則根據(jù)爐喉料面的形狀，確定出料流與中心喉管管壁發(fā)生接觸的位置，調(diào)整料流控制裝置控制落入中心喉管中豎直料流與中心喉管中心軸線的相對位置，將料流從中心喉管的中心調(diào)整到中心喉管的管壁處，料罐中流出的爐料經(jīng)過料流控制裝置后沿中心喉管管壁下降至溜槽，然后沿溜槽滑至高爐爐喉，爐料落到料面最低點(diǎn)處時(shí)恰為料流流量的最大值，溜槽旋轉(zhuǎn)180°后，爐料落到料面的最高點(diǎn)處時(shí)恰為料流流量的最小值，如果一次布料后，料面傾斜狀況改善但尚未達(dá)到正常生產(chǎn)需要，下次布料時(shí)繼續(xù)進(jìn)行爐喉調(diào)劑，直至料面形狀恢復(fù)到正常生產(chǎn)需要，煤氣分布合理為止，隨后恢復(fù)高爐正常布料，即均勻等高度布料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的串罐式無料鐘高爐布料方法，其特征是所述的料流與中心喉管管壁發(fā)生接觸的位置的確定，是根據(jù)料流偏離中心喉管中心軸線時(shí)，溜槽旋轉(zhuǎn)過程中，料流在溜槽上的軌跡為橢圓，其中中心喉管的中心線與溜槽的交點(diǎn)為橢圓的中點(diǎn)，沿溜槽軸線方向?yàn)殚L軸，垂直溜槽軸線和長軸的方向?yàn)槎梯S，料流在短半軸與橢圓交點(diǎn)上并且繼續(xù)沿橢圓切線向溜槽下方滑動時(shí)為料流的最大值，將該點(diǎn)的爐料布到爐喉料面的最低點(diǎn)，結(jié)合爐料經(jīng)過溜槽落到料面上所需的時(shí)間，確定出料流與中心喉管管壁發(fā)生接觸的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的串罐式無料鐘高爐布料方法，其特征是所述料流控制裝置的結(jié)構(gòu)主要包括操縱面板、環(huán)形軌道、液壓缸、檔料板、電動滑塊以及液壓回路和電氣回路，環(huán)形軌道固定在卸料漏斗上靜止不動，電動滑塊安裝在環(huán)形軌道上，擋料板的一端通過鉸鏈安裝在電動滑塊上，液壓缸缸筒通過鉸鏈安裝在電動滑塊上，活塞桿通過鉸鏈安裝在擋料板的前部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種串罐式無料鐘高爐布料方法，用于高爐爐料發(fā)生料面偏析或者發(fā)生局部崩料時(shí)爐喉調(diào)劑。在現(xiàn)有串罐式無料鐘爐頂裝料設(shè)備的基礎(chǔ)上安裝料流控制裝置，在需要爐喉調(diào)劑時(shí)，調(diào)整料流控制裝置，使得料罐中流出的爐料經(jīng)過料流控制裝置后沿中心喉管管壁下降至溜槽，然后沿溜槽滑至高爐爐喉，爐料落到料面最低點(diǎn)處時(shí)恰為料流流量的最大值，如果一次布料后，料面傾斜狀況改善但尚未達(dá)到正常生產(chǎn)需要，下次布料時(shí)繼續(xù)進(jìn)行爐喉調(diào)劑，直至料面形狀恢復(fù)到正常生產(chǎn)需要，隨后恢復(fù)高爐正常布料。通過使用本發(fā)明，能夠充分利用無料鐘爐頂布料的靈活方便的特點(diǎn)，對高爐爐況進(jìn)行調(diào)劑，減少設(shè)備沖擊，延長設(shè)備使用壽命，布料效果也較扇形布料好。
文檔編號C21B5/00GK102816879SQ20121027428
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月3日
發(fā)明者任廷志, 馬財(cái)生 申請人:燕山大學(xué)