[發明專利]全氧高爐加濕鼓風裝置及工藝

無效

• 申請號: 201210368567.5
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN102888475A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 李菊艷;范小剛;唐恩;王小偉;周強;張國興
• 申請（專利權）人: 中冶南方工程技術有限公司
• 主分類號: C21B5/00
• 分類號: C21B5/00;C21B7/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鄔麗明;唐萬榮

技術領域

本發明屬于高爐煉鐵技術領域，尤其涉及一種全氧高爐加濕鼓風裝置及工藝。

背景技術

目前，以焦炭為主要原料的傳統高爐煉鐵技術在生產效率、能量利用等方面已經得到了較大的發展。世界生鐵產量的90%以上由傳統高爐煉鐵工藝生產，傳統高爐煉鐵工藝通過熱風爐向高爐鼓入溫度在1000-1300℃的熱風，鼓風富氧率在10%以下，熱風與風口回旋區內的焦炭和噴吹的煤粉燃燒，產生煤氣向上運動，與下行的礦石進行復雜的熱量交換和還原反應，得到生鐵。焦比通常為300-400Kg/tHM，噴煤比約100-200Kg/tHM。但在全球焦煤資源匱乏和環境惡化等壓力下，需要開發以煤為主要能源的新的煉鐵工藝。以粉煤和純氧為主要原料氧氣鼓風高爐煉鐵技術是最具規模化生產和應用的煤氧煉鐵新工藝之一。氧氣高爐是一種采用超高富氧鼓風（富氧率>40%）或全氧鼓風的一種冶煉方式。高爐全氧鼓風操作具有高生產率，高噴煤率，低焦比，爐頂煤氣不含氮氣等優點。然而氧氣高爐由于采用全氧鼓風，風口理論燃燒溫度高達約3000℃，而普通高爐風口理論燃燒溫度約2100-2400℃，因此在常規的生產操作方式下，氧氣高爐風口的氧煤槍很容易被燒壞。另外風口理論燃燒溫度升高，還影響高爐爐料順行。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：針對現有技術提出一種有效解決氧氣高爐風口理論燃燒溫度高，氧煤槍和風口易燒壞的問題，同時有利于提高爐內還原反應，有益于高爐順行的全氧高爐加濕鼓風裝置及工藝。

本發明為解決上述技術問題所采取的技術方案為：

全氧高爐加濕鼓風工藝，其特征在于，向高爐風口中鼓入氧氣和蒸汽的混合物，所述鼓入氧氣的溫度為100-700℃，所述混合物的濕度為5%-20%。

上述方案中，所述鼓入氧氣的純度不小于80%。

上述方案中，所述鼓入的氧氣量250-350Nm³/tHM。

全氧高爐加濕鼓風裝置，其特征在于，它包括供氧裝置、換熱裝置、及蒸汽包，所述換熱裝置用于將除塵后的高爐煤氣的余熱提供給所述供氧裝置輸出的氧氣進行加熱，所述換熱裝置輸出的加熱后的氧氣與蒸汽包輸出的蒸汽混合后鼓入高爐風口。

本發明的原理是：高爐全氧加濕鼓風，鼓風帶入高爐的濕分（水蒸汽）在風口前的燃燒帶內與碳發生分解反應：H₂O＋C＝CO＋H₂，生成還原性氣體H₂和CO。水蒸氣的分解反應為大量吸熱的反應（10800kJ/m3H₂O或13400kJ/kgH₂O），吸收了風口區大量的熱，降低了全氧鼓風高爐風口理論燃燒溫度，鼓風中每1%濕分降低風口理論燃燒溫度45℃左右，因此通過調整全氧鼓風濕度，達到調節風口理論燃燒溫度的目的，有效防止氧煤槍和風口燒壞。此外由于水蒸氣的分解反應消耗了部分碳，因此減少了風口前燃燒1kg碳所需要的氧氣量，有利于降低鼓風量。水蒸氣分解反應生成的還原性氣體，增加了爐缸內CO+H₂的濃度，使煤氣的還原能力增大，還原速度加快，間接還原得到發展，有利于進一步降低燃料比。

本發明的有益效果是：高爐采用全氧加濕鼓風，焦比降低到200Kg/tHM左右，噴煤量提高到250Kg/tHM以上，成為高爐冶煉的主要能源，改變了傳統高爐煉鐵的能源結構；采用全氧燃燒技術，高爐爐頂煤氣無N₂，爐頂煤氣品質好，熱值為傳統高爐的兩倍；采用全氧加濕鼓風，利于調整全氧鼓風高爐風口理論燃燒溫度，有效防止氧煤槍和風口燒壞，有利于高爐順行；加濕鼓風后，鼓風中的水蒸氣發生分解反應，生成還原性氣體，有益于提高爐內還原反應。

附圖說明

圖1為本發明實施例五提供的全氧高爐加濕鼓風裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的描述，當然下述實施例不應理解為對本發明的限制。

實施例1

本實施例采用1000m³高爐，以球團礦和燒結礦作為原料。生產技術指標為：焦比：250Kg/tHM；煤比：330Kg/tHM；爐頂煤氣量：850Nm³/tHM，選用風口和氧煤槍的耐熱溫度為2250℃。

本實施例提供一種全氧高爐加濕鼓風工藝，該工藝采用如下步驟：

1）將燒結礦、球團礦和焦炭分批次從爐頂加入高爐；