[發明專利]一種高爐內型的調整方法和高爐

有效

• 申請號: 202010622162.4
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111850202B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 盧正東;肖志新;胡正剛;李紅;劉棟梁;張正東
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號: C21B7/02
• 分類號: C21B7/02;C21B7/10
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 詹守琴

本發明公開一種高爐內型的調整方法和高爐，所述調整方法包括：獲得所述高爐的爐體的設計爐腹角α和設計爐身角β，所述爐體包括爐腹、爐身以及連接所述爐腹和所述爐身的爐腰；確定高爐的操作爐腹角α'和操作爐身角β'；根據所述設計爐腹角α和所述操作爐腹角α'確定爐腹冷卻壁的形狀，根據所述設計爐身角β和操作爐身角β'確定爐身冷卻壁的形狀；將所述爐腹冷卻壁固定于所述爐腹內壁上，以將爐腹角從所述設計爐腹角α調整到所述操作爐腹角α'；將所述爐身冷卻壁固定于所述爐身內壁上，以將爐身角從所述設計爐身角β調整到所述操作爐身角β'，從而能夠通過爐腹冷卻壁和爐身冷卻壁調整高爐的設計內型，使得高爐的設計內型與操作內型相匹配。

技術領域

本發明涉及冶煉設備技術領域，尤其涉及一種高爐內型的調整方法和高爐。

背景技術

高爐是用于鐵礦石還原與冶煉的高溫高壓大型反應容器，也是我國目前鐵水生產的主導工藝。高爐內型從上至下可依次劃分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸和死鐵層六個部分。高爐合理內型需要符合冶煉工藝要求，要有利于爐內物理化學反應過程的進行以及爐料與煤氣流的合理分布。

爐料從爐喉裝入爐內后，受高溫煤氣的加熱膨脹，在下降過程中逐漸壓縮、破碎，為減少爐料與爐墻之間的摩擦阻力，增加下降的有效重力，自爐喉以下爐子直徑逐步擴大。在爐腰處形成一個斷面積最大的區域，以適應礦石軟化透氣性變差和煤氣運動的要求。進入爐腹后礦石形成爐渣和鐵滴，爐料只剩下焦炭以固體形態存在，體積變小，因此爐腹又逐漸收縮，形成上大下小的形狀是合理的，如圖1所示。其中，爐喉、爐腰和爐缸為圓柱形，爐身和爐腹為錐臺型，α為爐腹角，β為爐身角，D1為爐喉直徑，D2為爐腰直徑，D3為爐缸直徑，H1～H6依次為爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸和死鐵層的高度。

根據高爐爐襯厚度的不同，高爐內型又可以分為傳統的“厚壁內型”和目前主流的“薄壁內型”。其中，“厚壁內型”是指在爐腹至爐身冷卻器熱面砌筑一定厚度的耐火磚襯，耐火磚襯自高爐投產以后會逐步受到侵蝕和損壞，設計內型逐步演變至操作內型，一般表現為爐身角、爐腹角變小，爐腰直徑和高度增大。而“薄壁內型”，其特點在于從爐腹至爐身不砌筑耐火材料，僅設置一層冷卻壁鑲磚，從而自投產開始，設計爐型即為實際爐型，同時，一代爐齡內爐喉、爐腰、爐缸直徑，爐身、爐腰、爐腹高度，以及爐腹角、爐身角均保持不變。

對于“厚壁內型”，由于一代爐齡爐襯厚度處于變化中，在爐役大部分時期，尚可通過爐襯侵蝕形貌的被動變化逐步適應操作爐型的要求，使設計爐腹角和設計爐身角逐漸演變成滿足高爐順行和長壽要求的操作爐腹角和操作爐身角，進而獲得較好的經濟技術指標。而對于“薄壁爐型”，由于爐型參數固定，其操作爐型是否合理，良好技術指標能否獲得，在極大程度上依賴于投產前的爐型設計。

現有的新建“薄壁內型”高爐通常參考和借鑒其它先進高爐的方案，但高爐一經投產，由于各個鋼鐵企業的原燃料條件不同，設備選型不同，操作模式不同，故存在高爐設計內型與滿足高爐順行和長壽要求的操作內型不匹配的問題，不僅會影響高爐順行，還會造成冷卻壁粘結和侵蝕損毀的問題。傳統方法中，需要等待高爐一代爐齡結束(一般為10-20年)后，通過高爐大修改造重新設計爐腹角和爐身角，并且需要整體更換爐殼，這種方法不僅會造成一代爐齡內高爐經濟技術指標低下，而且還會帶來巨額的改造成本。因此，亟需采取切實可行和靈活快捷的方法解決上述問題。

發明內容

本申請提供一種高爐內型的調整方法和高爐，解決了現有技術中薄壁高爐的設計內型與操作內型不匹配的技術問題。

本申請提供一種高爐內型的調整方法，所述調整方法包括：

獲得所述高爐的爐體的設計爐腹角α和設計爐身角β，所述爐體包括爐腹、爐身以及連接所述爐腹和所述爐身的爐腰；

確定高爐的操作爐腹角α'和操作爐身角β'；

根據所述設計爐腹角α和所述操作爐腹角α'確定爐腹冷卻壁的形狀，根據所述設計爐身角β和所述操作爐身角β'確定爐身冷卻壁的形狀；