专利名称：一种高炉停炉的方法
技术领域：
本发明涉及一种高炉停炉的方法。
背景技术：
现有的高炉例如可以为如图1所示的结构，所述高炉包括炉缸1、风口 2、铁口 3、 残铁口 4和放散阀5，残铁口 4在风口 2的下方，铁口 3在风口 2和残铁口 4之间，放散阀5 设置在高炉的上端，所述放散阀的个数通常可以为2-6个。在高炉炼铁的过程中，炉缸1内 盛放炉料，通过风口 2向高炉内送风或者使高炉内的炉料进行休风，炼制的铁水通过铁口 3 流出，放散阀5用于排出高炉内产生的气体，或者用于调节高炉内的压力，残铁口 4用于排 出渣铁。高炉在长时间使用之后会出现很多故障，例如，炉缸、炉底侵蚀严重，高炉无法继 续生产，或者炉底冷却水温差超过一定限度，不停炉有烧穿炉缸的危险。在上述情况下，需 要对高炉进行停炉和检修。高炉停炉的原始方法是采用充填停炉法，充填停炉法是在决定高炉停炉时停止上 矿石。当料线下降时，用其它物质充填所空出的料线(空间)。用于充填的物质有石灰石、 焦炭等，也有用高炉炉渣充填的。这种停炉的方法比较安全，但停炉后要清除充填物，浪费 大量人力和物力。为了节省人力和物力，现有的高炉停炉方法通常采用空料线炉顶打水停炉法，具 体的，在停炉的过程中，料线逐渐降低，而空料线后，用炉顶打水的方法控制炉顶温度不超 过400-500°C。当料线降到风口水平面或风口水平面以上一米左右出完渣铁时，停止送风， 继续打水冷却，当炉内焦炭全部熄灭后，开始拆卸工作。虽然空料线炉顶打水停炉法能够减少人力和物力，然而，采用现有的空料线炉顶 打水停炉法对高炉进行停炉后，料线停留在风口水平面上下约0. 5米，通常在风口水平面 以上约0. 5米，仍然需要付出大量的人力和物力来进行扒炉缸。为了保证高炉停炉后尽量使高炉内的料线降至风口以下，本领域技术人员已经尝 试在高炉中设置在高温下(如2300°C以上)不会被损坏的临时探尺，然而，所述临时探尺的 造价很高，而且使用寿命不长。
发明内容
本发明为了克服现有的高炉停炉方法的上述缺陷，提供了一种新的高炉停炉的方 法，采用所述方法能够提高停炉后高炉内的料线降至风口水平面以下的机率。本发明提供了一种高炉停炉的方法，所述高炉包括风口、铁口和残铁口，所述风口 水平面至铁口水平面的高度为高炉总高度的10-15%，所述铁口水平面至高炉底部的高度 为高炉总高度的3-8%，所述残铁口在所述铁口的下方，其中，该方法包括在停炉前连续向 高炉中加入铁矿石和固体含碳物质的重量比为1 1.6-2. 2的混合料，使料线到铁口水平 面的高度为所述高炉总高度的86-93 %，在所述混合料的加料体积为所述高炉内总容积的65-75%时，停止加所述混合料；然后通过空料线使料线到铁口水平面的高度为所述高炉总 高度的45-65%，向所述高炉中喷水并进行预休风；之后继续向所述高炉中喷水并对所述 高炉送风，使所述料线下降，在满足以下三个条件中的至少一个时，打开铁口出铁，然后打 开残铁口出渣铁；(1)通过所述送风的量计算出料线深度到达风口水平面；(2)在CO2含量随时间的变化曲线中，(X)2含量出现第二个峰值，所述CO2含量随时 间的变化曲线为在预休风之后的送风阶段，炉顶的气体中CO2含量随时间的变化曲线；(3)风口燃烧火焰为黄绿色。本发明的发明人发现，假如能够准确判断出铁前料线降到风口水平面的时机，并 在料线降至风口水平面时进行出铁，即可保证停炉后高炉内的料线能够降至风口水平面以 下。然而，由于现有的空料线炉顶打水停炉法难以准确判断出渣铁前料线降到风口水平面 的时机，因此，经常会出现出铁前料线只降到风口水平面以上，或者降到风口水平面以后再 出铁的情况。而且，当出渣铁前料线只降到风口水平面以上时，在出完渣铁后，料线可能只 降到风口水平面以上，或者只降到风口水平面附近，炉缸中的保留的炉渣仍然很多；当出渣 铁前料线降到风口水平面以下时，由于来自风口的空气不能促进渣料燃烧，而且在炉顶打 水的条件下，高炉底层的铁水和渣铁的温度迅速降低，使得所述铁水和渣铁的流动性显著 降低，从而对出渣铁造成很大的难度，因此，出渣铁的过程中不能使渣铁充分流出，使得停 炉后的扒炉缸工作非常艰难。根据实践结果显示，采用本发明提供的高炉停炉的方法能够保证停炉后高炉内的 料线降至风口水平面以下的概率高达90 %以上。
图1表示现有的高炉的结构示意图。
具体实施例方式本发明提供所述高炉停炉的方法该方法包括在停炉前连续向高炉中加入铁矿石 和固体含碳物质的重量比为1 1.6-2.2的混合料，使料线到铁口水平面的高度为所述 高炉总高度的86-93%，在所述混合料的加料体积为所述高炉内总容积的65-75%时，停止 加所述混合料(通常情况下，在实施停炉前高炉内的料线到铁口水平面的高度为所述高 炉总高度的85-92% )；然后通过空料线使料线到铁口水平面的高度为所述高炉总高度的 45-65%,向所述高炉中喷水并进行预休风；之后继续向所述高炉中喷水并对所述高炉送 风，使所述料线下降，在满足以下三个条件中的至少一个时，打开铁口出铁，然后打开残铁 口出渣铁；(1)通过所述送风的量计算出料线深度到达风口水平面；(2)在CO2含量随时间的变化曲线中，(X)2含量出现第二个峰值，所述CO2含量随时 间的变化曲线为在预休风之后的送风阶段，炉顶的气体中CO2含量随时间的变化曲线；(3)风口燃烧火焰为黄绿色。在本发明中，所述料线是指所述高炉中炉料最上方所在的水平面；所述铁口水平 面是指所述铁口的中心轴线所在的水平面；所述风口水平面是指所述风口的中心轴线所在的水平面；所述送风是指通过所述风口向所述高炉中注入空气；所述休风是指不向所述高 炉中注入空气；所述预休风是指在出铁前对所述高炉进行休风；所述空料线是指使高炉内 的炉料进行燃烧并使料线下降；所述炉料是指所述高炉内的所有的物料；所述高炉的总高 度是指所述高炉内部从炉顶到铁口的中心轴线所在水平面的高度。
在本发明中，为了进一步提高高炉停炉后高炉内的料线降至风口水平面以下的机 率，优选使上述(1)-03)三个条件中的至少两个满足时，打开铁口出铁。在该优选情况下， 停炉后高炉内的料线降至风口水平面以下的概率能够保证在95%以上。为了保证高炉停炉后高炉内的料线始终在风口水平面以下，具体地，保证停炉后 高炉内的料线到风口水平面的高度为所述高炉总高度的7. 5%以上(即相对于炉缸内高度 为22米的高炉，停炉后料线降至风口水平面以下1.76米以上)，最优选在上述(1)-(3)三 个条件都满足时打开铁口出铁。在本发明中，所述风口的大小没有特别的限定，通常可以根据高炉的型号进行适 当地选择，具体地，在实际生产过程中，所述风口的直径可以为120-140毫米。在本发明中，通过送风的量计算料线深度的方法可以采用各种常规的方法进行计 算，通常情况下，通过送风的量计算料线深度的方法可以包括采用以下公式计算料线下降 的高度
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O其中，h表示料线下降的高度，单位为πι;μ表示单位体积的风所消耗的炉料的体 积，单位为m3/m3 ；ν表示风的流量，单位为m7min ；t表示送风的时间，单位为min ；S表示所 述高炉内部的平均横截面积，单位为m2。在采用上述公式计算出料线下降的高度的情况下， 当所述预休风后开始送风时所述料线到所述铁口水平面的高度与通过计算得出的所述料 线下降的高度相同时，能够判定所述料线达到所述铁口水平面。在本发明中，所述单位体积的风所消耗的炉料的体积(μ)的取值范围可以为 0.0005-0.0007。具体地，μ的取值可以根据炉料的组成而确定。在所述炉料中，在使用的 固体含碳物质相同的情况下，当所述固体含碳物质的含量较大时，单位体积的风所消耗的 炉料的体积相对增大；相反地，当所述固体含碳物质的含量减少时，单位体积的风所消耗的 炉料的体积相对减小。另外，由于不同的固体含碳物质的燃烧耗氧量不同，因此，在固体含 碳物质在炉料中的含量相同的情况下，燃烧掉含有不同种类的固体含碳物质的炉料所要消 耗的风的体积不同。在本发明中，所述炉料中的铁矿石和固体含碳物质的重量比只要满足 1 1.6-2. 2即可，优选为1 1.8-2.0;所述固体含碳物质可以为焦炭和/或粒煤，所述粒 煤的颗粒直径通常可以为30-60毫米，所述固体含碳物质中的碳含量可以为80-85重量％ 以上；在本发明中所述铁矿石可以为本领域常规使用的各种块矿，且所述块矿的颗粒尺寸 通常可以为6-50毫米，所述块矿中铁的含量可以为40-48重量％以上，所述块矿的颗粒尺 寸是指从所述块矿的一个侧边到与之相对的另一侧边的最大距离，例如，当所述块矿为球 形时则所述块矿的颗粒尺寸为所述块矿的颗粒直径。所述风的流量(ν)的取值没有特别的限定，例如可以为大于0且小于等于5500m3/ min，优选为 100-4500m3/min。
所述送风的时间⑴可以在实际操作过程中测量得到。所述高炉内部的平均横截面积(S)根据选用的高炉不同而不同，然而对于具体的 高炉，所述平均横截面积是固定的。在本发明中，炉顶的气体中CO2含量的检测方法可以通过以相同的时间间隔从炉 顶的气体中取样并检测(X)2含量的方式进行实施，所述时间间隔可以为15-30分钟。所述 检测(X)2含量的方法已为本领域技术人员所公知，在此不再赘述。在本发明提供的所述方法中，所述空料线的方法可以采用常规的操作方法进行实 施。在本发明中，所述空料线的方法优选采用加探尺或者通过送风的量计算料线深度的方 法准确判定空料线的深度，从而实现空料线至准确的料线深度，进而保证成功实现高炉停 炉。在所述空料线的方法采用加探尺的方式判定空料线深度的情况下，所述空料线的 具体的方法可以包括对所述高炉送风，使所述料线下降，并通过探尺获取料线深度，且所述 探尺的熔融温度为1300-1400°C。所述探尺的设置方式在发明中没有特别的限定，可以采用 本领域技术人员常规使用的方法进行设定，例如，所述探尺可以为端部具有实心球体，且所 述球体与绳状或链状的连接件连接，所述连接件与所述实心球体的材质优选为相同，在将 所述探尺设置到所述高炉中的方法具体地可以包括设定连接件的长度，使得所述探尺能 够探测到目标高度(在本发明中，所述探尺要求能够探测从料线到铁口水平面的高度为所 述高炉总高度的45-65%的高度范围)，然后将所述连接件不与球体连接的一端连接到所 述高炉的顶部，将球体放置在所述高炉内的料面上。在所述空料线的方法通过送风的量计算料线深度的方法判定空料线深度的情况 下，所述空料线的具体的方法可以包括对所述高炉送风，使所述料线下降，并通过送风的量 计算料线深度，所述计算的公式为
权利要求
1.一种高炉停炉的方法，所述高炉包括风口、铁口和残铁口，所述风口水平面至铁口水 平面的高度为高炉总高度的10-15%，所述铁口水平面至高炉底部的高度为高炉总高度的 3-8%，所述残铁口在所述铁口的下方，其特征在于，该方法包括在停炉前连续向高炉中加 入铁矿石和固体含碳物质的重量比为1 1.6-2. 2的混合料，使料线到铁口水平面的高度 为所述高炉总高度的86-93%，在所述混合料的加料体积为所述高炉内总容积的65-75% 时，停止加所述混合料；然后通过空料线使料线到铁口水平面的高度为所述高炉总高度的 45-65%,向所述高炉中喷水并进行预休风；之后继续向所述高炉中喷水并对所述高炉送 风，使所述料线下降，在满足以下三个条件中的至少一个时，打开铁口出铁，然后打开残铁 口出渣铁；(1)通过所述送风的量计算出料线深度到达风口水平面；(2)在CO2含量随时间的变化曲线中，(X)2含量出现第二个峰值，所述CO2含量随时间的 变化曲线为在预休风之后的送风阶段，炉顶的气体中CO2含量随时间的变化曲线；(3)风口燃烧火焰为黄绿色。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在满足上述(1)- (3)三个条件时，打开铁口出铁。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，通过送风的量计算料线深度的方法包括采用 以下公式计算料线下降的高度 XVXt 其中，h表示料线下降的高度，单位为m; μ表示单位体积的风所消耗的炉料的体积，单 位为m3/m3 ^表示风的流量，单位为m7min ；t表示送风的时间，单位为min ；S表示所述高炉 内部的平均横截面积，单位为m2。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，μ的取值范围为0.0005-0.0007，ν的取值为大 于0且小于等于5500。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述固体含碳物质选自焦炭和/或粒煤。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述空料线的方法包括对所述高炉送风，使所述 料线下降，并通过探尺获取料线深度，且所述探尺的熔融温度为1300-1400°C。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述空料线的方法包括对所述高炉送风，使所述 料线下降，并通过送风的量计算料线深度，所述计算的公式为. //XVXt 其中，h表示料线下降的高度，单位为m; μ表示单位体积的风所消耗的炉料的体积，单 位为m3/m3，且μ的取值范围为0. 0005-0. 0007 ；ν表示风的流量，单位为m7min，且ν的取 值为大于0且小于等于5500 ;t表示送风的时间，单位为min ;S表示所述高炉内部的平均横 截面积，单位为m2。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法还包括使在打开铁口时高炉内的压 力为 0. 15-0. 3MPa。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，在来自所述风口的风从所述铁口吹出时，开始出渣铁。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括在所述出渣铁结束之后对所述高炉进行休风。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，在满足以下三个条件中的至少一个时，判定所 述出渣铁结束，(1)从炉顶的气体中取样检测气体成分，其中，CO2含量快速下降，氧气的含量快速升 高，且氧气含量为6体积％以上；(2)铁口喷出烟尘；(3)渣铁流体的间断式地流出。
全文摘要
一种高炉停炉的方法，该方法包括在停炉前连续向高炉中加入铁矿石和固体含碳物质，使料线到铁口水平面的高度为高炉总高度的86-93％，在混合料的加料体积为高炉内总容积的65-75％时，停止加混合料；然后通过空料线使料线到铁口水平面的高度为高炉总高度的45-65％，向高炉中喷水并进行预休风；之后继续向高炉中喷水并对高炉送风，使料线下降，在满足以下三个条件中的至少一个时，打开铁口出铁，然后打开残铁口出渣铁；(1)通过送风的量计算出料线深度到达风口水平面；(2)在CO2含量的变化曲线中CO2含量出现第二个峰值；(3)风口燃烧火焰为黄绿色。采用上述高炉停炉的方法能够使停炉后高炉内的料线降至风口水平面以下的概率高达90％以上。
文档编号C21B5/00GK102071272SQ200910224808
公开日2011年5月25日 申请日期2009年11月24日 优先权日2009年11月24日
发明者张志刚, 张海军, 张远祥, 曾华锋, 杜斯宏, 杨兵, 林千谷, 谢俊勇, 邹春乐 申请人:攀钢集团攀枝花钢钒有限公司, 攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司