专利名称：炼铁高炉在线喂线护炉方法及喂线装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种炼铁高炉对风口以下炉衬进行在线维修、修补的方法及装置。
背景技术：
现代高炉的设计寿命高达15 20年，高炉炉缸及炉底炉衬损坏，是影响高炉寿命的 重要因素。尤其是，在生产中经常发生的高炉炉缸及炉底炉衬的局部侵蚀或损坏，严重的 影响高炉的使用寿命。在线维护和修补炉缸及炉底炉衬，特别是对高炉炉缸及炉底炉衬的 局部侵蚀或损坏进行在线维护和修补，将为延长高炉的寿命、实现高炉的节能降耗、降低 生产成本产生重大影响，有明显的经济效益。但至今仍然缺乏行之有效的技术方法和实 用装置。
现代冶金中常规的护炉方法是将含钛物料送入高炉，利用含钛物料在高炉内的过还原 产生钛的碳氮化物进行护炉。但含钛物料从何处、以何种方法送入高炉，对护炉的效果以 及对高炉生产的影响是完全不同的。
常规的含钛物料护炉是将块状含钛物料从高炉炉顶随高炉炉料加入高炉中。当使用粉 状含钛物料时，需要对粉状含钛物料单独进行造块处理或加入高炉正常原料的造块系统进 行造块，给高炉生产系统的运行造成重大影响。同时，由于加入含钛物料，使高炉的冶炼 过程产生重大变化，需要调整高炉操作制度，会造成高炉产量的下降，出铁、出渣难度加 大,操作稍有不当，会影响甚至破坏高炉顺行,对钢铁企业的生产平稳运行产生重大影响。 另外含钛物料从高炉炉顶随高炉生产炉料加入高炉的护炉方法，由于含钛物料从高 炉炉顶随高炉生产炉料加入高炉，含钛物料中钛的氧化物均匀混入全部炉料的炉渣中，使 炉渣中的钛的氧化物浓度大幅度降低，造成含钛物料的加入量大，利用率低，维护成本高， 因而仅适用于高炉下部炉衬整体维护修补。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供炼铁高炉在线喂线护炉方法及该方法所 使用的喂线装置，具体是在高炉正常作业的条件下，使用喂线装置，通过高炉待维护、修
补区域上部的高炉煤粉喷吹口，将含有含钛物料的包芯线送入炉内，实现安全有效地对于 高炉炉缸、炉底部位的炉衬进行在线维护和修补。
炼铁高炉在线喂线护炉方法是使用喂线装置的包芯线通道将含钛包芯线通过的喷 煤口送入高炉，喂线装置中的喂线枪利用保护气(高压空气，喷煤系统吹扫&气)高速 通过喷吹环缝在喂线枪的包芯线通道前端形成大于鼓风压力的动压力，阻止高炉的高压、 高温鼓风通过包芯线通道外泄，径向滑块密封阻挡保护气体的外泄，保证喂线作业的安全。 包芯线通过喷煤口进入高炉内风口循环区后，在高温作用下包芯线外壳铁皮溶化的同时含 钛护炉料烧结、熔化，并随即融入下降的炉料中，包芯线中的护炉材料进入高炉后不产生 分散、飘移，完全富集于喂线点下部，有效的提高该区域炉渣中Ti02的浓度和钛的碳氮 化物的生成速度，实现对风口以下炉缸、炉底炉衬的在线、定点维护、修补。
实施上述方法所使用的喂线装置，是一个由多个部件组成的、可拆卸的、与喷煤口 安全密封连接的包芯线通道，喂线机将含钛护炉包芯线沿着喂线装置的包芯线通道送入高 炉炉内。
喂线装置由喂线导管、喂线枪、连接截断阀、径向滑动密封、消音器、包芯线受料器 依次连接；
喂线枪由外壳及内管组成，内管为包芯线通道，内、外管间为保护气气室，保护气体
导管通过保护气体截断阀与气室连通。
实施喂线作业时，连接装置预先通入保护气，调节保护气压力达到高炉鼓风的1.5
2.0倍，再将喷煤枪从喷煤口拔出，随即将连接装置的喂线导管2插入喷煤口，并将喂线
枪密封接口 3与喷煤口连接，检查连接密封可靠后，即可进行喂线作业。喷煤枪与喂线装
置的变换依据原喷煤枪的密封结构形式，以及工厂操作、安全规程的不同，可在全风作作
条件下进行，也可在减风或休风条件下进行。即使在全风作作条件下进行喷煤枪与连接装
置的变换也是安全的。
完成喷煤枪与连接装置的变换后，启动喂线机将护炉包芯线通过连接装置的包芯线通
道送入炉内，通过风口窥视孔观察包芯线在风口前的运动形态，以及高炉鼓风的温度、富
氧程度和风口工作状态调整喂线速度，进入连续喂线作业。
本发明的优点.-
1).可准确实现定点维护、修补
从高炉炉缸、炉底需要维护修补区域上方的供风直吹管的喷煤孔，通过专门设计的喂 线装置，将含钛护炉料包芯线喂入炉内，造成在该区域炉内物料的含钛浓度急剧增高，随 着炉内物料的还原，含钛物料产生还原和过还原生成钛的碳、氮化物。钛的碳、氮化物与 炉渣中的相关成分形成高熔点、与炉衬相侵润的护炉材料，进而在该区域原炉衬的表面上 形成新的保护层达到维护和修补的目的。
由于炉内仅在喂线区域的风口以下的局部存在高浓度的含钛物料，因而，对高炉风口 以上区域不产生任何影响，可完全不改变高炉生产作业条件进行护炉作业。同时，由于炉 内仅在喂线区域的风口以下的局部存在高浓度的含钛物料，可以准确的实施对炉缸、炉底 定点维护和修补。
2) .以高炉直吹管的喷煤口为接入点
本发明选择高炉供风直吹管的喷煤口为含钛护炉料包芯线喂入炉内的接入点，可降低 含钛护炉料包芯线喂入口的热风静压力；可縮短含钛护炉料包芯线在喂线导管的运行距 离；可减少含钛护炉料包芯线的喂线阻力，改善喂线护炉的作业条件。
3) .减少喂线护炉对高炉正常作业的干扰，提高了喂线护炉作业的可操作性 高炉风口是高炉运行中最重要的部位，是高炉操作人员必须经常观察，进行正常操作
的部位。若护炉包芯线从风口窥视孔喂入炉内，必将使喂线作业的风口丧失窥视高炉内风 口情况的功能，改变了高炉作业人员的作业条件，对高炉的正常作业有明显的干扰。同时 也使喂线作业成为全盲作业，操作人员无法观察护炉包芯线进入炉内后的运动和熔化状 态，无法依据炉内状态准确调整喂线速度。而此发明"由高炉供风直吹管的喷煤孔将含 钛护炉料包芯线喂入炉内"，完全保留了风口窥视孔和窥视孔的功能，可减少喂线护炉对 高炉正常作业的干扰。
喂线护炉是一项新技术，操作人员对护炉包芯线进入炉内后的运动状态、包芯线与风 口的接触情况、以及包芯线的熔化状况极为关心。"由高炉供风直吹管的喷煤孔将含钛护 炉料包芯线喂入炉内"保留了喂线风口窥视孔的功能，为依据炉内状态准确调整喂线速度； 为减少喂线作业时喂线装置的装卸创造了条件，提高了喂线护炉作业的可操作性。
该发明设计的喂线装置和喷煤口的连接与高炉喷煤装置和喷煤口的连接采用相同的 结构，可实施在线相互替换，提高了在线喂线护炉作业的可操作性。
4) .喂线装置安全可靠
本发明设计的喂线装置利用喷射原理，用保护气体的喷射产生的压力场抵消高炉鼓 风压力，确保喂线装置无论是否进行喂线作业，高炉的高压、高温热风都不会从喂线装置 的包芯线通道外泄，确保喂线作业的人员和设备的安全。
下面结合附图进一步说明本发明。
图l是该喂线装置的示意图。
图2是喂线装置中喂线枪的结构示意图。
具体实施例方式
如图1所示，喂线装置由包芯线导管2、密封接口 3、喂线枪4、连接截断阀6、径向 滑动密封7、消音器8、包芯线受料器9，以及保护气压力表5、保护气体截止阀IO、保
护气体管线11构成的保护气系统组成，图1中的1为高炉直吹管。
喂线导管2是将包芯线导入直吹管喷煤枪通道，同时,该喂线导管2用于打开原直吹管
上的喷煤口自动闭锁的装置；
密封接口 3是实施喂线枪与直吹管上的喷煤口连接和密封的装置；
喂线枪4的结构见图2，喂线枪由外壳12及内管13组成，内管为包芯线通道，内、
外管间为保护气气室，在实施喂线作业时高压保护气体经保护气体导管11、保护气体截
断阀IO进入到气室中，高压保护气体通过喂线枪内管与喂线枪外壳间的环形喷嘴以高速
喷入到枪前端的包芯线通道内，在保护气体喷入交点前的包芯线通道中形成大于高炉热风
压力的动压力，这个动压力阻止高炉鼓风或高炉煤气通过包芯线通道外泄；
连接截断阀6是连接装置进行作业或停止作业的切换装置，连接截断阀有两个阀板，
一个阀板与部件4、 7、 8、 9组装为一体，供喂线作业时使用，另一个阀板为盲板，当停
止喂线时，取下与部件4、 7、 8、 9组装为一体的阀板，更换成盲板阔板，用来切断喂线
枪与外界的通道；
径向滑动密封7是专门针对包芯线经喂线机送线轮后发生变形，且变形程度和形状是 动态变化的特点而设计的径向滑动密封装置。径向滑动密封装置是由数块径向自由滑动的 密封滑块组成的包芯线通道，密封滑块用弹簧连接固定在外壳上，密封滑块受弹簧压力的 作用始终保持与包芯线的紧密接触，当包芯线发生变形或轴向位移时实施密封，减少保护 气的外泄；
消音器8是用于消除在喂线作业时通过包芯线通道与包芯线间的缝隙泄漏的保护气 可能产生的噪音，以确保作业区域的环境条件；
包芯线受料器9是引导包芯线进入通道的设施；
保护气管线ll、保护气截止阀IO、保护气压力表5组成保护气系统，向喂线枪提供 保护气和进行监测。
实施喂线作业时，连接装置预先通入保护气，调节保护气压力达到高炉鼓风的1. 5 2.0倍，再将喷煤枪从喷煤口拔出，随即将连接装置的喂线导管2插入喷煤口，并将喂线 枪密封接口 3与喷煤口连接，检査连接密封可靠后，即可进行喂线作业。喷煤枪与喂线装 置的变换依据原喷煤枪的密封结构形式，以及工厂操作、安全规程的不同，可在全风作业 条件下进行，也可在减风或休风条件下进行。即使在全风作业条件下进行喷煤枪与连接装 置的变换也是安全的。
完成喷煤枪与连接装置的变换后，启动喂线机将护炉包芯线通过连接装置的包芯线通 道送入炉内，通过风口窥视孔观察包芯线在风口前的运动形态，以及高炉鼓风的温度、富 氧程度和风口工作状态调整喂线速度，进入连续喂线作业。
本高炉在线喂线护炉技术及装置的发明要点是:选择高炉供风直吹管的喷煤孔为接入 点，用专门设计的喂线装置安全、连续的将含钕护炉料包芯线喂入炉内，在不影响高炉正 常生产，不改变高炉正常操作制度和操作环境的条件下，实施对高炉风口以下的炉缸、炉 底炉衬进行维护、修补。
本发明已为一座2500m3高炉专门设计并制作出了相应的喂线装置，采用该种方法实 施护炉。使用的包芯线直径为13鹏，高炉鼓风压力为0. 45MPa，，喂线枪4保护气体为N2 气，压力为0.90MPa 。喂线量为15 40kg/min。实施结果表明本项发明是一种有效的高 炉炉缸、炉底维护、修补技术，所设计的喂线装置安全可靠，且操作方便实用。
权利要求
1、一种炼铁高炉在线喂线护炉方法，其特征是使用一个喂线装置与高炉鼓风直吹管的喷煤口相连接，依靠喂线机将护炉材料包芯线沿着喂线装置的包芯线通道送入高炉炉内，护炉材料包芯线喂入高炉的接口是高炉鼓风直吹管的喷煤口。
2、 实施权利要求1所述的炼铁高炉在线喂线护炉方法的喂线装置，其特征是由喂线 导管、喂线枪、连接截断阀、径向滑动密封、消音器、包芯线受料器依次连接；喂 线枪由外壳及内管组成，内管为包芯线通道，内、外管间为保护气气室，保护气体 导管通过保护气体截断阀与气室连通。
3、 按照权利要求2所述的炼铁高炉在线喂线护炉方法的喂线装置，其特征是它还有 使喂线枪与直吹管上的喷煤口连接和密封的密封接口。
全文摘要
本发明提供了一种炼铁高炉在线喂线护炉方法及喂线装置，所要解决的问题是常规的含钛物料护炉是从高炉炉顶随高炉炉料加入高炉中。当使用粉状含钛物料时，给高炉生产系统的运行造成重大影响。同时，由于加入含钛物料，会造成高炉产量的下降。另外含钛物料中钛的氧化物均匀混入全部炉料的炉渣中，使炉渣中的钛的氧化物浓度大幅度降低，本发明的要点是使用一个喂线装置与高炉鼓风直吹管的喷煤口相连接，依靠喂线机将护炉材料包芯线沿着喂线装置的包芯线通道送入高炉炉内，护炉材料包芯线喂入高炉的接口是高炉鼓风直吹管的喷煤口。
文档编号C21B7/00GK101109024SQ20071001256
公开日2008年1月23日 申请日期2007年8月24日 优先权日2007年8月24日
发明者孙中强, 徐金铎, 赵庆杰 申请人:沈阳东北大学冶金技术研究所有限公司