一种高炉停炉快速凉炉的方法及装置与流程

本发明涉及冶金炼铁行业中的高炉中、大修停炉过程凉炉工艺，具体涉及一种高炉停炉快速凉炉的方法及装置。

背景技术：

1、高炉是冶金炼铁的主要设备之一，随着高炉生产的运行，高炉炉缸碳砖、耐材和炉身冷却壁会出现不同程度损坏，高炉生产存在安全风险，这时高炉需要进行中修修复损坏的炉缸碳砖、耐材和更换炉身冷却壁，全国高炉基本会在正常运行3-10年左右进行中修。另当高炉炉缸或炉体出现严重的损坏或者运行达到15-20年后，对高炉进行停炉大修，更换高炉碳砖、冷却壁、耐材及钢构，使高炉恢复安全生产。在高炉中修和大修过程，需要对高炉进行停炉操作，且正常停炉后需要对炉缸进行冷却，使高炉内部温度降至40℃以下且炉内co含量＜24ppm，达到工人安全进入高炉内部施工条件。

2、传统凉炉工艺主要是打水凉炉，通过炉顶打水装置和风口外加打水管道，将工业水打入炉缸内，利用水降低炉缸温度并熄灭炉缸内焦炭燃烧火焰，通过调整打水量来控制凉炉进程。其缺陷是耗水量大、耗时长，且大量的水汇集在炉缸内，使焦炭结块，不便于凉炉后清理，同时水在高温下反应产生大量的氢气，氢气与高炉内的氧气结合易导致炉内爆震，影响凉炉安全。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种高炉停炉快速凉炉的方法及装置，通过向炉缸内的焦炭混合物中通入低温氮气并实时控制供氮压力，提高高炉凉炉效率，解决利用水降温所存在的问题。

2、根据本发明说明书的一方面，提供一种高炉停炉快速凉炉的方法，包括：

3、从铁口区域向炉缸内打通预设长度及直径的通道，并将氮枪通过所述通道埋入高炉炉缸焦炭混合物中；

4、控制低温氮气设备打开，向焦炭混合物中打入低温氮气；

5、通过风口向高炉内伸入状态监测设备，以获取高炉内的实时温度和co含量；

6、根据所述实时温度及co含量控制打入的低温氮气的压力，并在高炉内的实时温度低于预设温度且炉内co含量低于预设含量时，控制低温氮气设备关闭，完成凉炉过程。

7、作为进一步的技术方案，所述通道的预设长度为大于炉缸直径的三分之一且小于炉缸直径的三分之二。

8、作为进一步的技术方案，所述通道的直径范围为70毫米至80毫米之间。

9、作为进一步的技术方案，所述氮枪的外径小于通道的直径，内径在30毫米至40毫米之间。

10、作为进一步的技术方案，所述状态监测设备包括温度探测器和co探测器。

11、作为进一步的技术方案，所述方法还包括：构建多输入单输出bp神经网络模型，利用炉内实时温度、实时co含量及供氮压力的历史数据构建训练集和测试集，利用训练集对所述多输入单输出bp神经网络模型进行训练，并利用测试集对训练后的bp神经网络模型进行测试。

12、作为进一步的技术方案，所述方法还包括：获取高炉内的实时温度和co含量，将所述实时温度和co含量输入训练后的多输入单输出bp神经网络模型，输出所需的供氮压力。

13、作为进一步的技术方案，所述方法还包括：在高炉内的实时温度降低至预设温度以下时，判断此时高炉内的co含量，若当前的co含量高于预设含量，则将低温氮气设备的供氮压力逐渐调高直至高炉内的co含量降低至预设含量以下。

14、作为进一步的技术方案，在打通所述通道之前，所述方法还包括：对高炉进行降料面处理，在降料面低于风口后，封堵出铁口和风口。

15、根据本发明说明书的一方面，提供一种高炉停炉快速凉炉的装置，包括低温氮气设备、氮枪和状态监测设备，所述低温氮气设备的控制端与控制设备相连，出口端与氮枪的进气端相连，所述氮枪的送气端位于炉缸焦炭混合物内；所述状态监测设备自高炉的风口伸入高炉内，且与控制设备相连，用于实时获取高炉内的温度及co含量并传送给控制设备；所述控制设备用于根据炉内的温度及co含量调节低温氮气设备的供氮压力。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、本发明利用低温氮气进入高炉炉缸内与焦炭混合物进行热交换，实现快速降温；

18、本发明利用低温氮气在炉缸区域降低氧气含量，形成不可燃氛围，实现快速灭火；

19、本发明低温氮气会使炉缸内焦炭混合物产生脆化效应，减少焦炭和铁水结块，便于停炉后炉缸清理。

技术特征：

1.一种高炉停炉快速凉炉的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述一种高炉停炉快速凉炉的方法，其特征在于，所述通道的预设长度为大于炉缸直径的三分之一且小于炉缸直径的三分之二。

3.根据权利要求1所述一种高炉停炉快速凉炉的方法，其特征在于，所述通道的直径范围为70毫米至80毫米之间。

4.根据权利要求3所述一种高炉停炉快速凉炉的方法，其特征在于，所述氮枪的外径小于通道的直径，内径在30毫米至40毫米之间。

5.根据权利要求1所述一种高炉停炉快速凉炉的方法，其特征在于，所述状态监测设备包括温度探测器和co探测器。

6.根据权利要求1所述一种高炉停炉快速凉炉的方法，其特征在于，所述方法还包括：构建多输入单输出bp神经网络模型，利用炉内实时温度、实时co含量及供氮压力的历史数据构建训练集和测试集，利用训练集对所述多输入单输出bp神经网络模型进行训练，并利用测试集对训练后的bp神经网络模型进行测试。

7.根据权利要求6所述一种高炉停炉快速凉炉的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取高炉内的实时温度和co含量，将所述实时温度和co含量输入训练后的多输入单输出bp神经网络模型，输出所需的供氮压力。

8.根据权利要求1所述一种高炉停炉快速凉炉的方法，其特征在于，所述方法还包括：在高炉内的实时温度降低至预设温度以下时，判断此时高炉内的co含量，若当前的co含量高于预设含量，则将低温氮气设备的供氮压力逐渐调高直至高炉内的co含量降低至预设含量以下。

9.根据权利要求1所述一种高炉停炉快速凉炉的方法，其特征在于，在打通所述通道之前，所述方法还包括：对高炉进行降料面处理，在降料面低于风口后，封堵出铁口和风口。

10.一种高炉停炉快速凉炉的装置，其特征在于，包括低温氮气设备、氮枪和状态监测设备，所述低温氮气设备的控制端与控制设备相连，出口端与氮枪的进气端相连，所述氮枪的送气端位于炉缸焦炭混合物内；所述状态监测设备自高炉的风口伸入高炉内，且与控制设备相连，用于实时获取高炉内的温度及co含量并传送给控制设备；所述控制设备用于根据炉内的温度及co含量调节低温氮气设备的供氮压力。

技术总结
本发明公开一种高炉停炉快速凉炉的方法及装置。方法包括：从铁口区域向炉缸内打通预设长度及直径的通道，并将氮枪通过所述通道埋入高炉炉缸焦炭混合物中；控制低温氮气设备打开，向焦炭混合物中打入低温氮气；通过风口向高炉内伸入状态监测设备，以获取高炉内的实时温度和CO含量；根据所述实时温度及CO含量控制打入的低温氮气的压力，并在高炉内的实时温度低于预设温度且炉内CO含量低于预设含量时，控制低温氮气设备关闭，完成凉炉过程。本发明通过向炉缸内的焦炭混合物中通入低温氮气并实时控制供氮压力，提高高炉凉炉效率，解决利用水降温所存在的问题。

技术研发人员：宋文,李利,张杰,余建伍,祝道朋,徐杨,何胜春
受保护的技术使用者：宝武集团鄂城钢铁有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/20