本發(fā)明涉及一種高爐爐喉徑向焦炭負荷分布的方法。
背景技術(shù)：
：隨著中國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，大型高爐所帶來的經(jīng)濟效益和強有力的競爭力日益突出，對大型高爐的生產(chǎn)操作進行基礎(chǔ)性研究就顯得尤為重要。截至2017年1月高爐冶煉仍在保密狀態(tài)，盡管在爐本體上安裝了大量的檢測裝置，但都未能直接測算和反應(yīng)出高爐內(nèi)徑向上焦炭負荷分布。為維持高爐正常生產(chǎn)，需要確定一定的焦比水平，為此要控制一定的焦炭批重和焦炭入爐方式，尤其是要實現(xiàn)高爐徑向上，不同焦炭負荷的控制，其是控制爐內(nèi)煤氣流分布的重要手段，也是影響高爐穩(wěn)定生產(chǎn)的重要因素之一,現(xiàn)有的高爐爐喉徑向焦炭負荷分布的方法，高爐運行成本較高。技術(shù)實現(xiàn)要素：為了克服現(xiàn)有高爐爐喉徑向焦炭負荷分布的方法的上述不足，本發(fā)明提供一種高爐在正常生產(chǎn)時，在高爐徑向上控制焦炭負荷分布，中心加焦角度和加焦量量化的高爐爐喉徑向焦炭負荷分布的方法；在高爐實施本方法高爐運行成本較低，高爐生產(chǎn)穩(wěn)定,能夠降低焦比10～15kg/t。高爐正常生產(chǎn)時，需要確定一定的焦比水平，為此要控制一定的焦炭批重和焦炭入爐方式，需要根據(jù)高爐煤氣流分布要求來調(diào)整高爐徑向上不同的焦炭負荷分布。尤其是要實現(xiàn)高爐徑向上，不同焦炭負荷的控制，其是控制爐內(nèi)煤氣流分布的重要手段，也是影響高爐穩(wěn)定生產(chǎn)的重要因素之一。本發(fā)明提供高爐在穩(wěn)定生產(chǎn)時在高爐爐喉徑向上控制焦炭負荷分布，中心加焦角度和加焦量的方法，從而實現(xiàn)高爐煤氣流的合理分布和爐況順行狀況的改善。本發(fā)明技術(shù)構(gòu)思高爐正常生產(chǎn)時，需要根據(jù)高爐煤氣流分布，來調(diào)整高爐爐喉徑向上的焦炭負荷分布。本發(fā)明將爐喉在徑向上沿半徑方向分為三帶，即將爐喉在半徑方向上以爐喉側(cè)壁為起點分為3段，第一段以爐喉側(cè)壁為起點往爐中心延伸0.8-1.2m(一般1.0m）的距離；第二段為中間環(huán)帶，寬度1.0～2.0m；第三段為中心漏斗環(huán)帶，寬度2.0～3.5m。在這3個環(huán)帶面上，根據(jù)高爐運行參數(shù)和爐況順行程度，以高爐入爐焦炭負荷為基礎(chǔ)焦炭負荷，將3個環(huán)帶面上的焦炭負荷與其對比，確定高爐正常生產(chǎn)時沿爐喉半徑徑向上3個環(huán)帶面上的焦炭負荷分布，以此量化高爐爐喉徑向上焦炭負荷分布模型，指導(dǎo)高爐煤氣流分布和高爐生產(chǎn)操作。中心加焦的技術(shù)構(gòu)思：中心加焦量的調(diào)整，初期計劃中心加焦量在12%～15%，后據(jù)煤氣流分布及爐況反應(yīng)逐步增加中心加焦量，逐步調(diào)整至15%～20%，最高調(diào)整至25%～28%，后據(jù)爐況穩(wěn)定性、煤氣利用率高低和燃料消耗情況，最終調(diào)整穩(wěn)定在15%～20%，實現(xiàn)了爐況穩(wěn)定性良好，煤氣利用率達到50.5%以上，燃料消耗低。調(diào)整過程為先增加中心焦炭量，后逐步往中心跟礦石，先疏松邊緣再據(jù)邊緣煤氣流穩(wěn)定情況及煤氣利用率高低來調(diào)整邊緣焦炭負荷。調(diào)整過程中維持一定的焦炭負荷（維持一定的煤比和燃料消耗）和充足的熱量來保證爐況穩(wěn)定順行。本高爐爐喉徑向焦炭負荷分布的方法包括下述依次的步驟：i裝料制度中對擋位、礦石與焦炭的控制：檔位依次分為123456檔位是設(shè)備上分的檔；礦石相對檔位，布料圈數(shù)依次分別為333321；焦炭相對于檔位，布料圈數(shù)依次分別為433223.5；ii將爐喉在徑向上沿半徑分為3個環(huán)帶部分，確定爐喉徑向分段與檔位、焦炭及焦炭負荷分布對應(yīng)關(guān)系；爐喉徑向分段依次分為爐喉側(cè)壁開始往爐中心延伸0.8-1.0m環(huán)帶、中間環(huán)帶寬度1.0～2.0m與中心漏斗環(huán)帶寬度2.0～3.0m三個環(huán)帶；爐喉側(cè)壁開始往爐中心延伸0.8-1.0m環(huán)帶對應(yīng)的是1，2檔位；對應(yīng)的礦石布料圈數(shù)都是3；對應(yīng)的焦炭布料圈數(shù)分別是4與3，并且焦炭與檔位相對應(yīng)；對應(yīng)的焦炭負荷分布是入爐焦炭負荷的0.90～1.05倍，最佳1.00倍；中間環(huán)帶寬度1.0～2.0m對應(yīng)的是3，4檔位；對應(yīng)的礦石布料圈數(shù)都是3；對應(yīng)的焦炭布料圈數(shù)分別是3與2，并且焦炭與檔位相對應(yīng)；對應(yīng)的焦炭負荷分布是入爐焦炭負荷的1.3—1.5，最佳1.40倍；中心漏斗環(huán)帶寬度2.0～3.0m對應(yīng)的是5，6檔位；對應(yīng)的礦石布料圈數(shù)分別是2與1，并與檔位相對應(yīng)；對應(yīng)的焦炭布料圈數(shù)分別是2與3.5，并且焦炭與檔位相對應(yīng)；對應(yīng)的焦炭負荷分布是入爐焦炭負荷的0.6—0.8，最佳0.74倍；iii計算焦炭負荷分布=爐喉徑向分段區(qū)域內(nèi)焦炭負荷/入爐焦炭負荷；入爐焦炭負荷=礦批/焦批；iv計算爐喉3部分（爐喉徑向分為3個部分），焦炭負荷分別與入爐焦炭負荷類比；類比即爐喉3部分焦炭負荷分別÷入爐焦炭負荷；爐喉前1/3部分，中間平臺1/3部分，中心漏斗1/3部分的焦炭負荷分別與入爐焦炭負荷類比；計算高爐爐喉徑向分段的焦炭負荷分布。上述的高爐爐喉徑向焦炭負荷分布的方法，其步驟特征是在步驟iv還進行下述的操作：a以爐頂設(shè)備選型確定中心加焦角度為11°～15°，最佳13°,確定焦炭在布料入爐時不碰溜槽，中心加焦量控制在焦批的22%～25%；b視中心煤氣流強弱，調(diào)整中心加焦角度至8°～10°，最佳10°,逐步減少中心焦量至20%；c重點關(guān)注邊緣煤氣流強弱趨勢，減少中心焦量至15%～18%，提高爐況穩(wěn)定性和煤氣利用率，杜絕風(fēng)口曲損和熱負荷波動。上述的高爐爐喉徑向焦炭負荷分布的方法，其步驟特征是：在步驟iv后，還進行步驟v制定送風(fēng)制度，風(fēng)量、氧量、風(fēng)溫、濕度、風(fēng)壓與相關(guān)參數(shù)之間的關(guān)系為：風(fēng)量6400～6600m3/min時，頂壓240～245kpa；氧量在9000～11000m3/h（穩(wěn)定在10000m3/h）時，k值2.6～2.7；風(fēng)溫1200℃～1320℃時（穩(wěn)定在1260℃），風(fēng)速270～275m/s；濕度4～6g/m3時，鼓風(fēng)動能14600～16000kg.m/s；風(fēng)壓404～410kpa時，壓差165～175kpa。爐頂十字測溫槍中心電偶溫度550～700℃，次中心溫度240～280℃，邊緣溫度平：110～130℃；爐頂溫度200～220℃。本發(fā)明的有益效果在高爐實施本發(fā)明的爐喉徑向焦炭負荷分布的方法后，爐況穩(wěn)定順行（無崩滑料），壓量關(guān)系平穩(wěn)（風(fēng)壓波動小，波動值在10kpa內(nèi)），熱負荷趨于穩(wěn)定（熱負荷波動小，波動值在5%以內(nèi)），波動幅度減?。ú▌臃仍?%以內(nèi)），下料規(guī)整，無崩滑料，渣鐵排放正常。爐頂十字測溫槍中心電偶溫度550～700℃，次中心溫度240～280℃，邊緣溫度平：110～130℃；爐頂溫度200～220℃，煤氣利用率50.5～51.5%。第五、第六高爐實施中心加焦項目后,每年各項（六項）的降成本見表1，帶來的總經(jīng)濟效益為：1083.9萬元。表1（萬元）具體實施方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的具體實施方式進一步說明。對于下面的實施例的說明有助于理解本發(fā)明，但并不是對本發(fā)明的限制。實施例大型高爐爐喉直徑大，一般在10.0～11.0m，本實施例是10.0m，爐喉面積達到78.5～95.0m2，本實施例是78.5m2。對其爐喉沿半徑徑向上進行焦炭負荷分段控制，是實現(xiàn)高爐生產(chǎn)操作，合理煤氣流控制的重要手段。本實施例在六高爐采取如下裝料制度后爐況穩(wěn)定性好轉(zhuǎn)，為下述依次的步驟：i裝料制度的控制見表2。表2檔位（是設(shè)備上分的檔）123456礦石（單位是圈數(shù)）333321焦炭（單位是圈數(shù)）433223.5表2中礦石總?cè)?shù)為3+3+3+3+2+1=15圈；焦炭總?cè)?shù)為4+3+3+2+2+3.5=17.5圈。將爐喉在徑向上沿半徑分為3個環(huán)帶部分，計算爐喉徑向分段的焦炭負荷分布見表3。表3iii計算焦炭負荷分布=爐喉徑向分段區(qū)域內(nèi)焦炭負荷/入爐焦炭負荷。(入爐焦炭負荷為礦批/焦批，焦炭負荷分布=區(qū)域內(nèi)的焦炭負荷/入爐焦炭負荷。都是本行業(yè)的通用術(shù)語。)入爐焦炭負荷=礦批/焦批對于爐喉直徑10.0～11.0m的高爐，礦批/焦批=108÷21=5.14，其中108與21，是從高爐生產(chǎn)實踐中來的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。（礦批/焦批是本領(lǐng)域的同用術(shù)語）iv計算爐喉3部分（爐喉徑向分為3個部分）焦炭負荷分別與入爐焦炭負荷類比(類比在這里是爐喉3部分焦炭負荷分別÷入爐焦炭負荷）：爐喉前1/3部分，中間平臺1/3部分，中心漏斗1/3部分的焦炭負荷分別與入爐焦炭負荷類比，計算高爐爐喉徑向分段的焦炭負荷分布：爐喉邊緣，即爐喉前1/3部分的焦炭負荷=[（礦批）╳（3+3）/15]÷[（4+3）/17.5╳(焦批)]÷[（礦批）/(焦批)]=1.0；中間平臺1/3部分=[（礦批）╳（3+3）/15]÷[（3+2）/17.5╳(焦批)]÷[（礦批）/(焦批)]=1.40；中心漏斗1/3部分=[（礦批）╳3.5/15]÷[（2+3.5）/17.5╳(焦批)]÷[（礦批）/(焦批)]=0.74。依次得到爐喉邊緣0.8～1.0m環(huán)帶，中間環(huán)帶寬度1.0～2.0m，中心漏斗環(huán)帶寬度2.0～3.0m部分的焦炭負荷分布分別為入爐焦炭負荷的1.0倍、1.4倍和0.74倍，故爐喉徑向上焦炭負荷分布控制，爐況穩(wěn)定性好，煤氣流分布和操作爐型穩(wěn)定。經(jīng)過對中心加焦的布料角度、中心加焦量、布料角差關(guān)鍵工藝參數(shù)進行不斷的修正調(diào)整，并制定了分3步走的調(diào)整思路：1）、首先以爐頂設(shè)備選型確定中心加焦角度為13°，確定焦炭在布料入爐時不碰溜槽，中心加焦量控制在焦批的25%；2）、視中心煤氣流強弱，調(diào)整中心加焦角度至10°，逐步減少中心焦量至20%；3）、重點關(guān)注邊緣煤氣流強弱趨勢，減少中心焦量至15%～18%，提高爐況穩(wěn)定性和煤氣利用率，杜絕風(fēng)口曲損和熱負荷波動。六高爐視爐況優(yōu)化調(diào)整中心加焦角度和加焦量。經(jīng)過3個多月探索，高爐消除了崩料和管道現(xiàn)象，爐況穩(wěn)定性大幅度改善，煤氣利用率達到50.5%以上。制定送風(fēng)制度，見表4。表4風(fēng)量m3/min氧量m3/h風(fēng)溫℃濕度g/m3風(fēng)壓kpa6400～66001000012604～6404～410頂壓kpak值風(fēng)速（m/s）鼓風(fēng)動能kg.m/s壓差kpa240～2452.6～2.7270～27514600～16000165～175在上述操作制度的控制下，爐況穩(wěn)定順行，壓量關(guān)系平穩(wěn)，熱負荷趨于穩(wěn)定，波動幅度減小，下料規(guī)整，無崩滑料，渣鐵排放正常。爐頂十字測溫槍中心電偶溫度550～700℃，次中心溫度240～280℃，邊緣溫度平：110～130℃；爐頂溫度200～220℃，煤氣利用率50.5～51.5%。六高爐在采取爐喉徑向分段的焦炭負荷分布控制后，爐內(nèi)爐喉邊緣1.0m寬度環(huán)帶部分，中心漏斗環(huán)帶寬度2.5～3.0m的焦炭負荷相對減輕，邊緣和中心煤氣流得到穩(wěn)定和加強。高爐冶煉生產(chǎn)，在中心煤氣流穩(wěn)定、充沛的情況下，為避免爐墻結(jié)厚，必須保證一定的邊緣煤氣流。在這種操作制度下，六高爐實現(xiàn)了長期穩(wěn)定順行。說明：1焦炭負荷分布=爐喉徑向分段區(qū)域內(nèi)焦炭負荷/全爐焦炭負荷，倍。26/15,7/17.5,5/17.5，3.5/15,5.5/17.5五個算術(shù)式中的6，7，5，3.5，5.5，是爐喉前1/3部分，中間平臺1/3部分，中心漏斗1/3部分的布料圈數(shù)及其總和。當前第1頁12