專利名稱：高爐富氧噴煤的供氧方法
技術領域：
本發明有關于一種煉鐵技術領域中氧氣的加入方式，尤其有關于一種高爐富氧噴吹技術的高爐富氧噴煤的供氧方法。
背景技術：
近年來煉焦煤資源短缺，新建焦爐投資大、污染環境，焦炭價格上漲，使得高爐噴煤技術得以迅速發展。高爐噴煤節焦固然很好，但采用通常的煉鐵工藝，其噴煤量受限制，由于大噴吹煤下，高爐風口回旋區理論溫度降低太多，將會引起高爐爐況的惡化，相應其噴煤置換比下降，不利于高爐冶煉，因此高爐噴煤量增加需提高高爐風口區域理論燃燒溫度，提高高爐風口區域理論燃燒溫度的方法主要有提高熱風溫度及提高鼓風中氧氣濃度等。但要將現在1200 1300°C的熱風溫度進一步提高非常困難，因此提高鼓風中氧氣濃度成為首選的方法，即高爐采用富氧鼓風的工藝技術。高爐富氧鼓風后，風中氧含量增加，氮含量減少，對同樣體積的鼓風，則可以多燒碳素，因而高爐冶煉強度提高、產量增加，尤其是富氧改善了噴吹煤粉的燃燒條件，有利于提高煤粉的燃燒率和置換比，同時富氧和噴煤對高爐冶煉的影響在很多方面是互補的，富氧能彌補噴吹煤粉對高爐風口區域理論燃燒溫度降低的影響，能保持理論燃燒溫度在合適的水平上，二者的有利配合對高爐整體運行水平的提高起著極其重要的作用，所以富氧鼓風成為高爐配合煤粉噴吹和強化冶煉的重要調節手段，但是富氧率必須控制在適宜水平上，才能實現富氧和噴煤的有利配合，為高爐生產增加效益。現有技術中，高爐富氧過程氧氣的加入方法主要有兩種一種是在熱風爐前的鼓風機前將氧氣混入冷風后經熱風爐加熱后隨熱風送入高爐，另一種是在熱風爐前的鼓風機后將氧氣混入冷風后經熱風爐加熱后隨熱風送入高爐。其中，在熱風爐前的鼓風機前加氧，雖然可以采用低壓氧氣，能夠節能，但是由于低壓輸氧管道的直徑較大，這需要制氧機與鼓風機的距離較近，如果制氧機與鼓風機的距離較遠，不僅輸氧管道投資提高，而且輸送能力受限；另外，目前國內外的高爐噴煤比基本在100 200kg/t，與之對應的合理富氧率在2 5%左右，若進一步提高噴煤比(如到300kg/t)，富氧率要相應提高，如果氧氣都從熱風爐經過，熱風爐系統的閥門及熱風管道存在泄漏點的話，高富氧的熱風容易將泄漏點處的設備燒穿，而使熱風爐系統的熱風管道存在安全隱患。因此，有必要提供一種新的富氧噴煤的供氧方法，來克服上述缺陷。

發明內容
本發明的目的是提供一種高爐富氧噴煤的供氧方法，為保證200 300kg/t的高噴煤比，本發明采用在熱風爐前的鼓風機后和高爐風口處分別加入高壓氧氣的富氧方式，可以保證在供氧系統安全穩定的情況下，節省高爐的焦炭消耗，降低煉鐵成本。
本發明的上述目的可采用下列技術方案來實現本發明提供一種高爐富氧噴煤的供氧方法，所述高爐富氧噴煤的供氧方法包括如下步驟a)供給氧氣提供一高壓氧氣，所述高壓氧氣的壓力為O. 3 O. 6MPa ；b)注入氧氣將所述高壓氧氣分為兩股，一股所述高壓氧氣自熱風爐前的鼓風機后注入所述熱風爐冷風管道內，另一股所述高壓氧氣自高爐風口處的氧煤槍注入所述高爐內。在優選的實施方式中，在所述步驟b中，注入所述氧煤槍中的所述高壓氧氣的流速為 250 350m/s。在優選的實施方式中，在所述步驟b中，向所述氧煤槍中加入的所述高壓氧氣的流量為向所述高爐風口處注入的熱風流量的5 10%。 在優選的實施方式中，所述高爐富氧噴煤的供氧方法還包括步驟c :向所述熱風爐中注入冷風，向所述熱風爐冷風管道中注入的高壓氧氣的流量與向所述熱風爐中注入的冷風流量的比小于15%。在優選的實施方式中，在所述步驟c中，向所述熱風爐冷風管道中注入的高壓氧氣的壓力比向所述熱風爐中注入的冷風壓力高30kPa以上。在優選的實施方式中，所述高爐風口處設有兩個所述氧煤槍，向所述氧煤槍中注入的高壓氧氣的壓力比向高爐風口處注入的熱風壓力高30kPa以上。在優選的實施方式中，在所述步驟b中，所述高壓氧氣是通過一氧氣供給系統注入至所述熱風爐的冷風管道內，所述氧氣供給系統沿所述高壓氧氣的流入方向依次連接有手動調節閥、過濾器、調壓閥、流量調節閥、手動調節閥、止回閥和阻火器。在優選的實施方式中，在所述步驟b中，所述高壓氧氣是通過多路氧氣注入系統注入至所述氧煤槍內，該氧氣注入系統沿所述高壓氧氣的流入方向依次連接有手動調節閥、快速切斷閥、手動調節閥、止回閥、阻火器和金屬軟管，所述金屬軟管與所述氧煤槍相連。在優選的實施方式中，所述高爐富氧噴煤的供氧方法還包括步驟d):提供一氮氣，將所述氮氣加入所述氧煤槍中。在優選的實施方式中，在所述步驟d中，所述氮氣是通過一氮氣注入系統注入至所述氧煤槍內，所述氮氣注入系統沿所述氮氣的流入方向依次連接有手動調節閥、快速切斷閥和止回閥，所述止回閥與所述氧煤槍相連。本發明的高爐富氧噴煤的供氧方法的特點及優點是 一、本發明的高爐富氧噴煤的供氧方法，采用熱風爐前鼓風機后富氧和高爐風口前用氧煤槍富氧相結合的方式，保證了熱風爐系統及熱風管道的安全，并可使高爐風口范圍煤粉燃燒區域氧氣濃度局部較高，能夠實現高爐200 300kg/t的高噴煤比，并且有效防止因大噴煤而造成的高爐風口前理論燃燒溫度及煤粉燃燒率降低過多的問題，本發明不僅節省了高爐的焦炭消耗，降低了煉鐵成本，更有意義的是可以提高高爐煤氣熱值，使得高爐煤氣的應用范圍擴大，減少高爐煤氣的放散率，增加高爐產量。另外，本發明采用在熱風爐前鼓風機后富氧的方式，可以使注入氧煤槍中的高壓氧氣與注入熱風爐內的高壓氧氣采用相同的壓力，而可共用一輸氧管路。二、本發明的高爐富氧噴煤的供氧方法，注入所述氧煤槍中的高壓氧氣的流速為250 350m/s，向氧煤槍中注入的高壓氧氣的流速應具有一定的合理范圍，高壓氧氣的流速過高會有安全隱患，而高壓氧氣的流速過低，氧煤槍又達不到合理的冷卻效果，以流速為250 350m/s噴出的高壓氧氣不僅可保證氧煤槍使用的安全性，而且又可使氧煤槍達到合理的冷卻效果；另外，高壓氧氣與煤粉一同自氧煤槍中噴出，有利于傳質過程，可以提高煤粉在氧煤槍出口處局部區域的氧濃度，達到氧氣與煤粉的較好混合，以提高煤粉燃燒率。三、本發明的高爐富氧噴煤的供氧方法，為保證200 300kg/t的高噴煤比，向氧煤槍中注入的高壓氧氣的流量為向所述高爐風口處注入的熱風流量的5 10%，可以保證氧煤槍冷卻效果要求的最小氧氣流量，且保證氧煤槍不回火，并且氧煤槍內的高壓氧氣的流速在保證氧煤槍安全的范圍內，可以保證氧煤槍出口處火焰不脫火。


為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他 的附圖。圖1為本發明的高爐富氧噴煤的供氧方法的流程圖。圖2為本發明的高爐富氧噴煤的供氧方法的高壓氧氣輸送至冷風管道的結構圖。圖3為本發明的高爐富氧噴煤的供氧方法的高壓氧氣輸送至氧煤槍的結構圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。如圖1所示，本發明提供一種高爐富氧噴煤的供氧方法，其包括如下步驟a)供給氧氣提供一高壓氧氣，所述高壓氧氣的壓力為O. 3 O. 6MPa ；b)注入氧氣將所述高壓氧氣分為兩股，一股所述高壓氧氣自熱風爐前的鼓風機后注入所述熱風爐冷風管道內，另一股所述高壓氧氣自高爐風口處的氧煤槍注入所述高爐內。具體是，從制氧廠制造的壓力范圍在O. 8 L 6MPa的高壓氧氣，通過減壓后形成壓力為O. 3 O. 6MPa的高壓氧氣，該高壓氧氣被分為兩部分，一部分高壓氧氣從熱風爐前的鼓風機后加入經過熱風爐加熱后隨熱風進入高爐，另一部分氧氣從高爐直吹管及風口處的氧煤槍直接加入高爐的風口區域。本發明采用熱風爐前鼓風機后富氧和高爐風口前用氧煤槍富氧相結合的方式，保證了熱風爐系統及熱風管道的安全，并可使高爐風口范圍煤粉燃燒區域氧氣濃度局部較高，能夠實現高爐200 300kg/t的高噴煤比，并且有效防止因大噴煤而造成的高爐風口前理論燃燒溫度及煤粉燃燒率降低過多的問題，本發明不僅節省了高爐的焦炭消耗，降低了煉鐵成本，更有意義的是可以提高高爐煤氣熱值，使得高爐煤氣的應用范圍擴大，減少高爐煤氣的放散率，增加高爐產量。另外，本發明采用在熱風爐前鼓風機后富氧的方式，可以使注入氧煤槍中的高壓氧氣與注入熱風爐冷風管道內的高壓氧氣采用相同的壓力，而可共用一輸氧管路。根據本發明的一個實施方式，在所述步驟b中，注入所述氧煤槍中的所述高壓氧氣的流速為250 350m/s，在本發明中，注入所述氧煤槍中的高壓氧氣的流速優選為300m/S。向氧煤槍中注入的高壓氧氣的流速應具有一定的合理范圍，高壓氧氣的流速過高會有安全隱患，而高壓氧氣的流速過低，氧煤槍又達不到合理的冷卻效果，以流速為250 350m/s噴出的高壓氧氣不僅可保證氧煤槍使用的安全性，而且又可使氧煤槍達到合理的冷卻效果；另外，高壓氧氣與煤粉一同自氧煤槍中噴出，有利于傳質過程，可以提高煤粉在氧煤槍出口處局部區域的氧濃度，達到氧氣與煤粉的較好混合，以提高煤粉燃燒率。進一步的，在所述步驟b中，向所述氧煤槍中加入的所述高壓氧氣的流量為向所述高爐風口處注入的熱風流量的5 10%。也即，向氧煤槍中注入的高壓氧氣的流量是，自熱風爐熱風管道輸送至高爐風口的熱風流量的5 10%。本發明為保證200 300kg/t的高噴煤比，使向氧煤槍中注入的高壓氧氣的流量 為自熱風爐熱風管道輸送至高爐風口處的熱風流量的5 10%，可以保證氧煤槍冷卻效果要求的最小氧氣流量，且保證氧煤槍不回火，并且氧煤槍內的高壓氧氣的流速在保證氧煤槍安全的范圍內，可以保證氧煤槍出口處火焰不脫火。根據本發明的一個實施方式，所述高爐富氧噴煤的供氧方法還包括步驟c :向所述熱風爐中注入冷風，向所述熱風爐冷風管道中注入的高壓氧氣的流量與向所述熱風爐中注入的冷風流量的比小于15%，例如，在本發明中，向所述熱風爐冷風管道中注入的高壓氧氣的流量與向所述熱風爐中注入的冷風流量的比為8:100或9:100。進一步的，在所述步驟c中，向所述熱風爐冷風管道中注入的高壓氧氣的壓力比向所述熱風爐中注入的冷風壓力高30kPa以上。這樣設計的好處是，避免冷風進入氧氣輸送系統，保證氧氣輸送系統的安全。在本發明中，向所述氧煤槍中注入的高壓氧氣的壓力比向所述高爐風口處注入的熱風壓力高30kPa以上。自熱風爐輸送至高爐風口處的熱風的壓力低于向氧煤槍中注入的高壓氧氣的壓力，這樣設計的好處是，可避免熱風進入氧氣輸送系統，保證氧氣輸送系統的安全。根據本發明的一個實施方式，如圖2所示，在所述步驟b中，所述高壓氧氣是通過一氧氣供給系統I注入至所述熱風爐的冷風管道內的，所述氧氣供給系統I沿所述高壓氧氣的流入方向(如圖2中箭頭所指的方向)依次連接有手動調節閥11、過濾器12、調壓閥13、流量調節閥14、手動調節閥15、止回閥16和阻火器17。調壓閥13可調節高壓氧氣注入冷風管道內的壓力，保證高壓氧氣的壓力在O. 3 O. 6MPa之間；流量調節閥14用于調節高壓氧氣注入冷風管道內的流量。根據本發明的一個實施方式，如圖3所示，在所述步驟b中，所述高壓氧氣是通過多路氧氣注入系統2注入至所述氧煤槍內的，該氧氣注入系統2沿所述高壓氧氣的流入方向(如圖3中箭頭所指的方向)依次連接有手動調節閥21、快速切斷閥22、手動調節閥23、止回閥24、阻火器25和金屬軟管26，所述金屬軟管26與所述氧煤槍相連。具體是，該氧氣注入系統2與氧氣供給系統I相連，自制氧廠制造的氧氣流經氧氣供給系統I后被分為兩部分，一部分注入熱風爐的冷風管道內，另一部分經氧氣注入系統2注入氧煤槍內。在本發明中，高爐每個風口處設有兩個氧煤槍，該氧氣注入系統2具有多路，根據高爐風口處的氧煤槍的數量而定。請參見圖3所示，根據本發明的一個實施方式，所述高爐富氧噴煤的供氧方法還包括步驟d):提供一氮氣，將所述氮氣加入所述氧煤槍中。在所述步驟d中，所述氮氣是通過一氮氣注入系統3注入至所述氧煤槍內，所述氮氣注入系統3沿所述氮氣的流入方向依次連接有手動調節閥31、快速切斷閥32和止回閥33，所述止回閥33與所述氧煤槍相連。具體是，該氮氣注入系統3的止回閥33連接在氧氣注入系統2的手動調節閥23之前，其與氧氣注入系統2的手動調節閥21與快速切斷閥22形成的管路并聯設置。該氮氣注入系統3為保證氧煤槍中氧氣壓力過低的情況下的操作安全，用氮氣替換氧煤槍中的氧氣，保證氧煤槍中的氣體的壓力在設定的范圍內，防止煤氣倒灌的情況發生。以上所述僅為本發明的幾個實施例，本領域的技術人員依據申請文件公開的內容可以對本發明實施例進行各種改動或變型而不脫離本發明的精神和范圍。
權利要求
1.一種高爐富氧噴煤的供氧方法，其特征在于，所述高爐富氧噴煤的供氧方法包括如下步驟a)供給氧氣提供一高壓氧氣，所述高壓氧氣的壓力為O.3 O. 6MPa ；b)注入氧氣將所述高壓氧氣分為兩股，一股所述高壓氧氣自熱風爐前的鼓風機后注入所述熱風爐冷風管道內，另一股所述高壓氧氣自高爐風口處的氧煤槍注入所述高爐內。
2.如權利要求1所述的高爐富氧噴煤的供氧方法，其特征在于，在所述步驟b中，注入所述氧煤槍中的所述高壓氧氣的流速為250 350m/s。
3.如權利要求1所述的高爐富氧噴煤的供氧方法，其特征在于，在所述步驟b中，向所述氧煤槍中加入的所述高壓氧氣的流量為向所述高爐風口處注入的熱風流量的5 10%。
4.如權利要求1所述的高爐富氧噴煤的供氧方法，其特征在于，所述高爐富氧噴煤的供氧方法還包括步驟c :向所述熱風爐中注入冷風，向所述熱風爐冷風管道中注入的高壓氧氣的流量與向所述熱風爐中注入的冷風流量的比小于15%。
5.如權利要求4所述的高爐富氧噴煤的供氧方法，其特征在于，在所述步驟c中，向所述熱風爐冷風管道中注入的高壓氧氣的壓力比向所述熱風爐中注入的冷風壓力高30kPa 以上。
6.如權利要求1所述的高爐富氧噴煤的供氧方法，其特征在于，所述高爐風口處設有兩個所述氧煤槍，向所述氧煤槍中注入的高壓氧氣的壓力比向高爐風口處注入的熱風壓力聞30kPa以上。
7.如權利要求1所述的高爐富氧噴煤的供氧方法，其特征在于，在所述步驟b中，所述高壓氧氣是通過一氧氣供給系統注入至所述熱風爐的冷風管道內，所述氧氣供給系統沿所述高壓氧氣的流入方向依次連接有手動調節閥、過濾器、調壓閥、流量調節閥、手動調節閥、 止回閥和阻火器。
8.如權利要求1所述的高爐富氧噴煤的供氧方法，其特征在于，在所述步驟b中，所述高壓氧氣是通過多路氧氣注入系統注入至所述氧煤槍內，該氧氣注入系統沿所述高壓氧氣的流入方向依次連接有手動調節閥、快速切斷閥、手動調節閥、止回閥、阻火器和金屬軟管， 所述金屬軟管與所述氧煤槍相連。
9.如權利要求1所述的高爐富氧噴煤的供氧方法，其特征在于，所述高爐富氧噴煤的供氧方法還包括步驟d):提供一氮氣，將所述氮氣加入所述氧煤槍中。
10.如權利要求9所述的高爐富氧噴煤的供氧方法，其特征在于，在所述步驟d中，所述氮氣是通過一氮氣注入系統注入至所述氧煤槍內，所述氮氣注入系統沿所述氮氣的流入方向依次連接有手動調節閥、快速切斷閥和止回閥，所述止回閥與所述氧煤槍相連。
全文摘要
本發明公開了一種高爐富氧噴煤的供氧方法，包括如下步驟a)供給氧氣提供一高壓氧氣，所述高壓氧氣的壓力為0.3～0.6MPa；b)注入氧氣將所述高壓氧氣分為兩股，一股所述高壓氧氣自熱風爐前的鼓風機后注入所述熱風爐冷風管道內，另一股所述高壓氧氣自高爐風口處的氧煤槍注入所述高爐內。本發明的高爐富氧噴煤的供氧方法，為保證200～300kg/t的高噴煤比，采用在熱風爐前的鼓風機后和高爐風口處分別加入高壓氧氣的富氧方式，可以保證在供氧系統安全穩定的情況下，節省高爐的焦炭消耗，降低煉鐵成本。
文檔編號C21B5/00GK103014205SQ201210592938
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月31日 優先權日2012年12月31日
發明者施設, 吳志宏, 全強, 樊波, 于世波, 周玨融, 姜鳳山, 王艷民, 葉果 申請人:中冶京誠工程技術有限公司