新型高爐噴吹煤粉噴前預熱工藝的制作方法
【專利摘要】本發明屬于高爐噴吹煤粉預熱領域，特別是涉及一種新型高爐噴吹煤粉噴前預熱工藝；所要解決的技術問題是提供了提供了一種能夠將煤粉加熱到250℃以上高溫的新型高爐噴吹煤粉噴前預熱工藝方案和裝置；在煤粉噴入高爐之前利用經過升溫的熱風爐高溫廢氣將煤粉直接加熱到250℃—350℃，從而大幅度地縮短煤粉在高爐風口前加熱至著火的時間，增加煤粉在風口和回旋區的燃燒時間，從而提高煤粉的燃燒率，減少未燃煤粉對高爐的不良影響，提高煤焦置換比，擴大噴煤量。
【專利說明】新型高爐噴吹煤粉噴前預熱工藝
【技術領域】
[0001]本發明屬于高爐噴吹煤粉預熱領域，特別是涉及一種新型高爐噴吹煤粉噴前預熱工藝。
【背景技術】
[0002]高爐噴吹煤粉已成為鋼鐵企業節焦增產和改進冶煉工藝最有效的措施，世界各國都在積極開發和應用高爐噴吹煤技術，但隨著噴吹量的提高，噴煤比增加到一定限度后，焦比降低的幅度會大大減少，主要原因是噴入的煤粉不能在風口前完全燃燒，未燃燒煤粉會被上升的煤氣帶出回旋區，至成渣帶時被黏附在渣中，曾加了初成渣的黏度，惡化料柱透氣性，使高爐順行不利，甚至有部分炭粒被帶出爐外浪費掉。科學研究和生產實踐表明，限制噴煤量進一步提高有4個因素:煤粉在風口前的燃燒率、爐缸熱狀態、煤氣流運動阻力和煤焦置換比。其中煤粉在風口前的燃燒率是目前限制噴吹量的主要因素。因此，如何提高煤粉在風口前的燃燒率，成為噴煤比進一步提高的關鍵。
[0003]煤粉預熱噴吹技術是目前噴吹煤【技術領域】的前沿課題，同其它相比，其突出特點是利用高爐熱風爐廢氣余熱來加熱煤粉，將煤粉從40~70°C預熱到100~350°C，甚至更高。煤粉初始溫度大幅度提高，減少煤粉在爐內所耗熱量，最大程度地減輕噴煤對熱風的冷卻效應，加速煤粉 燃燒過程，縮短煤粉燃燒時間。使煤粉在有限時間、有限空間內燃燒率大幅度提聞。
[0004]2008年長治市方圣噴吹技術有限公司與潞安礦業(集團)有限責任公司共同發明了 “高爐噴吹煤粉噴前預熱工藝”(專利號ZL2008100546180)的專利，該專利技術2008年率先在舞鋼中加鋼鐵公司3號高爐投入工業應用。該系統一直到2014年仍然應用的很好。該專利利用分級分階段進行加熱，在煤粉噴入高爐之前將煤粉加熱到120-160°C，從而大幅度縮短煤粉在高爐風口前加熱至著火的時間，增加煤粉在風口和回旋區的燃燒時間，從而提高煤粉的燃燒率，減少未燃燒煤粉對高爐的不良影響，提高煤焦置換比，擴大噴煤量。但是由于采用的是水蒸氣相變熱間接加熱煤粉，加熱的過程中會產生很大的壓力，現有的生產設備只能夠將煤粉加熱到160°C，不能夠更進一步的提升煤粉溫度。

【發明內容】

[0005]本發明克服現有技術存在的不足，解決了現有技術的問題，提供了一種能夠將煤粉加熱到250°C以上高溫的新型高爐噴吹煤粉噴前預熱工藝方案和裝置。
[0006]為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案:新型高爐噴吹煤粉噴前預熱工藝，在煤粉噴入高爐之前利用經過升溫的熱風爐高溫廢氣將煤粉直接加熱到250°C —350。。。
[0007]—種新型高爐噴吹煤粉噴前預熱工藝所使用的裝置，包括連接廢氣管道的廢氣風機，所述廢氣風機連接有升溫爐，所述升溫爐上連接有高爐煤氣管道，升溫爐上還連接有多級分段式預熱器，所述多級分段式預熱器包括并排設置的十個預熱單元，所述預熱單元所述預熱單元包括加熱室，所述加熱室內橫向平行設置有兩排煤粉輸送管，每排煤粉輸送管的數量為十個，所述煤粉輸送管與加熱室的兩端之間為封閉狀，加熱室的兩端均設置有第一膨脹節，所述加熱室頂部設置有介質輸入口，底部設置有介質輸出口，第一個預熱單元的介質輸入口與升溫爐的廢氣出口相連，相鄰預熱單元的介質輸出口與介質輸入口均通過介質輸送管道連接，最后一個預熱單元的介質輸出口與磨煤機連接，所述介質輸送管道上設置有第二膨脹節。
[0008]本發明跟現有技術相比具有的有益效果如下。
[0009]第一，利用高溫煙氣將煤粉直接加熱到250°C — 350°C，從而大幅度地縮短煤粉在高爐風口前加熱至著火的時間，增加煤粉在風口和回旋區的燃燒時間，從而提高煤粉的燃燒率，減少未燃煤粉對高爐的不良影響，提高煤焦置換比，擴大噴煤量。
[0010]第二，高爐熱風爐產生的高溫廢氣，通過廢氣風機和廢氣管道輸送到升溫爐進行二次升溫。將升溫后的廢氣送入多級分段式預熱器，利用高溫廢氣的潛熱通過熱傳導和輻射的方式依次經十個預熱單元逐級將高速逆向流動煤粉加熱到250°c—350°C，預熱后的煤粉經煤粉輸送管道和分配器噴入高爐。與煤粉換熱后的高溫廢氣再全部進入磨煤機烘干煤粉，實現能源再次利用。
[0011]第三，本發明在同等風溫和富氧條件下，相對于原先的“高爐噴吹煤粉噴前預熱裝置”可再提高煤粉燃燒率12%，提高噴煤比12kg/t鐵，有效降低焦炭消耗和生鐵成本，經濟效益顯著。另外加熱后煤粉流動性增強，更有利輸送。
[0012]第四，本發明 在實驗的基礎上結合高爐的現場實際設計了專用的加熱設備和配套的加熱工藝，以生產規模為100萬噸生鐵/年為例，通過采用本發明可以將高爐噴煤比從160kg / t鐵提高到185kg / t鐵，噸鐵節約焦炭約23kg，噸鐵成本降低約10元，年效益約1000萬元。此外，每年可回收利用余熱3*107MJ相當于回收14855噸標準煤。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結合附圖對本發明作進一步的說明。
[0014]圖1為本發明新型高爐噴吹煤粉噴前預熱工藝的原理圖。
[0015]圖2為預熱單元的結構示意圖。
[0016]圖3為圖2的A-A剖面圖。
[0017]圖4為預熱單元內部結構示意圖。
[0018]圖中，I為廢氣風機，2為廢氣管道，3為升溫爐，4為高爐煤氣管道，5為多級分段式預熱器，6為預熱單元，61為加熱室，62為煤粉輸送管，63為第一膨脹節，64為介質輸入口，65為介質輸出口，66為煤粉輸送管支架,7為介質輸送管,71為第二膨脹節,8為測溫傳感器，9為磨煤機。
【具體實施方式】
[0019]如圖1一圖4所示，新型高爐噴吹煤粉噴前預熱工藝，在煤粉噴入高爐之前利用經過升溫的熱風爐高溫廢氣將煤粉直接加熱到250°C—350°C。
[0020]一種新型高爐噴吹煤粉噴前預熱工藝所使用的裝置，包括連接廢氣管道2的廢氣風機1，所述廢氣風機I連接有升溫爐3，所述升溫爐3上連接有高爐煤氣管道4，升溫爐3上還連接有多級分段式預熱器5，所述多級分段式預熱器5包括并排設置的十個預熱單元6，所述預熱單元6所述預熱單元6包括加熱室61，所述加熱室61內橫向平行設置有兩排煤粉輸送管62，每排煤粉輸送管62的數量為個，所述煤粉輸送管62與加熱室61的兩端之間為封閉狀，加熱室61的兩端均設置有第一膨脹節63，所述加熱室61頂部設置有介質輸入口64，底部設置有介質輸出口 65，第一個預熱單元6的介質輸入口 64與升溫爐3的廢氣出口相連，相鄰預熱單元6的介質輸出口 65與介質輸入口 64均通過介質輸送管7道連接,最后一個預熱單元6的介質輸出口 65與磨煤機9連接，所述介質輸送管7道上設置有第二膨脹節71。
[0021]本發明的工作過程為:高爐熱風爐中產生的廢氣通過廢氣管道2和廢氣風機I進入升溫爐3中進行二次升溫，升溫爐3由高爐煤氣管道4提供燃料，可以通過調節閘閥的開啟來調節升溫范圍。經過升溫爐3加熱的廢氣進入多級分段式預熱器5，高溫廢氣通過介質輸送管7道依次經十個預熱單元6逐級將高速逆向流動煤粉加熱到250°C — 350°C。預熱后的煤粉由煤粉輸送管62送至爐前分配器后噴入高爐。預熱使用后的廢氣進入磨煤機9烘干煤粉，實現能源再次利用。
[0022]煤粉預熱系統中所有管道均采用保溫設施，以提高熱能利用率。且介質輸送管7道和加熱室61上均設置有膨脹節，用以解決受熱膨脹補償問題。
[0023]所述煤粉輸送管的材質為耐磨耐高溫合金。煤粉輸送管的使用壽命更長。
[0024]在加熱室61內還設置有煤粉輸送管支架66。用于支撐煤粉輸送管62,防止煤粉輸送管62發生變形,影 響煤粉傳輸效率。
[0025]煤粉輸送管62內設置有測溫傳感器8。可以對煤粉輸送管62道內的系統溫度參數進行實時監控。
[0026]上面結合附圖對本發明的實施例作了詳細說明，但是本發明并不限于上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。
【權利要求】
1.新型高爐噴吹煤粉噴前預熱工藝，其特征在于:在煤粉噴入高爐之前利用經過升溫的熱風爐高溫廢氣將煤粉直接加熱到250°C—350°C。
2.一種新型高爐噴吹煤粉噴前預熱工藝所使用的裝置，其特征在于:包括連接廢氣管道(2 )的廢氣風機(I)，所述廢氣風機(I)連接有升溫爐(3 )，所述升溫爐(3 )上連接有高爐煤氣管道(4)，升溫爐(3)上還連接有多級分段式預熱器(5)，所述多級分段式預熱器(5)包括并排設置的十個預熱單元(6)，所述預熱單元(6)所述預熱單元(6)包括加熱室(61)，所述加熱室(61)內橫向平行設置有兩排煤粉輸送管(62)，每排煤粉輸送管(62)的數量為十個，所述煤粉輸送管(62)與加熱室(61)的兩端之間為封閉狀，加熱室(61)的兩端均設置有第一膨脹節(63)，所述加熱室(61)頂部設置有介質輸入口(64)，底部設置有介質輸出口(65)，第一個預熱單元(6)的介質輸入口(64)與升溫爐(3)的廢氣出口相連，相鄰預熱單元(6)的 介質輸出口(65)與介質輸入口(64)均通過介質輸送管(7)道連接,最后一個預熱單元(6)的介質輸出口(65)與磨煤機(9)連接，所述介質輸送管(7)道上設置有第二膨脹節(71)。
【文檔編號】C21B5/00GK103993110SQ201410199738
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月13日 優先權日:2014年5月13日
【發明者】王宏強 申請人:長治市方圣噴吹技術有限公司