一种富氢碳循环高炉喷吹结构及喷吹方法

技术领域

本申请涉及高炉冶炼技术领域，具体公开了一种富氢碳循环高炉喷吹结构及喷吹方法。

背景技术

钢铁工业以碳冶金为基础，生产过程中CO

富氢碳循环高炉与传统高炉相比，富氢碳循环高炉具有高喷煤量、低焦比、生产率高、煤气品质高等优点，有可能使煤粉取代焦炭成为主要的炼铁能源物质，从而大幅度降低成本。更为重要的是，可以大幅度减少CO2排放，大大减轻钢铁行业所面临的减排压力。

但是，传统高炉在下部风口喷吹热风、煤粉、并少量富氧，实现铁水冶炼。而富氢碳循环高炉与传统高炉最大的不同之处在于全氧冶炼，全氧冶炼造成风口理论燃烧温度较高，炉腹产生煤气量减少，导致矿石间接还原度降低，炉况恶化难行。而传统高炉在高炉炉身未设喷吹口，但是富氢碳循环高炉需在风口和炉身均进行热煤气喷吹，才可实现全氧冶炼。

因此，发明人有鉴于此，提供了一种富氢碳循环高炉喷吹结构及喷吹方法，以便解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种富氢碳循环高炉喷吹结构及喷吹方法，以在富氢碳循环高炉中实现高温热煤气在炉身安全、长期、稳定的喷吹。

为了达到上述目的，本发明的基础方案提供一种富氢碳循环高炉喷吹结构，包括：

炉身喷吹煤气通道：所述炉身喷吹煤气通道设在高炉炉身；

喷吹组件：所述喷吹组件包括与所述炉身喷吹煤气通道密闭连通的喷吹管和与所述喷吹管密闭连通的弯管，所述弯管端部密闭连通有煤气输送围管，所述弯管靠近喷吹管的一端端部设有光滑过渡的弯折端，煤气依次经过煤气输送围管、弯管、喷吹管和炉身喷吹煤气通道进入高炉内。

进一步，所述弯管、喷吹管和炉身喷吹煤气通道内壁均设有隔热层。

进一步，所述弯管的弯折端顶部设有窥孔，窥孔端部设有窥孔盖。

进一步，高炉炉身的冷却壁呈阶梯形的错台设置，所述炉身喷吹煤气通道设在各块冷却壁交界处。

进一步，所述喷吹管的直径沿弯管至炉身喷吹煤气通道方向依次减小。

进一步，所述煤气输送围管、弯管、喷吹管和炉身喷吹煤气通道相互连接处均设有高温密封垫。

进一步，所述喷吹管一端与高炉炉身固定连接，喷吹管另一端与弯管法兰连接。

进一步，所述弯管与煤气输送围管之间通过喇叭口连通。

进一步，所述弯管上设有补偿器。

基于同一发明构思，本发明提供一种富氢碳循环高炉喷吹方法，包括在高炉的风口喷吹煤气的同时，还通过根据上述的富氢碳循环高炉喷吹结构在高炉炉身喷吹煤气。

与现有技术相比，本方案的原理及效果在于：

1、本发明可在高炉风口进行喷吹煤气的同时，还在高炉炉身喷吹煤气，更适用于富氢碳循环高炉，可实现富氢碳循环高炉安全、长期、稳定的喷吹热煤气，进而实现全氧冶炼。

2、在本发明中，高炉炉身为呈阶梯形的错台设置，错台可扩大煤气通道面积，如此设计即可避免影响冷却壁水管布置，也可是煤气分布更加均匀，当富氢碳循环高炉正常生产时，焦炭滚落并填充错台区域，利用焦炭空隙形成煤气渗透环道，确保煤气均匀分布，利于矿石间接还原。

3、与现有技术相比，本发明可实现高温热煤气在炉身安全、长期、稳定的喷吹、有毒高温煤气无外泄以及煤气扩散均匀等效果，实现全氧冶炼。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请实施例提出的一种富氢碳循环高炉喷吹结构的示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

说明书附图中的附图标记包括：煤气输送围管1、喇叭口2、补偿器3、弯管4、冷却壁5、窥孔6、喷吹管7。

一种富氢碳循环高炉喷吹结构，实施例如图1所示：包括设在富氢碳循环高炉炉身的各个喷吹组件和设在高炉炉身上的炉身喷吹煤气通道，喷吹组件包括弯管4和喷吹管7，其中，弯管4的一端与煤气输送围管1通过喇叭口2连通，并且在弯管4上设置补偿器3，以补偿管道的热伸长，从而减小管壁的应力和作用在阀件或支架结构上的作用力。

弯管4内部浇注耐火浇注料以形成隔热层，起到隔热防护的作用，弯管4底端端部设有光滑过渡的弯折端，弯折端整体呈现S形的形状，并且弯管4的弯折端顶部设有窥孔6，窥孔6端部设有窥孔6盖，当喷吹管7被堵塞，在停喷时，可以打开窥孔6盖，直接清理喷吹管7内堵塞物。

喷吹管7的直径沿弯管4至高炉炉身方向依次减小，喷吹管7外露在高炉炉壳外的部分钢壳温度≤220℃。喷管内部浇注耐火材料以形成隔热层，起到隔热防护的作用，喷吹管7一端通过焊接的方式与高炉炉身固定连接，喷吹管7另一端与弯管4通过法兰和螺栓进行连接。

炉身喷吹煤气通道设在高炉炉身的冷却壁5上，具体的，高炉炉身的冷却壁5为呈阶梯形的错台设置，炉身喷吹煤气通道设在各块冷却壁交界处，当富氢碳循环高炉正常生产时，焦炭滚落并填充错台区域，利用焦炭空隙形成煤气渗透环道，确保煤气均匀分布，利于矿石间接还原，炉身喷吹煤气通道内壁浇注耐火材料以形成隔热层，起到隔热防护的作用。

煤气输送围管1、弯管4、喷吹管7和炉身喷吹煤气通道相互连接处均设有高温密封垫。

在本发明的实施过程中，通过以下方式对富氢碳循环高炉喷吹煤气：在富氢碳循环高炉进行生产的过程中，焦炭滚落并填充错台区域内，使得焦炭之间的空隙形成煤气渗透环道，通过煤气输送围管1在富氢碳循环高炉的风口和各个炉身喷吹煤气通道向富氢碳循环高炉内喷吹煤气，风口处喷出的煤气与现有技术相同，炉身喷吹煤气通道处的煤气喷吹过程如下：煤气依次经过煤气输送围管1、弯管4、喷吹管7和炉身喷吹煤气通道进入高炉内，并且煤气通过焦炭空隙形成的煤气渗透环道，使得煤气均匀分布，利于矿石间接还原。

通过该方式在富氢碳循环高炉进行生产的过程中进行喷吹，可以增加炉腹产生煤气量，进而提高矿石间接还原效果，即实现全氧冶炼，避免了全氧冶炼造成风口燃烧温度较高，导致炉腹产生煤气量减少的问题产生，降低了高炉冶铁的成本，可以大幅度减少CO2排放，减轻钢铁行业所面临的减排压力。

与现有技术相比，本发明可实现高温热煤气在炉身安全、长期、稳定的喷吹、有毒高温煤气无外泄以及煤气扩散均匀等效果，实现全氧冶炼。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。