本發(fā)明涉及高爐煉鐵，具體涉及一種延長(zhǎng)高爐冷卻壁使用壽命的方法。

背景技術(shù)：

1、冷卻壁是高爐爐體的重要組成部分，冶煉過(guò)程中，其直接與高爐內(nèi)部爐料接觸，不僅要承受爐料及煤氣流的機(jī)械磨損，還要承受溫度變化引起的熱應(yīng)力破壞。實(shí)際生產(chǎn)中，在高爐的爐腹?fàn)t腰位置的6段、7段和8段冷卻壁容易損壞，尤其是其中6段冷卻壁，由于爐腹?fàn)t腰部位為高熱負(fù)荷區(qū)，風(fēng)口前循環(huán)區(qū)產(chǎn)生的高溫煤氣受高爐中心死料堆的影響，對(duì)爐腹?fàn)t腰的燒蝕作用非常劇烈，高爐投產(chǎn)后，爐腹?fàn)t腰部位爐料下行、煤氣流上行，兩者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)爐墻的摩擦力很大，同時(shí)該部分冷卻壁一般距離風(fēng)口前循環(huán)區(qū)比較近，因此進(jìn)一步增加了冷卻壁被燒損情況出現(xiàn)的頻率，有的高爐在開(kāi)爐之后1-3個(gè)月該部分冷卻壁的損壞率就超過(guò)半數(shù)，只能通過(guò)更換爐腹?fàn)t腰冷卻壁方式來(lái)解決，而頻繁更換爐腹?fàn)t腰冷卻壁不僅影響生產(chǎn)，而且還造成了大量人力、物力的投入，同時(shí)也一定程度上增加了高爐大修的頻率，而高爐大修則會(huì)造成煉鐵車間整體停工停產(chǎn)，從而造成生產(chǎn)效率的大幅下降。

2、中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)文本cn116121477a公開(kāi)了一種延長(zhǎng)冷卻壁壽命的系統(tǒng)及方法，通過(guò)“水加氮?dú)狻别B(yǎng)護(hù)的方法來(lái)冷卻養(yǎng)護(hù)破損的6段銅冷卻壁來(lái)達(dá)到延長(zhǎng)冷卻壁壽命的效果，其是通過(guò)養(yǎng)護(hù)的方式來(lái)延長(zhǎng)冷卻壁壽命。如果能夠從高爐內(nèi)部解決該部位燒損的技術(shù)問(wèn)題，則會(huì)從本質(zhì)上降低了該部位冷卻壁頻繁被燒損情況的出現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明用于克服已有技術(shù)之缺陷，提供一種通過(guò)優(yōu)化上料順序、改進(jìn)高爐布料方法、并對(duì)高爐進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造等多角度配合設(shè)置而延長(zhǎng)高爐冷卻壁使用壽命的方法，以解決背景技術(shù)所提及的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種延長(zhǎng)高爐冷卻壁使用壽命的方法，所述方法包括：

4、（1）對(duì)高爐結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)：延長(zhǎng)高爐風(fēng)口長(zhǎng)度；調(diào)整高爐風(fēng)口小套的傾角，使其與水平面間夾角減?。徊⒃O(shè)置爐腹角小于75°；

5、（2）爐內(nèi)布料采用如下設(shè)置方式：在高爐爐喉部位的水平高度截面處，將距離該水平高度截面的圓心為（1.7~1.9）m處至圓心形成的圓形區(qū)域劃定為中心區(qū)a1；將距離該水平高度截面的圓心為（3.5~3.8）m處至距離該水平高度截面的圓心為（1.7~1.9）m處的圓環(huán)區(qū)域劃定為中間區(qū)a2；將距離該水平高度截面的圓心為（3.5~3.8）m處至高爐爐喉部位的爐內(nèi)壁之間的圓環(huán)區(qū)域劃定為外部區(qū)a3；

6、在高爐布料過(guò)程中，將鐵礦石料中球團(tuán)礦和天然塊礦總量的80~90wt%通過(guò)所述中間區(qū)進(jìn)行布料，將鐵礦石料中球團(tuán)礦和天然塊礦總量的5~10wt%通過(guò)所述中心區(qū)進(jìn)行布料，將鐵礦石料中球團(tuán)礦和天然塊礦總量的5~10wt%通過(guò)所述外部區(qū)進(jìn)行布料，所述中心區(qū)、中間區(qū)和外部區(qū)的其余鐵礦石料為燒結(jié)礦。

7、上述延長(zhǎng)高爐冷卻壁使用壽命的方法，將高爐的風(fēng)口長(zhǎng)度設(shè)置為475~490mm，將高爐風(fēng)口小套的角度設(shè)置為與水平面夾角在-2~2°的范圍內(nèi)。

8、上述延長(zhǎng)高爐冷卻壁使用壽命的方法，在高爐布料過(guò)程中，布設(shè)于所述中心區(qū)處的焦炭占總布料焦炭的比例為大于30wt%，剩余焦炭在中間區(qū)和外部區(qū)按照1：1.1至1：1.8進(jìn)行布料。

9、上述延長(zhǎng)高爐冷卻壁使用壽命的方法，在高爐布料過(guò)程中，每正常布料4~8個(gè)周期后，單獨(dú)進(jìn)行一次中心區(qū)a1的純焦炭的布料，單獨(dú)進(jìn)行布料的純焦炭的總量為總布料焦炭加入量的2~4wt%。

10、上述延長(zhǎng)高爐冷卻壁使用壽命的方法，所述鐵礦石料中球團(tuán)礦的占比為9~12wt%，天然塊礦的占比為18~22wt%，余量為燒結(jié)礦。

11、上述延長(zhǎng)高爐冷卻壁使用壽命的方法，所述鐵礦石料的配置使得高爐鋅負(fù)荷為0.18-0.19kg/t。

12、上述延長(zhǎng)高爐冷卻壁使用壽命的方法，設(shè)置高爐爐腹角小于75°且大于70°。

13、上述延長(zhǎng)高爐冷卻壁使用壽命的方法，布設(shè)于所述中心區(qū)處的焦炭占總布料焦炭的比例為大于30wt%，且小于45wt%。

14、上述延長(zhǎng)高爐冷卻壁使用壽命的方法，設(shè)置高爐的爐身角為80~85°。

15、上述延長(zhǎng)高爐冷卻壁使用壽命的方法，將高爐整體結(jié)構(gòu)與比例設(shè)置為：高爐的爐腰直徑與爐缸直徑之間的比值為1.11~1.26；爐腹高度與爐腰高度之間的比值為1.51~1.72；爐身高度與爐腰高度之間的比值為6.39~6.51；爐腰直徑與爐喉直徑之間的比值為1.30~1.65。

16、本發(fā)明的有益效果：

17、一是，本發(fā)明通過(guò)將風(fēng)口長(zhǎng)度延長(zhǎng)，從而將氣流更加充分的向高爐中心發(fā)展；配合將風(fēng)口小套角度由現(xiàn)有的傾斜5°左右調(diào)整成近似水平的角度，從而有效減小了豎直方向上的氣流流動(dòng)矢量；進(jìn)一步的配合設(shè)置相對(duì)較小的爐腹角，使得氣流流到邊緣位置的難度進(jìn)一步加大；以上三個(gè)方面的配合，強(qiáng)化了中心氣流的發(fā)展，避免了邊緣氣流的過(guò)度發(fā)展，從而從高爐結(jié)構(gòu)改進(jìn)方面大大降低了高爐冷卻壁與氣流及物料接觸而帶來(lái)的磨損。同時(shí)，更為重要的是防止冷卻壁處的爐內(nèi)溫度過(guò)高，因而從抑制磨損與控制溫度兩個(gè)維度降低了冷卻壁的燒損概率，并且也防止了邊緣氣流過(guò)度發(fā)展與溫度過(guò)高兩個(gè)維度相互強(qiáng)化的燒損機(jī)制出現(xiàn)。

18、二是，現(xiàn)有常規(guī)會(huì)將高爐入料區(qū)域劃分為中心區(qū)、中間區(qū)和邊緣區(qū)三個(gè)區(qū)域（有的會(huì)劃分為兩個(gè)區(qū)域），但是本發(fā)明并不是簡(jiǎn)單的限定了三個(gè)區(qū)域的劃分方式，而是對(duì)精細(xì)劃分的三個(gè)區(qū)域與三個(gè)特定區(qū)域內(nèi)的鐵礦石料（即金屬物料）以及焦炭物料進(jìn)行特定限定，通過(guò)將球團(tuán)礦和天然塊礦主體設(shè)置于中間區(qū)，此設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)在于：（1）球團(tuán)礦和天然礦的強(qiáng)度好、粉末少，料層透氣性好，從而可提高中間區(qū)的氣流強(qiáng)度，相應(yīng)地抑制了邊緣區(qū)載的氣流強(qiáng)度；（2）邊緣區(qū)球團(tuán)礦和天然塊礦比例低，燒結(jié)礦比例高，由于燒結(jié)礦在制備過(guò)程中添加了石灰石等堿性材料，使得燒結(jié)礦的二元堿度（即cao與sio2的比值）通常高于球團(tuán)礦和天然礦，從而提高了邊緣區(qū)（尤其是爐墻最外環(huán)處）的二元堿度，從而避免了在爐墻最外環(huán)處形成熔點(diǎn)較低情況的出現(xiàn)（使得在爐墻最外環(huán)處的物料不會(huì)過(guò)早的在靠近爐墻處冷卻壁接近位置而熔化）；（3）配合在中心區(qū)增加焦炭的比例而減少另外兩個(gè)區(qū)焦炭的添加，同時(shí)通過(guò)特定頻率的周期性循環(huán)中心區(qū)添加焦炭，從而既能保證中心氣流的適當(dāng)強(qiáng)化，還能保證高爐燃料比不至于上升太多。以上通過(guò)鐵礦石料的特定區(qū)域特定比例的設(shè)置，配合焦炭的特定區(qū)域特定比例以及特定添加方式的配合，從而強(qiáng)化了中心氣流也避免了邊緣處過(guò)早形成熔化物料，從而大大減少了冷卻壁處的過(guò)多磨損和燒損。

19、三是，由于鋅負(fù)荷越低而可以追求更低的有害元素的控制，現(xiàn)有很多高爐制度中都將鋅負(fù)荷設(shè)置為0.15kg/t以下，但是這樣做需要相對(duì)嚴(yán)格的對(duì)鐵礦石料中各組分進(jìn)行嚴(yán)格限定，從而會(huì)大大的提高冶煉成本，而本發(fā)明通過(guò)對(duì)高爐結(jié)構(gòu)的改造，配合鐵礦石料和焦炭在特定區(qū)域的特定配比設(shè)定，從而可以允許0.25~0.3kg/t左右的鋅負(fù)荷。相對(duì)較高的鋅負(fù)荷不會(huì)對(duì)本發(fā)明的冶煉造成負(fù)責(zé)影響的原因，是鋅的化合物進(jìn)入高爐后在高爐中下部1000℃以上區(qū)域被還原,并以氣態(tài)形式隨高爐煤氣流上升，隨著溫度的降低,鋅蒸汽冷凝并被氧化形成氧化鋅,由于高爐內(nèi)中心氣流強(qiáng)化，一大部分隨煤氣從爐頂逸出，進(jìn)入高爐煤氣除塵系統(tǒng)的除塵灰中,一部分進(jìn)入爐料內(nèi)，還有一部分鋅蒸汽進(jìn)入邊緣區(qū)冷凝，有利于冷卻壁處形成保護(hù)層，從而可以延長(zhǎng)冷卻壁的使用壽命。如此，則取到降低成本與保護(hù)冷卻壁的雙重作用。

20、四是，本發(fā)明通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于高爐各部分的結(jié)構(gòu)改造與鐵礦石料和焦炭的加入位置比例以及加入方式的設(shè)置，以及鋅負(fù)荷的范圍設(shè)定各個(gè)因素具有密切的協(xié)調(diào)配合作用，即并不是各自發(fā)揮各自獨(dú)立的作用，而是一加一遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于二的配合促進(jìn)效果。通過(guò)試驗(yàn)，可以得出的結(jié)果能夠判定出上述各設(shè)置方式的具體設(shè)置基本上是最優(yōu)配置方式，其效果出現(xiàn)了相互促進(jìn)的效果，在不影響高爐順行的情況下，使得冷卻壁的壽命大幅度提升。