一种用于含碳球团直接还原的转底炉热工控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102808059102808059B(45)授权公告日2014.09.03(21)申请号201210316894.6(22)申请日2012.08.29(73)专利权人莱芜钢铁集团有限公司地址271104山东省莱芜市钢城区府前大街99号(72)发明人曾晖江泽毅陈伟武宇亮姜雷佘雪峰李建云张英(74)专利代理机构北京法思腾知识产权代理有限公司11318代理人杨小蓉杨青(51)Int.Cl.C21B13/10(2006.01)审查员晏轻权权利要求书1页利要求书1页说明书7页说明书7页附图2页附图2页(54)发明名称一种用于含碳球团直接还原的转底炉热工控制方法(57)摘要本发明涉及钢铁生产领域，具体地，本发明涉及一种用于含碳球团直接还原的转底炉热工控制方法。本发明的用于含碳球团直接还原的转底炉热工控制方法，该方法包括以下步骤：1）在预热段控制炉温在1150±100℃；2）在还原I段和还原II段控制炉温在1300±100℃；3）在均热I段控制炉温在1300±120℃，在均热II段控制炉温在1100±150℃；在上述步骤1）～3）中，控制炉底炉气成分，其中，控制O2体积成分比<3%，CO<500ppm。本发明的转底炉热工控制方法既符合国家节能减排、循环经济的政策要求，又为企业自身生产成本的降低提供了空间。CN102808059BCN102859BCN102808059B权利要求书1/1页1.一种用于含碳球团直接还原的转底炉热工控制方法，该方法包括以下步骤：1)在预热段控制炉温在1150±100℃；2)在还原I段和还原II段控制炉温在1300±100℃；3)在均热I段控制炉温在1300±120℃，在均热II段控制炉温在1100±150℃；在上述步骤1)～3)中，控制炉底炉气成分，其中，控制O2体积成分比<3％，CO<500ppm；其中，所述预热段外侧设置煤气烧嘴3～10个、内侧设置煤气烧嘴2～8个；所述预热段外侧设置二次风喷嘴3～10个、内侧设置二次风喷嘴2～8个；所述还原I段外侧设置煤气烧嘴5～12个、内侧设置煤气烧嘴4～11个，外侧设置二次风喷嘴5～12个、内侧设置二次风喷嘴4～11个；还原II段顶置平焰煤气烧嘴为10～32个，外侧设置二次风喷嘴8～16个、内侧设置二次风喷嘴6～13个；所述均热I段顶置平焰煤气烧嘴9～24个，外侧设置二次风喷嘴5～12个、内侧设置二次风喷嘴3～9个；所述均热II段顶置平焰煤气烧嘴为7～20个，外侧设置二次风喷嘴0～4个、内侧设置二次风喷嘴0～4个。2.根据权利要求1所述的转底炉热工控制方法，其特征在于，转底炉侧置煤气烧嘴和二次风喷嘴的中心线距离转底炉料面高度为500～800mm。2CN102808059B说明书1/7页一种用于含碳球团直接还原的转底炉热工控制方法技术领域[0001]本发明涉及钢铁生产领域，具体地，本发明涉及一种用于含碳球团直接还原的转底炉热工控制方法。背景技术[0002]转底炉的前身是轧钢环形加热炉，最近三十年间开始用于含碳球团直接还原工艺，并逐渐发展成一种煤基直接还原炼铁新工艺。由于这一工艺无需燃料的制备和原料的深加工，对合理利用自然资源、保护人类环境有积极作用，因而受到冶金行业的普遍关注。目前对转底炉工艺的研究开发，已经由最初的美国、加拿大、日本和德国发展到中国、瑞典、比利时、印度等众多国家和部门，相应的试验研究装置遍布世界各地。转底炉属于工业燃烧炉窑的一种，燃烧炉的热工控制主要包括燃烧过程控制、炉温水平控制、炉气成分控制和炉压控制等几个方面，热工控制水平的高低直接影响到工业炉窑的能源消耗率、环境污染程度和产品的质量产量。[0003]轧钢环形加热炉的主要作用是对放入其中的钢坯进行升温加热，使钢坯的温度和均匀性在出炉时满足轧制要求。而转底炉应用于含碳球团直接还原工艺时，球团不仅要在炉内受热升温，还会在高温下发生一些列复杂的多相化学反应。含碳球团在转底炉内的反应过程可以分为三个阶段：第一阶段，球团快速加热，表面碳氧化燃烧，伴随大量挥发份逸出和燃烧；第二阶段，球团内部升温受到抑制，出现温差，球团内部的还原反应逐渐开始进行；第三阶段，球团内部温差逐渐减小，球团内还原势升高，氧分压逐渐降低；另外，球团还原生成的CO气体还会通过球团孔隙扩散到炉内进行二次燃烧。与传统的轧钢加热工艺相比，无论考虑炉膛内的燃烧、流动和气-固换热过程，还是剖析物料内部的理化反应和热质传递过程，都可以看出转底炉直接还原的工艺过程更加复杂，如果直接借用现有的轧钢环形加热炉热工控制方法对转底炉进行控制，在满足含碳球团直接还原工艺要求、设备节能减排等方面均存在很多问题。因此，需要重新设计和制定针对含碳球团直接还原工艺的转底炉热工控制