一种有利于提高高炉开炉进度的炉料结构的制作方法

1.本发明涉及一种炉料结构，特别是一种有利于提高高炉开炉进度的炉料结构，属于炼钢技术领域。


背景技术：

2.开炉料主要通过合理搭配木柴、焦炭、铁料结构(烧结矿、球团矿、块矿)，并配加熔剂(包括白云石、硅石、萤石、锰矿等)，控制开炉料炉渣的碱度、镁铝比、caf2及mno2等的含量，来达到改善炉渣流动性实现顺利开炉为目的。
3.传统炉料结构从高炉炉底到高炉炉身一般由木柴（或净焦）+净焦+空焦(净焦+熔剂)+轻负荷料+负荷料组成。该开炉料结构熔剂配比量比较高。这种炉料结构存在四个方面的不足：
①
浪费了大量的熔剂资源；
②
额外消耗焦炭以补充为熔化这部分熔剂需要的热量；
③
熔剂量过高，会在开炉初期产生较多渣量，这种情况下由于开炉初期渣铁温度偏低，流动性较差，因而增加了炉前的劳动量；
④
由于熔剂的增加，熔化过程消耗上升煤气的热量，造成炉顶煤气的温度降低，不利于快速提高顶温引煤气。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种有利于提高高炉开炉进度的炉料结构，为开炉快速引煤气创造条件。
5.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种有利于提高高炉开炉进度的炉料结构，其特征在于：包含由下至上依次设置的铺底焦、木柴、净焦、第一轻负荷料、第二轻负荷料和负荷料，铺底焦设置在死铁层，木柴设置在炉缸，净焦设置在炉腹、炉腰和炉身下部，第一轻负荷料设置在炉身中下部，第二轻负荷料设置在炉身中上部，负荷料设置在炉身上部。
6.进一步地，所述炉身下部相对于炉身整体的容积占比为35-45%，炉身中下部相对于炉身整体的容积占比为30-40%，炉身中上部相对于炉身整体的容积占比为10-15%，炉身上部相对于炉身整体的容积占比为10-15%。
7.进一步地，所述铺底焦采用大粒级焦炭，大粒级焦炭中大于60mm粒径的焦炭不低于25%，大于40mm粒径的焦炭不低于65%，小于25mm粒径的焦炭不高于8%。
8.进一步地，所述大粒级焦炭的全水分mt不高于1.0%，灰分ad不高于13%，反应性cri不高于25%，反应后强度不低于66%，抗碎强度m40不低于84%，耐磨强度m10不高于6%。
9.进一步地，所述净焦采用干熄焦，并且干熄焦的水分低于1%。
10.进一步地，所述第一轻负荷料、第二轻负荷料和负荷料包含矿批、焦批和辅料，矿批包含烧结矿，焦批采用干熄焦，辅料包含蛇纹石、硅石、锰矿和萤石。
11.进一步地，所述矿批还包含球团矿。
12.进一步地，所述第一轻负荷料中，焦批按照吨铁1150-1300kg焦比进行核算，蛇纹石和硅石的量根据目标渣相r2介于0.90-1.00并且镁铝比不低于0.70进行核算，锰矿的量
15%，炉身上部14相对于炉身整体的容积占比为10-15%。
21.铺底焦1采用优质的大粒级焦炭，主要目的是实现开炉初期死铁层焦炭粒度大、强度高，对于改善炉缸底部透气透液性。铺底焦质量以低水分、大粒级、低灰分、低还原性、高反应后强度为目标。大粒级焦炭中大于60mm粒径的焦炭不低于25%，大于40mm粒径的焦炭不低于65%，小于25mm粒径的焦炭不高于8%。大粒级焦炭的全水分mt不高于1.0%，灰分ad不高于13%，反应性cri不高于25%，反应后强度不低于66%，抗碎强度m40不低于84%，耐磨强度m10不高于6%。
22.炉缸8采用木柴2填充，木柴着火点约200-300℃，填充木柴有利于实现快速点火，木柴燃烧速度快，可以达到疏松料柱，改善开炉点火期的料柱透气性的作用。炉缸8采用木柴替代焦炭，可以实现生物质碳替代部分化石碳，有利于降低碳排放。
23.炉腹9、炉腰10及炉身下部11全部采用净焦，取消空焦(有焦炭+熔剂组成的炉料)段，节约了熔剂熔化的热量消耗，为快速提高顶温创造了条件。净焦3采用干熄焦，水分越低越好。
24.本实施例中，干熄焦的水分低于1%。水熄焦水分7%左右，干熄焦1%左右。采用干熄焦替代水熄焦，入炉干基吨焦可降低入炉水分约：[1/（1-7%）-1/（1-1%）]*1000=65kg，按照干基吨焦估算（点火初期忽略渗碳，按照高炉不富氧，焦炭固定碳含量按照84%）煤气量：1000*84%/12/2*22.4*6=4704m
³
则煤气含水量相差约：55*1000/（4704+55/18*22.4）=11.5g/m
³
故，使用干熄焦代替水熄焦可以大幅降低煤气含水量，从而降低布袋除尘对顶温的需求。
[0025]
第一轻负荷料4、第二轻负荷料5和负荷料6包含矿批、焦批和辅料，相比于现有技术取消了块矿，这样可以实现原料高料温入炉并减少块矿带入的水分及结晶水，进一步为快速引煤气，创造低水分条件。
[0026]
矿批包含烧结矿或者烧结矿+球团矿。由于本发明的开炉炉料结构的负荷较轻，开炉焦比较高，酸性脉石量充足，可以仅使用烧结矿。球团矿的成本相较于烧结矿偏高，从节约成本的角度考虑，可以不使用球团矿，有利于降低开炉成本，进一步实现经济开炉。
[0027]
焦批采用干熄焦，辅料包含蛇纹石、硅石、锰矿和萤石。
[0028]
第一轻负荷料4中，焦批按照吨铁1150-1300kg焦比进行核算，蛇纹石和硅石的量根据目标渣相r2介于0.90-1.00并且镁铝比不低于0.70进行核算，锰矿的量根据目标渣相mno2含量6.0-6.5%确定，其中mn铁水中收得率按照45%计算，萤石的量根据目标渣相caf2含量6.0-6.5%确定，第一轻负荷料的目标渣相铁水[si]按照2.0%核算，第一轻负荷料的目标渣相al2o3含量不高于17.5%。
[0029]
第二轻负荷料5中，焦批按照吨铁850-900kg焦比进行核算，蛇纹石和硅石的量根据目标渣相r2介于0.95-1.10并且镁铝比不低于0.65进行核算，锰矿的量根据目标渣相mno2含量5.5-6.0%确定，其中mn铁水中收得率按照55%计算，萤石的量根据目标渣相caf2含量5.5-6.0%确定，第二轻负荷料的目标渣相铁水[si]按照2.0%核算，第二轻负荷料的目标渣
相al2o3含量不高于17.0%。
[0030]
轻负荷料6中，焦批按照吨铁650-700kg焦比进行核算，蛇纹石和硅石的量根据目标渣相r2介于1.0-1.15并且镁铝比不低于0.65进行核算，锰矿的量根据目标渣相mno2含量5.0-5.5%确定，其中mn铁水中收得率按照60%计算，萤石的量根据目标渣相caf2含量4.5-5.0%确定，负荷料的目标渣相铁水[si]按照2.0%核算，负荷料的目标渣相al2o3含量不高于16.5%。
[0031]
本发明的一种有利于提高高炉开炉进度的炉料结构，通过取消块矿及水熄焦，降低了开炉料带入高炉内的水分，为炉顶煤气温度的快速提升创造了条件。本发明的炉料结构通过优化焦比、轻负荷料及负荷料配料结构，取消了空焦段，减少了熔剂的消耗，从而节约了开炉焦炭，减少了渣量，缓解了炉前劳动量。本发明死铁层采用优质铺底焦，提高了开炉期炉缸死铁层的透气透液性。本发明炉缸填充木柴，使用生物质碳替代了部分焦炭，减少碳排放。
[0032]
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露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，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，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

技术特征：
1.一种有利于提高高炉开炉进度的炉料结构，其特征在于：包含由下至上依次设置的铺底焦、木柴、净焦、第一轻负荷料、第二轻负荷料和负荷料，铺底焦设置在死铁层，木柴设置在炉缸，净焦设置在炉腹、炉腰和炉身下部，第一轻负荷料设置在炉身中下部，第二轻负荷料设置在炉身中上部，负荷料设置在炉身上部。2.根据权利要求1所述的一种有利于提高高炉开炉进度的炉料结构，其特征在于：所述炉身下部相对于炉身整体的容积占比为35-45%，炉身中下部相对于炉身整体的容积占比为30-40%，炉身中上部相对于炉身整体的容积占比为10-15%，炉身上部相对于炉身整体的容积占比为10-15%。3.根据权利要求1所述的一种有利于提高高炉开炉进度的炉料结构，其特征在于：所述铺底焦采用大粒级焦炭，大粒级焦炭中大于60mm粒径的焦炭不低于25%，大于40mm粒径的焦炭不低于65%，小于25mm粒径的焦炭不高于8%。4.根据权利要求3所述的一种有利于提高高炉开炉进度的炉料结构，其特征在于：所述大粒级焦炭的全水分mt不高于1.0%，灰分ad不高于13%，反应性cri不高于25%，反应后强度不低于66%，抗碎强度m40不低于84%，耐磨强度m10不高于6%。5.根据权利要求1所述的一种有利于提高高炉开炉进度的炉料结构，其特征在于：所述净焦采用干熄焦，并且干熄焦的水分低于1%。6.根据权利要求1所述的一种有利于提高高炉开炉进度的炉料结构，其特征在于：所述第一轻负荷料、第二轻负荷料和负荷料包含矿批、焦批和辅料，矿批包含烧结矿，焦批采用干熄焦，辅料包含蛇纹石、硅石、锰矿和萤石。7.根据权利要求6所述的一种有利于提高高炉开炉进度的炉料结构，其特征在于：所述矿批还包含球团矿。8.根据权利要求6所述的一种有利于提高高炉开炉进度的炉料结构，其特征在于：所述第一轻负荷料中，焦批按照吨铁1150-1300kg焦比进行核算，蛇纹石和硅石的量根据目标渣相r2介于0.90-1.00并且镁铝比不低于0.70进行核算，锰矿的量根据目标渣相mno2含量6.0-6.5%确定，其中mn铁水中收得率按照45%计算，萤石的量根据目标渣相caf2含量6.0-6.5%确定，第一轻负荷料的目标渣相铁水[si]按照2.0%核算，第一轻负荷料的目标渣相al2o3含量不高于17.5%。9.根据权利要求6所述的一种有利于提高高炉开炉进度的炉料结构，其特征在于：所述第二轻负荷料中，焦批按照吨铁850-900kg焦比进行核算，蛇纹石和硅石的量根据目标渣相r2介于0.95-1.10并且镁铝比不低于0.65进行核算，锰矿的量根据目标渣相mno2含量5.5-6.0%确定，其中mn铁水中收得率按照55%计算，萤石的量根据目标渣相caf2含量5.5-6.0%确定，第二轻负荷料的目标渣相铁水[si]按照2.0%核算，第二轻负荷料的目标渣相al2o3含量不高于17.0%。10.根据权利要求6所述的一种有利于提高高炉开炉进度的炉料结构，其特征在于：所述轻负荷料中，焦批按照吨铁650-700kg焦比进行核算，蛇纹石和硅石的量根据目标渣相r2介于1.0-1.15并且镁铝比不低于0.65进行核算，锰矿的量根据目标渣相mno2含量5.0-5.5%确定，其中mn铁水中收得率按照60%计算，萤石的量根据目标渣相caf2含量4.5-5.0%确定，负荷料的目标渣相铁水[si]按照2.0%核算，负荷料的目标渣相al2o3含量不高于16.5%。

技术总结
本发明公开了一种有利于提高高炉开炉进度的炉料结构，包含由下至上依次设置的铺底焦、木柴、净焦、第一轻负荷料、第二轻负荷料和负荷料，铺底焦设置在死铁层，木柴设置在炉缸，净焦设置在炉腹、炉腰和炉身下部，第一轻负荷料设置在炉身中下部，第二轻负荷料设置在炉身中上部，负荷料设置在炉身上部。本发明通过取消块矿及水熄焦，降低了开炉料带入高炉内的水分，为炉顶煤气温度的快速提升创造了条件，并且通过优化焦比、轻负荷料及负荷料配料结构，取消了空焦段，减少了熔剂的消耗，从而节约了开炉焦炭，减少了渣量，缓解了炉前劳动量，且透气透液性好，能减少碳排放。能减少碳排放。能减少碳排放。


技术研发人员：王玉会 张俊杰 贾来辉 刘桐 王兴宇 陈强
受保护的技术使用者：中天钢铁集团（南通）有限公司
技术研发日：2023.06.08
技术公布日：2023/8/9