本发明专利技术公开了一种高炉均压系统，包括煤气增压均压系统，所述煤气增压系统包括煤气源，所述煤气源通过煤气主管道与主管道的一端连接，主管道的另一端与料罐连接；所述煤气主管道上设有煤气增压机，所述煤气增压机的两端分别设有进口阀和出口控制阀；在煤气增压机的出口管道上设置有逆止阀；所述煤气增压机分别与循环阀和压力控制启闭阀并联连接。本发明专利技术还提供一种高炉炉顶装料方法。采用该均压系统和装料方法后，氮气用量变少，节约了装料成本，防止高炉炉顶装料设备温度升高，降低炉顶装料设备的故障率并延长其寿命。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高炉炉顶装料领域，具体设及一种高炉均压系统及高炉炉顶装料方 法。
技术介绍
高炉无钟炉顶由卢森堡PW公司专利技术于1970年并应用至今，是高炉炼铁技术发展 的一个最重要的里程碑。与被取代的钟式炉顶相比，该技术使高炉的主要技术经济指标有 了突破性的提升，设备的运行及检修费用大大降低。经多年的应用及完善，现在无钟炉顶设 备已臻于完善。但在实际使用过程中，一些无钟炉顶设备在生产时温度较高，易造成齿轮箱 水冷板结构损坏甚至失效、倾动轴轴瓦润滑脂流失，倾动轴磨损甚至胶合、炉顶料罐电子称 失准等。一直W来，业界将该些问题的原因归结于维护方面的不当，一般采取加大下阀箱的 氮气吹扫量来解决问题，该方式虽然也取得了一定的效果，但氮气耗量很高，成本高。 W3200m3高炉为例，无钟炉顶维持生产主要有=个氮气用户，一个是齿轮箱充氮 (吹扫氮气）流量；300NmVh，用于齿轮箱内产生正压，阻止含尘高温的高炉炉顶煤气从间 隙进入齿轮箱。该个氮气用量较少，也不允许减量；第二个也是用量最大的一个，是下阀箱 的吹扫用氮，其作用是防止高炉炉顶的高温含尘煤气进入齿轮箱中屯、孔道。在实际生产中， 该处充氮流量一般调整到约2100NmVh，并且该流量调定后不变，即不随装料程的变化而改 变。一些厂矿为降低费用，简单的将下阀箱吹扫氮气流量调小，致使下阀箱设备及齿轮箱温 度升高，造成设备故障及损伤。第=个是料罐的二次均压。 无二次均压工序的装料流程： 下密阀及料流调节阀处于关闭状态，料罐内压力为零，均压阀关闭，二次均压阀关 闭，放散阀开启，上密封阀开启，上料闽开启； 炉料经由上密封阀、上料闽后落入料罐； 关闭上料闽，关闭上密封阀；关闭放散阀；[000引开启均压阀向料罐内充压，罐内压力一般充至低于炉内压力0.OlMPa时关闭均压 阀； 开启下密阀，开启料流调节阀，料罐内炉料落入炉内；料空信号来，关闭料流调节 阀、关闭下密封阀； 开启均压阀放散阀，料罐内压力降至0,一个装料周期结束。 增加二次均压后（参见图1)，目前用于料罐二次均压的煤气为高炉炉顶煤气除尘 后的半净煤气，该煤气的压力一般低于高炉炉顶0. 005~0. 015MPa，因此料罐内的压力不 能充到与炉内压力相等。由此而引起一个问题：在料罐开启下密封阀时，由于炉顶与料罐 内压差的存在，造成开阀需较大的开启力，有时甚至无法开启，并且在开启的瞬间，高炉炉 顶煤气由下高速冲入料罐内部，对下密封阀及密封造成很大冲击，该是下密封阀臂杆、密封 圈、连接球头等零部件损坏的主要原因。 现有的解决办法是，在料罐的均压入口处并联一个氮气二次均压系统，该个系统 的压力高于高炉炉顶压力，在对料罐进行均压时，先开煤气均压阀，当料罐内煤气压力达到 一定数值时（〇.2MPa)，关闭煤气均压阀，开启氮气二次均压系统，高压氮气进入料罐。将罐 内压力充至与炉顶压力相同后关闭氮气二次均压系统。 因二次均压消耗的氮气量较少，所W该种工艺每年氮气消耗费用略大于无二次均 压工艺。 采用二次均压工艺后，料罐在向高炉放料时高温煤气进入料罐，是造成齿轮箱及 下阀箱温度升高的真正原因。齿轮箱的中屯、通道的冷却板经常因高温而发生水管结垢堵塞 的现象。由于齿轮箱的特殊结构，使得现有的齿轮箱中屯、通道、旋转底盘、倾动转盘轴的冷 却只能设计成仅依靠水的高差而流动的系统，因而压力低、流速低，冷却能力非常有限。当 该些冷却板承受较高的温度时，就会在管内形成水垢直至堵塞。在料罐不向高炉内排料时， 从中屯、喉管的出料口到下密封阀直至料罐是一个盲端，气流几乎是静止的。高炉炉顶的温 度及热量仅靠热传导向上传递，因气体的导热率很低，传热过程很慢，在该个工序仅需在下 阀箱充入较少流量的氮气即可阻止高温煤气进入该空间，并将被加热的气体持续顶出该空 间。从而维持该空间的温度不致上升或较缓慢的上升。 造成下阀箱及齿轮箱温度升高的真正原因如下；料罐上部封闭，料罐在向高炉放 料排空的过程中，在料罐内形成抵压，高炉炉内的高温煤气由中屯、喉管、下阀箱倒流进入料 罐，使齿轮箱及下密封阀被加热至较高温度。 在料罐不向炉内排料时，下阀箱及中屯、喉管中的气体是相对静止的，炉内的热量 主要靠热传导进入该两个空间，因空气的导热系数较低，此时温升速度不是很高。现有的W 固定流量向下阀箱充入氮气的方法，一方面在料罐不向炉内排料时氮气被浪费掉，另一方 面在料罐向高炉排料时氮气流量有不足W完全补充炉料排出的空间，引起炉顶设备温度升 局。 在料罐没有向高炉内排料时下阀箱无需充入很大流量的氮气，但是必须在料罐向 高炉内排料时向料罐或下阀箱中充入足够的氮气。所述氮气的流量要大于或等于单位时间 内排出的固体炉料的体积，使料罐内的压力始终保持等于或大于炉顶的压力，如此，高炉炉 顶的煤气就无从进入料罐。下面计算排料补充氮气的最低用量的理论计算。[001引W3200m3高炉为例，每小时6. 5批料，炉顶压力0. 25MPa，W氮气价格0. 25元/N m3,年工作日为360天，每批装料时间；9. 2min/批，焦炭及矿石放料时间约100秒，矿石每 批；9化，堆比重~1. 8t/m3,焦炭每批；2化，堆比重~0. 55t/m3。 每批料矿石排出容积=90/1. 8 = 50m3 放矿瞬时流量=50/100*3600*2. 5 = 4500Nm3/h 每批料焦炭排出容积=20/0. 55 = 36m3放焦炭瞬时流量=36/100*3600*2. 5 = 3240Nm3/h 齿轮箱氮气流量标准为200NmVh，实际约为300NmVh，下阀箱在不排料时氮气流 量约为150NmVh，排料时该流量计入补充氮气。 一个装料周期平均需补充氮气流量（不含下阀箱通入的氮气流量）=(50+36)*9 .2*2. 5+150*(1-9. 2*(100+100)/3600) = 2051Nm3/hW上的计算量未考虑炉料的孔隙率，推定炉料进入高炉时，吸附在炉料孔隙中的 气体随同炉料一起进入高炉。 基于上述研究及计算的结论，最佳均压及炉顶设备充氮控制工艺如下： 齿轮箱充氮（吹扫氮气）流量；300NmVh，用于齿轮箱内产生正压，阻止含尘高温 的高炉炉顶煤气从间隙进入齿轮箱。[002引下阀箱长通氮气流量约为150NmVh，用于在下密封阀至中屯、喉管的出料口之间产 生小正压，阻止含尘高温的高炉炉顶煤气进入该空间，维持该空间的低温度。 有二次均压的装料工艺； 下密阀及料流调节阀处于关闭状态，料罐内压力为零，均压阀关闭，二次均压阀关 闭，放散阀开启。 上密封阀开启，上料闽开启： 炉料经由上密封阀、上料闽落入料罐； 关闭上料闽，关闭上密封阀，关闭放散阀； 开启均压阀向料罐内充压，罐内压力充至0. 2M化时关闭均压阀，开启二次均压阀 至料罐内压力与炉内压力相同； 关闭二次均压阀。 改进工序；开启下密阀，开启料流调节阀，开启二次均压阀并控制氮气流量（当放 料为矿石时，氮气流量为4500NmVh;当放料为焦炭时，氮气流量为3240NmVh);料罐内的炉 料落入炉内；料空信号来，关闭二次均压阀、关闭料流调节阀、关闭下密封阀；开启均压阀 放散阀，料罐内压力降至0;-个装料周期结束。W上的氮气补充量仅是基本值，具体值因物料的性质本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高炉均压系统，其特征在于：包括煤气增压均压系统，所述煤气增压系统包括煤气源，所述煤气源通过煤气主管道与主管道的一端连接，主管道的另一端与料罐连接；所述煤气主管道上设有煤气增压机，所述煤气增压机的两端分别设有进口阀和出口控制阀；在煤气增压机出口的管道上设置有逆止阀；所述煤气增压机分别与循环阀和压力控制启闭阀并联连接，压力控制启闭阀的入口与煤气增压机的出口相连接，压力控制启闭阀的出口与煤气增压机的入口相连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姜本熹，胡曼，李晶，刘光涛，陈晋军，陈辉，余绍华，刁亭月，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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