TW201608031A - 高爐爐床之保護方法 - Google Patents
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Abstract
一種高爐爐床之保護方法，其包含下列步驟。將含鈦物質置於高爐之佈料倉之出口處，其中佈料倉與高爐之佈料槽連通。將含鐵原料置於佈料倉中，且覆蓋在含鈦物質上。當佈料槽移動至高爐內之預設位置上方時，依序施放佈料倉中之含鈦物質與含鐵原料，其中含鈦物質於高爐內反應而在高爐之爐床位於及/或鄰近預設位置處形成含鈦保護層。
Description
本發明是有關於一種高爐(Blast Furnace)之保護方法，且特別是有關於一種高爐爐床(Hearth)之保護方法。
由於高爐大修的費用相當龐大，因此各鋼鐵廠均致力於延長高爐之爐代壽命，以降低生產成本。高爐之爐代壽命主要係取決於高爐內部之耐火磚的殘留厚度。但在高爐運轉期間，爐床與爐底碳磚因長期受到液態鐵渣流動的沖刷、化學熔蝕與熱的作用而會逐漸損耗。由於爐床與爐底碳磚並無法在高爐運轉期間進行修補。也因此爐床與爐底碳磚的殘厚往往成為爐代壽命的主要決定因素。
為延長高爐之爐代壽命，一般的做法是添加含鈦物質，藉以在爐床上形成凝固層。所形成之凝固層具有阻絕作用，可提供爐床有效且持久的保護，且此方法無需降產操作。因此，這樣的方式目前已廣泛地應用在高爐之爐床的保護上。
目前有數種添加鈦物質的方式。舉例而言，在高爐之鼓風嘴內，透過粉煤噴吹與餵線同時操作的快速護爐技術。此技術主要係在高爐鼓風嘴內，利用雙噴槍系統，分
別將粉煤噴吹至高爐之風徑區進行燃燒、以及將含有氧化鈦(TiO2)的包芯線送入高爐內進行爐床保護作業。然而，此技術需額外購置含有氧化鈦的包芯線、以及將包芯線送入鼓風嘴的相關設備，因此不僅會增加製作成本，且在實施上有一定的困難度。
另一種方式則係在高爐爐料中加入含鈦原料。此技術主要係將氧化鈦摻和混入高爐之含鐵原料中。然而，此技術無法控制含氧化鈦原料投入高爐中的位置，因此對於爐床保護的效果不佳。而且，因無法控制含氧化鈦原料投入高爐的位置，因此為了提升爐床保護效果，而增加了氧化鈦原料的添加量。由於鈦的添加會造成渣與鐵水之黏度提高，使鐵水的流動性變差，且黏度高之鐵渣也容易附著在爐蕊(Deadman)之焦碳表面上，而導致爐蕊之透氣性與透液性均變差，因此不僅影響出鐵作業，也會造成爐床汙染。此外，含鈦物質價格高，因此鈦的添加量增加也會導致用料成本的增加。
因此，本發明之一目的就是在提供一種高爐爐床之保護方法，其可在不妨礙原本之加料速度下有效率地將含含鈦物質送至高爐爐床之特定侵蝕部位，而在侵蝕部位上形成保護層。因此，可降低爐床溫度，有效保護爐床，進而可延長高爐之爐代壽命。
本發明之另一目的是在提供一種高爐爐床之保護方法，其無需新增高爐之設備，而以現有高爐設備即可有
效控制含鈦物質加入高爐中的位置，因此相較於習知技術，此方法之設備成本低，且含鈦物質之添加量較少，而可大幅降低製程成本。此外，由於含鈦物質可僅局部施加在高爐之特定侵蝕部位，而非全面性施加，且施加量少，因此可有效降低對爐床的汙染。
根據本發明之上述目的，提出一種高爐爐床之保護方法，其包含下列步驟。將含鈦物質置於高爐之佈料倉之出口處，其中佈料倉與高爐之佈料槽連通。將含鐵原料置於佈料倉中，且覆蓋在含鈦物質上。當佈料槽移動至高爐內之預設位置上方時，依序施放佈料倉中之含鈦物質與含鐵原料，其中含鈦物質於高爐內反應而在高爐之爐床位於及/或鄰近預設位置處形成含鈦保護層。
依據本發明之一實施例，上述之佈料倉與佈料槽之間設有流量控制閥，且當佈料槽移動至高爐內之預設位置上方時，開啟流量控制閥。
依據本發明之另一實施例，上述之含鈦物質包含鈦鐵礦或鈦球結礦。
依據本發明之又一實施例，上述之含鈦物質包含二氧化鈦。
依據本發明之又一實施例，在上述之含鈦物質中，二氧化鈦的含量為31wt%。
依據本發明之再一實施例，於依序施放佈料倉中之含鈦物質與含鐵原料之步驟前，上述高爐爐床之保護方法更包含進行溫度偵測步驟，以偵測出高爐內之預設位置。
100‧‧‧高爐
102‧‧‧主體
104‧‧‧鼓風嘴
106‧‧‧爐床
108‧‧‧出鐵口
110‧‧‧佈料倉
112‧‧‧佈料倉
114‧‧‧連接管
116‧‧‧連接管
118‧‧‧流量控制閥
120‧‧‧流量控制閥
122‧‧‧佈料槽
124‧‧‧含鈦物質
126‧‧‧含鐵原料
128‧‧‧焦炭
130‧‧‧出口
200‧‧‧保護方法
202‧‧‧步驟
204‧‧‧步驟
206‧‧‧步驟
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖係繪示依照本發明之一實施方式的一種高爐的佈料示意圖。
第2圖係繪示依照本發明之一實施方式的一種高爐爐床之保護方法的流程圖。
第3圖係繪示應用本發明之一實施方式的一種高爐爐床之保護方法時，含鈦物質的施加與高爐之一出鐵口附近的爐床溫度之變化的關係示意圖。
請參照第1圖，其係繪示依照本發明之一實施方式的一種高爐的佈料示意圖。一般而言，高爐100係主體架構為鐵殼且內砌耐火材及冷卻系統之中空反應器。在一些例子中，高爐100主要可包含主體102、數個鼓風嘴104、爐床106、二佈料倉110與112、佈料槽122、以及二連接管114與116。鼓風嘴104穿設於主體102之腰部中，爐床106位於主體102內部且位於鼓風嘴104之下方。爐床106及爐底主要由耐火材所構成，其中這些耐火材係以碳磚為主。主體102具有數個出鐵口108，這些出鐵口108穿設在主體102中且鄰近爐床106。
二佈料倉110與112設於主體102之頂部上方，佈料槽122則設於主體102之頂部之中。佈料倉110可用以
儲放含鐵原料126與含鈦物質124。另一方面，佈料倉112則可用以儲放焦炭128等助熔劑。在一些例子中，佈料槽122可在主體102內沿固定旋轉方向旋轉且可上下移動。連接管114連接佈料倉110與佈料槽122，藉以使得佈料倉110可與佈料槽122連通。另一方面，連接管116連接佈料倉112與佈料槽122，藉以使得佈料倉112可與佈料槽122連通。在一些示範例子中，高爐100包含二流量控制閥118與120。此二流量控制閥118與120分別設置在連接管114與116上。藉由操作流量控制閥118與120，可分別控制佈料倉110與112中所裝載之煉鐵原料排放至佈料槽122而施放於主體102內的量，當然也可控制這些煉鐵原料的排放與否。
請同時參照第2圖，其中第2圖係繪示依照本發明一實施方式的一種高爐之爐床的保護方法的流程圖。在一些實施例中，進行高爐100之爐床106的保護方法200時，可先進行步驟202，將含鈦物質124裝入高爐100之佈料倉110內，並使此含鈦物質124位於佈料倉110之出口130處。在一些例子中，如第1圖所示，含鈦物質124可裝填在佈料倉110底部鄰近出口130處，並可從佈料倉110內部經由出口130而延伸至流動控制閥118上方之連接管114的上部。在一些實施例中，含鈦物質124包含鈦鐵礦。此外，鈦鐵礦可例如包含二氧化鈦。在鈦鐵礦中，二氧化鈦之含量可例如為31wt%。
完成含鈦物質124的裝填後，可進行步驟204，將
含鐵原料126裝填於同一佈料倉110內，並使含鐵原料126覆蓋在位於此佈料倉110之出口130處的含鈦物質124上。在佈料倉110中，為了避免過量的鈦添加量影響出鐵作業、汙染爐床106、與造成成本的增加，含鐵原料126之裝填量遠比含鈦物質124多。舉例而言，填入佈料倉110內之含鐵原料126的重量為100噸的情況下，含鈦物質124之重量約為0.5噸。在裝填含鈦物質124與含鐵原料126的同時，可在另一佈料倉112內裝填焦炭128等助熔劑。
在本實施方式中，保護方法200係於高爐100正在進行煉鋼作業時導入。因此，在步驟202前，已有前一批煉鐵原料投入高爐100之主體102內，並已用來進行煉鐵作業。在一些示範例子中，在高爐100運轉期間，可進行溫度偵測步驟，以偵測各出鐵口108附近之爐床106的溫度，藉此可偵測出哪一個或哪些出鐵口108附近之爐床106溫度較高。一般而言，爐床106溫度較高的區域通常表示係因鐵水沖刷、化學熔蝕及/或熱作用而損耗較嚴重的區域。因此，由偵測結果可決定高爐100內欲施加含鈦原料124之預設位置。在其他例子中，亦可根據煉鐵作業之需求，而決定高爐100內欲施加含鈦原料124之預設位置。故，將含鈦物質124與含鐵原料126依序裝入佈料倉110內、以及將焦炭128裝入佈料倉112內之後，可根據先前之煉鐵作業所偵測或所決定之高爐100的預設位置，來進行步驟206，以排放煉鐵原料。
在步驟206中，當監控到在主體102內沿固定旋轉
方向之佈料槽122移動至高爐100內之此一預設位置上方時，打開佈料倉110來排放佈料倉110內之煉鐵原料。在高爐100設有流量控制閥118的例子中，藉由開啟流量控制閥118來打開佈料倉110，以進行佈料倉110內之煉鐵原料的排放作業。由於含鈦物質124係裝填在佈料倉110之開口130處，而含鐵原料126係覆蓋在含鈦物質124上，因此打開佈料倉110時來排放煉鐵原料時，含鈦物質124會先經由連接管114排出而由佈料槽122投入高爐100之主體102內之預設位置處及/或鄰近區域，而後原本覆蓋在含鈦原料124上的含鐵原料126才會掉落在主體102內。另一方面，完成此批含鈦物質124與含鐵原料126的投入後，開啟流量控制閥120，使佈料倉112內之焦炭128經由連接管116排出而由佈料槽122投入高爐100之主體102內。
當含鈦物質124、含鐵原料126、與焦炭128等煉鐵原料自高爐100之爐頂的佈料槽122投入後，在主體102內下降的過程，與來自主體102之腰部的鼓風嘴104所導入的熱風進行熱交換與還原反應，產出的鐵水與爐渣流入位於鼓風嘴104以下之空間即所謂的爐床106，再由出鐵口108流出爐外。
在還原氣氛下，含鈦物質124於高爐100內進行反應生成氮化鈦或碳化鈦，而在高爐100之爐床106位於及/或鄰近該預設位置處的碳磚表面上形成含鈦保護層。含鈦保護層的形成可提供阻絕作用，而可有效保護爐床106，避
免或減輕鐵水與鐵渣沖刷與侵蝕、化學熔蝕與熱作用。
在本實施方式中，藉由修改佈料倉110之配料間的填料程序，以及修改高爐100之佈料槽122的加料模式與設定，可將含鈦物質124有效率地送至爐床106之特定遭侵蝕部位。因此，可在適當的含鈦物質添加量下，即可兼顧有效保護爐床106與降低對爐床106之汙染。此外，應用本實施方式之保護方法200可無需新增高爐之設備，因此設備成本較習知方法低。
請參照第3圖，其係繪示應用本發明之一實施方式的一種高爐爐床之保護方法時，含鈦物質的施加與高爐之一出鐵口附近的爐床溫度之變化的關係示意圖。從第3圖可知，當爐床之一預設位置的溫度升高時，鈦鐵礦與鈦球結礦等含鈦物質的添加可使得爐床之此預設位置的溫度有效降低。由此可知，本實施方式之保護方法的應用確實可發揮保護高爐爐床的功效。
由上述之實施方式可知，本發明實施方式之一優點就是因為高爐爐床之保護方法可在不妨礙原本之加料速度下有效率地將含含鈦物質送至高爐爐床之特定侵蝕部位，而在侵蝕部位上形成保護層。因此，可降低爐床溫度，有效保護爐床，進而可延長高爐之爐代壽命。
由上述之實施方式可知，本發明實施方式之另一優點就是因為高爐爐床之保護方法無需新增高爐之設備，而以現有高爐設備即可有效控制含鈦物質加入高爐中的位置，因此相較於習知技術，此方法之設備成本低，且含鈦
物質之添加量較少，而可大幅降低製程成本。此外，由於含鈦物質可僅局部施加在高爐之特定侵蝕部位，而非全面性施加，且施加量少，因此可有效降低對爐床的汙染。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何在此技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
200‧‧‧保護方法
202‧‧‧步驟
204‧‧‧步驟
206‧‧‧步驟
Claims (6)
- 一種高爐爐床之保護方法，包含：將一含鈦物質置於一高爐之一佈料倉之一出口處，其中該佈料倉與該高爐之一佈料槽連通；將一含鐵原料置於該佈料倉中，且覆蓋在該含鈦物質上；以及當該佈料槽移動至該高爐內之一預設位置上方時，依序施放該佈料倉中之該含鈦物質與該含鐵原料，其中該含鈦物質於該高爐內反應而在該高爐之一爐床位於及/或鄰近該預設位置處形成一含鈦保護層。
- 如請求項1所述之高爐爐床之保護方法，其中該佈料倉與該佈料槽之間設有一流量控制閥，且當該佈料槽移動至該高爐內之該預設位置上方時，開啟該流量控制閥。
- 如請求項1所述之高爐爐床之保護方法，其中該含鈦物質包含一鈦鐵礦及/或一鈦球結礦。
- 如請求項3所述之高爐爐床之保護方法，其中該含鈦物質包含二氧化鈦。
- 如請求項4所述之高爐爐床之保護方法，其中在該含鈦物質中，該二氧化鈦的含量為31wt%。
- 如請求項1所述之高爐爐床之保護方法，於依序施放該佈料倉中之該含鈦物質與該含鐵原料之步驟前，更包含 進行一溫度偵測步驟，以偵測出該高爐內之該預設位置。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN116904683A (zh) * | 2023-07-24 | 2023-10-20 | 张家港宏昌钢板有限公司 | 一种高炉料罐称量装置 |
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2014
- 2014-08-21 TW TW103128833A patent/TW201608031A/zh unknown
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