提高高炉喷煤比的实践

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摘要:提高高炉的喷煤比对于钢铁企业节约能源和降低成本有十分重要的意义。文章通过对提高高炉喷煤比实践的分析,从精料、优化高炉操作、改善煤粉的燃烧条件等方面,总结了提高高炉喷煤比的解决方法。

关键词:高炉喷煤比;高炉操作;煤粉燃烧条件;精料

中图分类号:TF538文献标识码:A

文章编号:1009-2374 (2010)25-0096-02

提高高炉的喷煤比对于钢铁企业节约能源和降低成本有十分重要的意义。为进一步提高喷煤比,唐山国丰钢铁有限公司1#高炉从精料、优化高炉操作、改善煤粉的燃烧条件等方面,对设备和操作工艺不断进行改进,喷煤比显著提高,取得了较好的效果。

1提高喷煤比的操作指标

国丰1#高炉于2007年12月31日点火,有效容积为1780m3。该高炉设2个铁口、26个风口、无渣口,采用无料钟炉顶。热风系统采用3座卡路金式热风炉,2座预热炉,热风温度水平为1300℃。冷却系统采用了联合软水密闭循环冷却技术。投产后高炉顺行状况良好。

为进一步节约能源、降低成本,自2009年7月起,改善了原料质量,优化了装料制度和送风制度,改进了操作工艺。通过持续的改进,2009年下半年高炉喷煤比提高到160kg/t铁,同时其它的技术指标也得到提高,2008年和2009年主要技术经济指标见表1:

表1主要技术经济指标对比

时间 喷煤比

kg/tFe 焦比

kg/tFe 综合焦比

kg/tFe 利用系数

t/m3 风温

℃ 富氧率

% Si含量

%

2008年 142 386.2 514 2.36 1210 1.2 0.42

2009年 154 371.4 510 2.45 1230 1.9 0.38

2提高喷煤比的措施

2.1提高入炉原料的质量

积极贯彻精料方针,提高入炉焦炭和烧结矿的质量,保证高炉顺行。

2.1.1改善焦炭品质焦炭的质量对高炉稳定顺行至关重要,是提高喷煤比的一个重要制约因素。增大喷煤量后,焦炭在风口前的消耗量减少,在炉内滞留的时间延长,在软熔带及以下区域,受熔融初渣FeO侵蚀和碱金属催化下CO2溶损反应作用的时间显著增加,引起结构破坏和强度下降。同时,焦炭的骨架作用更加突出。为此,加强了原料控制,严格按照大高炉的原料要求组织货源,改善了焦炭品质,为高炉的强化冶炼特别是提高喷煤比提供了可靠的保证。

2.1.2减少焦炭粉末入炉量 入炉的焦炭粉末不利于高炉的顺行和透气性的改善。为此,自2009年1月起,采取下列措施减少焦炭粉末入炉量。

(1)对焦筛进行升级改造,使用了筛分效果好的棒条自动免清理筛,解决了人工清理焦筛造成焦炭入炉粉末多且不稳定的现象;

(2)对焦槽给料机出口进行改进,延长焦炭通过振动筛的时间,增加筛分的效果;

(3)加强供料管理,严禁焦槽料位低于30%,减少供料时落差对焦炭的破坏,最大限度地减少粉末的产生。

2.1.3提高矿石入炉品位提高喷煤比将恶化块状带和软熔带的透气性,导致炉内上、下部压差增大。提高矿石品位可显著降低渣量,从而提高炉内下部的透气性、透液性,增加接受煤粉的能力。为提高矿石综合入炉品位,适当增加了生矿的入炉比例,生矿(品位65%左右的澳矿)控制在18%左右,以保证将综合入炉品位控制在58%以上。

2.2优化高炉操作

通过对上部装料制度和下部送风制度的优化,在提高喷煤比的同时,对高炉的操作制度进行了相应的调整,保证煤气流分布合理。

2.2.1缩小风口面积 该炉原配备26个风口,其中Φ120mm口径的20个,Φ125mm口径的6个。在喷煤比提高到150kg/tFe时,利用休风机会将其中的4个Φ125mm口径风口换成Φ120mm;喷煤比提高到160kg/tFe时,将风口全部换成Φ120mm口径。通过适当缩小风口面积,进一步稳定了高炉中心气流。

2.2.2调整布料制度 强化冶炼将使炉内中心气流减弱,边缘气流增强且不稳定。通过对矿批、布料角度及布料圈数的调整,使上、下部调剂相互配合,以保证两股煤气流分布合理。自2009年7月开始,逐步对装料制度进行了调整(见表2),扩大了矿批,并逐步增加了布料角度。

表2上部装料制度的调整过程

时间 布焦 布矿 矿批

2009-7 C237 235 233 230 222 O239337 235 232 41t

2009-8 C237335 233 230 122 O239337 335 232 130 45t

2009-9 C238236 333 230 223 O242241 338 336 333230 48t

2.3改善煤粉在风口前的燃烧条件

采用提高风温、提高富氧率、调整煤粉成分等手段,改善煤粉在风口前的燃烧条件。

2.3.1提高风温高风温可以补偿喷煤后风口前的理论燃烧温度,风温每提高100℃,理论燃烧温度可提高80℃,并且风温带入的物理热也将被高炉利用。高风温可使煤粉燃烧得更加充分,提高煤粉焦-炭置换比。热风系统采用卡路金式顶燃式热风炉,并选用高效37孔格子砖和高透孔率的炉篦子。系统采用了整体热管式烟道余热废气回收装置,煤气和助燃空气实现双预热,助燃空气温度可提高约180℃。热风炉拱顶温度达到1400℃,自2008年起,热风温度保持在1200℃以上。

2.3.2富氧鼓风富氧鼓风可提高风口前氧过剩系数,加速煤粉燃烧,提高燃烧率。同时富氧还可以提高理论燃烧的温度,补偿因喷煤比提高后理论燃烧温度的不足,改善煤粉燃烧条件。一般富氧率每提高1%,理论燃烧温度提高30℃～45℃。该炉2008年富氧率为1.2%,2009年为1.9%,2010年1～4月份平均为2.8%。

2.3.3混合煤喷吹,提高烟煤比例混合煤喷吹不仅可以改善喷煤效果,提高煤粉燃烧率,而且由于其灰份和硫份均比无烟煤低,挥发份显著提高,增加了高炉燃气中氢的浓度,有利于降低煤气粘度指数,改善还原和传热,所以混合喷吹有利于燃粉在炉缸内充分燃烧,同时对改善炉况顺行效果显著。在保证安全的前提下,该炉混合煤配比由“20%烟煤+80%无烟煤”过度到“30%烟煤+70%无烟煤”,效果很好。

2.3.4采用新工艺,提高煤粉燃烧率为了最大限度提高煤粉的燃烧率,提高喷煤比,通过以煤代焦降低成本,自2009年3月18日开始,在该炉试验在煤粉中加入煤粉添加剂。该技术效果显著,现已推广到公司所有高炉上。

2.3.5强化组织,确保按时出净渣铁按时出净渣铁,使炉缸下部渣铁排放稳定,不仅影响高炉的稳定顺行,还对煤气流分布和渣铁成分的稳定性有十分重要的影响。通过强化对炉前工考核、提高操作水平、改善炮泥质量等措施,铁口冒泥次数明显减少,铁口深度合格率上升,出铁时间均匀而稳定。因炉前渣铁未出净造成的高炉憋风、憋压、难行、悬料等现象大幅减少,为提高喷煤比提供了保证。

3结语

国丰1#高炉提高喷煤比的操作实践表明,采用以下措施可以有效提高高炉的喷煤量,从而降低成本,提高效益。

(1)改善焦炭及烧结矿质量是提高煤比的物质基础,加强筛网管理,减少粉末入炉,改善料柱透气性、透液性,是提高煤比的重要保障。

(2)探索更好的操作制度,优化高炉操作,实现高炉稳定顺行,是实现高喷煤比的前提条件。

(3)采用高风温、富氧、混合喷吹、加入煤粉添中剂等各种手段,改善煤粉在风口前的燃烧条件,提高煤粉的燃烧率和置换比,减少未燃煤粉量,稳定炉况,显著地提高了喷煤比。