加焦技术运用分析报告.docx

加焦技术运用分析报告加焦技术运用分析报告 中心加焦技术最早是由日本神户钢铁公司于 20 世纪 80 年代开发的一种高炉布料方式,从炉顶向高炉中心加入一定 量的焦炭,以减小高炉中心区域的矿焦比,使中心透气性改 善,在高炉中心区域形成类似烟囱作用的“气孔”,有利于 形成倒 V 型软熔带。在该布料模式下,中心气流强而稳定, 使中心区域内 CO 分压增大,使得碳溶损反应受到抑制,高炉 中心区域的焦炭就会比布在外围的焦炭粒径相对大一些。 随着高炉冶炼的不断进行,死料柱得以很好地更新,这 样就可以大大改善死料柱的透气性和透液性。该布料模式 适合于原、燃料条件相对较差的高炉。随着优良的煤炭、 矿石资源的消耗,高炉所使用的焦炭、煤粉、矿石质量将会 呈下降趋势,但随着焦炉、烧结机、造球机等装备的大型化,以 及原料准备及炼铁技术的进步,将有可能使高炉原燃料质量 保持相对稳定的状态,长远来看,使用该炼铁技术的高炉还 会有很多。 武钢炼铁厂已采用中心加焦技术 20 多年,经过多年的 吸收、改进、消化及升华,武钢的中心加焦技术日渐成熟, 多年来保持了高炉炉况的稳定顺行。尤其是近几年,通过优 化该技术,在运用该技术稳定炉况的前提下,可巧妙运用该 技术防止炉身粘结、快速处理炉身粘结,较好地解决了采用 该技术后炉身粘结频繁的技术难题。相比其他先进厂矿的 布料技术,中心加焦技术模式下的高炉,以往其燃料消耗要 高出非中心加焦布料模式的高炉 30kg/t 以上。多年来,武 钢炼铁厂技术人员一直在为缩小该差距而努力优化中心加 焦技术。近几年来,在观念上进行转变之后,武钢炼铁厂的 燃料消耗呈下降趋势,技术指标(武钢炼铁厂主要技术指标 见表 1)好的高炉,目前已将该差距缩小至 10kg/t 左右。 表 1 武钢炼铁厂经济技术指标一览表 、均衡气流、稳定炉况 合理的煤气流分布可保持炉况的稳定顺行,实现煤气利 用率的提高和燃料消耗的持续降低。 XX 年以来,随着钢铁市场形势的恶化,武钢炼铁高炉锌 负荷(表 2)普遍过高,其中 4 号高炉锌负荷均值范围为/t, 最高时为/t;5 号高炉锌负荷均值范围为/t,最高时为/t。 表 2 武钢高炉锌负荷情况 为增加锌从炉顶煤气的排出量,采取适当弱化边缘煤气 流,开放中心气流的措施。重要原因之一是:中心气流不仅 温度较高(一般中心温度高达 500以上,而边缘煤气流温度 在 60左右),锌重新凝固的机会较小,由于煤气在高炉内平 均行程时间只有 10s 左右,而中心气流的行程时间更短,中 心的强气流可以在短时间内将锌带入煤气而不会形成高炉 内的锌循环,可实现锌从煤气中排出,最大限度减少锌在高 炉内的循环量。XX 年 1 月以来,武钢高锌负荷冶炼的 4 号、 5 号高炉开始采用“小进风面积和大布料角度”的调整思路,适 当开放中心而抑制边缘煤气流,取得了很好的效果,2 座高炉 相继走出了炉身粘结的怪圈。 与国内其他锌负荷较低的高炉相比,武钢高炉难以取消 中心加焦,其中重要原因之一就是武钢的锌负荷高,不能过 分抑制中心,否则会关闭锌的排出通道,不利于锌的排出。 、利用气流、调整炉型 随着炼铁原、燃料条件的恶化,将维持合理操作炉型置 于日常工作的重点成为必需。近 3 年来,在总结以往炉身粘 结的经验教训后,认为在当前原、燃料条件难以大幅改变的 情况下,维持合理的操作炉型尤为重要。在日常操作中,应 使炉身渣皮处于动态平衡中。基于此,将冷却壁进出水温差 控制在 35 ,超出此范围则对布料制度进行调整,防止炉 身粘结或者渣皮大面积脱落。 当冷却壁进出水温差低至 3时,则对布料制度进行相 应调整:风量多时,视炉身温度分布情况减中心焦炭1 环;风 量相对较少时,在边上(靠近冷却壁一侧)布焦角位垫一环焦;在 处理前期有粘结征兆的炉型时,在调整布料制度的时候不对 矿石进行调整,仅调整布焦方式,以此来弱化中心气流,适当 发展边缘气流,通过气流的切换及短期内适当加强边缘煤气 流,可将形成不久的炉身渣皮快速清洗下来,达到预防粘结 之目的。 当冷却壁进出水温差超过 5时,则需进一步加强中心 煤气流,适当弱化边缘煤气流,以利于炉身脱落渣皮处尽快 形成保护性渣皮。通过采取上述措施,实现了炉况的长期稳 定顺行,高炉操作炉型保持良好,为继续缩小和先进高炉之 间燃料消耗的差距创造了良好条件。 、增加焦炭筛网孔径和小块焦用量 要提高煤气利用,必须改善高炉内部的间接还原 (FeO+CO=Fe+CO2)。由于间接还原在块状带,即 5701 100 的区域进行。因此,增加煤气流与矿石的接触机会,可以提 高煤气利用,降低消耗。目前,国内外利用小粒度焦炭 (1525mm),有些指标好的高炉可达到 7080kg/t,而武钢高 炉在增加焦炭筛网孔径、提高小块焦使用量之后,目前的小 块焦比在 50kg/t 左右,与先进高炉仍存在差距,今后可通过 改进焦炭筛网,摸索与之适应的高炉操控制度,逐步缩小这 一差距。 、封闭烧结筛网,增加小粒度烧结矿用量 使用小粒度烧结矿,增加熟料率,可为降低焦比创造条 件。使用小粒度烧结矿,降低烧结二次返矿,可以降低燃料 消耗,从而降低烧结成本。大粒度的返矿特别是5mm 的返 矿,在二次混入烧结过程中不利于烧结矿粘结成型,不仅降 低烧结生产能力,而且影响烧结矿的强度。武钢通过转变操 作思维和技术改造,烧结返矿率得以大幅降低,目前在 13%左 右。通过摸索,目前武钢高炉已适应小粒度烧结矿用量的增 加,炉况保持稳定顺行。为提高中心加焦模式下高炉煤气利 用率,今后可继续探索合理的小粒度烧结矿的用量,在保证 高炉稳定顺行的情况下进一步提高烧结矿的使用率,以提高 煤气利用,降低企业综合工序成本。 、提高二元碱度,采用高碱度炉渣冶炼 高炉二元炉渣碱度由以往的左右提高至左右。炉渣二 元碱度提高后,渣系热焓升高,高炉炉渣蓄热能力加强,可改 善炉缸热工作状态,利于提高炉缸温度,铁水温度易于上抬 至需求温度;在提高高炉炉渣二元碱度之后,炉渣脱硫能力 大大提高,铁水中的 S 含量大大降低,可为下道工序提供合 格的铁水。 武钢中心加焦技术模式在原燃料变差的情况下,优势会 愈发明显,但中心加焦技术模式下的生产有几点需要注意: 1)武钢高炉炉身中、下部高温区均采用铜冷却壁,以加 强冷却效果,达到长寿之目的,但在原燃料条件变差、渣比 升高的情况下,若炉内气流控制不均衡,则极易造成炉身粘 结,炉身粘结将是今后该技术模式生产过程中需要面临的最 大挑战。 2)随着原、燃料质量的变差,为提高各高炉抗外界干扰 能力,武钢高炉近几年都不同程度地缩小了进风面积,以提 高各高炉抗风险能力。对于缩小多少进风面积是合适的,对 于不同的冶炼条件,应该有个合适的区间。若减少过多,短 期内可能利于提高煤气利用率,但炉况难以保持长期的稳定 顺行。主要原因就是近几年,武钢在布料制度上进行了较大 改进,采取了抑制边缘气流,适当发展中心气流的装料制度。 缩小进风面积,则进一步抑制了边缘气流,强化了中心气流, 再加上武钢的高渣比,极易造成炉身粘结。 3)高锌负荷及高富氧条件下的高炉冶炼,该技术模式下 矿石的布料制度宜适当抑制边缘,相对发展中心气流,以保 持良好的操作炉型和稳定的炉况。若布矿采取发展边缘气 流的制度,则易造成炉身锌粘结,处理起来较为棘手,这是武 钢高炉在生产中需重视的地方。 4)该技术模式下,武钢高炉的燃料消耗较其他模式的高 炉,相对高出 1030kg/t。主要原因在于,中心加焦技术模式 下的高炉中心存在类似烟囱作用的“气孔”,其煤气利用率 难以达到 50%以上并稳住。近 2 年来,随着武钢技术人员的 不断探索,突破旧思维,目前调整较好的高炉,其煤气利用 率可达 50%左 右,其他高炉 在 47% 49%之间徘徊。由于煤 气利用率存在较大差距,所以给人印象是“中心加焦技术等 同于高消耗”,目前武钢技术人员正在通过采取一系列技术 手段,以脱掉高消耗的