长钢高炉喷吹除尘灰攻关实践.docVIP

长钢高炉喷吹除尘灰攻关实践 要 鉴于长钢公司2010年提出的铁前降成本的战略部署，结合目前高炉除尘灰中铁碳量较高的现状，炼铁厂提出喷吹除尘灰降低吨铁成本的攻关。本文首先从理论方面对喷吹除尘灰的可行性进行了阐述，同时对喷吹除尘灰后可能对高炉生产造成的不利影响进行了简单分析，为实际生产操作提供理论参考，并在新区9高炉上进行工业试验。结果表明，在目前生产状况下，9号高炉喷吹除尘是可行的，同时喷吹除尘灰还促进了煤粉利用率的提高，降低了焦比和金属料单耗，从而降低了吨铁成本。关键词 除尘灰喷吹 煤粉利用率 焦比 金属料单耗1 前言 高炉炉尘灰是高炉冶炼过程中产生的副产品之一，是随高速上升的煤气流带离高炉的细粒炉料,含有铁和碳等多种元素的自由态和结合态以及复合物, 是一种质量轻、颗粒微小且含有多种有害有毒的物质,是钢铁企业主要固体排放物之一1。 2010年炼铁厂响应公司铁前降成本的战略部署，积极开展降低吨铁燃料成本的工作。鉴于我厂目前在煤比190kg/t下除尘灰含铁含碳较高的现状，炼铁厂提出进行高炉喷吹除尘灰的攻关实践。2 喷吹除尘灰的可行性分析 在大喷煤比的高炉生产中，炉尘中未消耗煤粉的含量增加，这种炉尘所具有的价值较高，同时除尘灰中含有铁元素,所以喷入除尘灰后将使得冶炼每吨铁所需的矿石减少。而除尘灰的细粉特性,在以不增加喷吹设备而利用现有喷煤系统的前提下,将其作为含铁原料和含碳燃料从风口喷入高炉，无疑是除尘灰处理的最佳途径3，同时可以提高经济效益和降低焦比2。3 喷吹除尘灰可能造成的不利影响及改善措施3.1 铁水S含量变化 除尘灰显酸性，因此在喷吹除尘灰后炉渣碱度会下降，从而使铁中的硫含量增加,所以高炉操作中配料结构也要相应地调整，适当提高烧结矿的比例以达到要求的入炉碱度，保证生铁含S在合格范围内。3.2 理论燃烧温度的变化 除尘灰在风口区发生的灰分成渣的耗热,对理论燃烧温度有一定影响，但是文献4表明在目前理论温度20002200的前提下这部分影响不大。3.3 喷吹压力的变化及对风口的危害 由于除尘灰的密度比煤粉大，故混合配吹时的罐压要比纯煤喷吹时高。此外，由于除尘灰中含铁元素，这将对风口造成一定的磨损3。因此在喷吹除尘灰后高炉值班室应该加强对风口的监测管理。3.4 Zn危害 除尘灰中含有一定量的Zn，它对高炉生产有一定的危害。锌蒸气冷凝后会损坏风口，造成风口二套上翘，风口上翘必然对高炉送风和正常冶炼产生很大的影响。部分ZnO凝附与炉墙内壁上，使粘结物黏结牢固，形成锌质瘤，造成高炉频繁悬料。此外，ZnO粘附在炉料上，堵塞炉料孔隙，使料层透气性变差，引起悬料发生。4 长钢9高炉喷吹除尘灰试验 本次试验是从2010年1月15日开始，连续10d进行喷吹除尘灰试验。之前，9号高炉生产状况良好，主要指标如表1，炉况稳定顺行，符合喷吹试验的要求。9高炉除尘灰的主要成分（平均）如表2所示。 此次试验采用添加除尘灰5%进行喷吹试验，由于储煤场地的问题，我们采用重力灰和布袋灰混合喷吹。考虑到布袋灰含锌的因素，我们采取“尽用重力灰，加喷除尘灰”的原则，即每日生成的重力灰全部用尽，如果满足我们的添加量，将不喷吹布袋灰，如果量不足，再添加部分布袋灰。试验前对除尘灰进行水分、固定碳和含铁分析，对两种灰的混合比例进行记录。实验过程中，每日进行相关数据的记录，包括：焦比、煤比（包括灰）、燃料比、富氧率、金属料单耗、风温、铁水含Si量，矿石品位，煤粉成分，炉渣碱度，喷枪赌枪情况。 表1 9高炉的主要指标利用系数t/m3.d富氧率%综合品位%综合冶炼强度t/m3.d焦炭负荷t/t风温含硅量%3.262.0357.851.665.1912380.43表2 9高炉除尘灰成分表，%重力灰布袋灰含铁含碳水分含铁含碳水分30.0243.4926.313.2449.5322备注：9高炉布袋灰中含Zn5%左右4.1 试验前后炉况变化及焦比、金属料单耗对比试验阶段，通过高炉车间的认真管理和操作，9高炉利用系数平均为3.26 t/m3.d，炉渣碱度保持在1.16，生铁Si含量也在控制范围之内，高炉无炉况不顺现象，但是出铁有时主沟内发现有蓝绿色火苗，甚至开铁口时钻入500600mm或钻漏时，发现有水样的液态物流出，凝固后为白色金属，化验分析主要为金属锌。分析认为，随着锌负荷增加,导致了上述两种现象。此外，主沟耐火材料粘结不如以前结实，出铁主沟由过去40d左右维护一次，缩短到20d左右。分析原因为锌随铁水炉渣排出后，渗入主沟缝隙，随出铁前后温度变化，频繁在固相与液相间转化，加上锌氧化后体积膨胀，破坏了主沟耐火材料的粘结，使主沟遭到破坏。试验期间喷吹煤枪全天累计堵枪次数47次（未喷吹除尘灰时平均49次），罐压保持在700kPa，每日均能完成规定的喷煤量。由图1可知， 喷吹除尘灰后焦比和金属料单耗一定程度上都降低，焦比降低3kg/t，金属料单耗降低4kg/t。焦比之所以降低是因为除尘灰中含有大量的碳素。表3显示在试验期间，吨铁喷入除尘灰带入的铁素2.91kg/t，与实际基本一致。图1 实验前后干焦比和金属料单耗对比4.2 试验前后煤粉利用率的简单分析喷吹除尘灰对煤粉的燃烧发挥一定的催化剂作用，据相关文献5阐述在喷吹煤粉中添加含有FeO、MnO以及碱金属化合物（CaO）的助燃剂对煤粉的燃烧反应起催化作用，提高了煤粉燃烧的效率，而除尘灰中含有一定量的这些物质，因此对煤粉的燃烧要起到一定的催化作用。喷吹除尘灰对煤粉的燃烧发挥一定的催化剂作用，根据煤粉的催化燃烧(气化)反应的基本原理，煤在燃烧过程中无机灰分和矿物杂质所含碱及碱金属化合物对煤粉的燃烧反应起催化作用，氧化钙抑制了煤炱的生成，提高了燃烧的效率。在表3中，我们对除尘灰的喷吹效果进行了简单的计算，吨铁喷吹除尘灰9.97 kg/t，折算后相当于喷煤5.92kg/t。我们通过对各项指标进行对比计算，简单分析一下煤粉的利用率变化情况。表4显示喷吹除尘灰后，在煤比降低2 kg/t的情况下，燃料比降低5kg/t，焦比降低3 kg/t，这表明在喷吹除尘灰后确实促进了煤粉利用率的提高，从而达到了降低焦比的目的。表3 喷吹除尘灰（干基）带入铁素、碳素的折算项目灰添加量带入铁带入碳折算矿石折算煤粉kg/tkg/tkg/tkg/tkg/t数值9.972.914.325.15.92表4 试验期间指标与实验前对比（均为干基）项目煤比燃料比焦丁比焦比kg/tkg/tkg/tkg/t实验验期186509352885 结论（1）长钢9高炉在目前的生产状况下喷吹除尘灰是可行的，充分利用了除尘灰中的铁和碳。（2）除尘灰添加比例在5%时，对高炉的生产没有造成大的影响，高炉能够接受，但是高炉喷吹除尘灰，加重了高炉内锌的循环富集，当锌负荷达到一定水平时会对高炉造成一定危害。生产中我们坚持监测除尘灰与原料锌元素的含量，布袋除尘灰中锌超过5%时组织外排。因此，进一步提高添加比例时要高度重视锌的影响，进行研究积极防治。（3）通过试验可知，喷吹除尘灰提高了煤粉的利用率，焦比和金属料的消耗都有所降低，从而降低了吨铁成本，这为实现长钢公司铁前降低成本的战略部署做出了贡献。6 参考文献1 张红丽, 秦延华. 安钢铁前系统含铁除尘灰冶炼价值的分析J . 河南冶金, 2005 , 13（1）:172 张海滨.首秦喷吹煤粉及炉尘灰的理化特性研究. 北