高炉节能降耗.doc

高炉节能降耗摘 要：高炉节能的措施一是增加廉价的热源，二是降低热消耗或减少热损失。高炉节能的途径和方向主要是以顺行为基础，以低热消耗或减少热损失为手段；以能源的二次回收利用获得节能最大化。1 概述目前的国际、国内的经济环境和钢铁行业产能过剩的现状，给钢铁企业的生存和发展带来的巨大的压力，节能降耗是企业的经济效益最大化和竞争力不断增强的有效手段，高炉节能的措施一是增加廉价的热源。二是降低热消耗或减少热损失。高炉节能的途径和方向，主要是以顺行为基础，以低热消耗或减少热损失为手段。2 增加廉价热源2.1 提高热风温度高炉内热量来源于两方面，一是风口前碳素的燃烧放出的化学热，二是热风带入的物理热。后者增加，前者减少，焦比即可降低，碳素燃烧放出的化学热不能在炉内全部利用。高炉内的热量有效利用率随冶炼操作水平而变化，一般为80%左右。提高热风温度是降低焦比和强化冶炼的重要措施，采用喷吹技术后，使用高风温更为迫切。高风温能为提高喷吹量和喷吹效率创造条件。据统计，风温在9501350之间，每提高100可降低焦比820kg，增加产量2%3%。提高风温还可加快风口前焦炭的燃烧速度，热量更集中于炉缸，使高温区域下移，中温区域扩大，有利于间接还原发展，直接还原度降低，有利于降低焦比。2.2 提高煤比提高煤比和提高置换比，可以降低焦比，利用焦炭和煤的差价获得经济效益，富氧高风温大喷煤量技术，可实现高炉喷煤比在200kgt铁以上。高炉喷吹煤粉是炼铁系统结构优化的中心环节，可以实现节焦增产、炼铁环境友好的效果，同时可降低生铁成本。提高煤比后煤气量增大，初始煤气分布发生变化，为保证两道合适的煤气流，在适当开放中心，抑制边缘的同时，防止中心过吹和边缘过重，给顺行带来困难，在实际的操作当中煤比的提高限度应当根据焦炭质量、富养率等因素来确定，以保证合理的理论燃烧温度和煤气流的分布，避免热制度、造渣制度和煤气分布的失常来破坏高炉的顺行，提高煤比的措施有以下几点：（1） 提高热风温度：热风温度升高l00，可使炉缸理论燃烧温度升高60，允许多喷3040kgt煤粉。（2） 进行富氧鼓风：富氧率提高1，炉缸理论燃烧温度升高4050，允许多喷煤粉2030kgt。（3） 进行脱湿鼓风：鼓风湿度每降低1gm3，理论燃烧温度升高67，允许多喷34kgt煤粉。3 降低热耗或热损高炉的长期稳定顺行，最大限度的减少崩、悬料和休风率，减风率是一种节能，因为在处理炉况或休风的过程中热量损失较大，需要补充大量的热量，可以说保证高炉的稳定顺行减少异常炉况的处理也是一种节能。保证高炉的顺行和节能降耗要要从以下方面着手。3.1 焦炭质量焦炭从炉顶加入高炉后，经过料柱间的摩擦与挤压，以及其它各种反应的影响，粒度组成变化很大，在炉内产生一定数量粉末。粉末多，使料柱透气性恶化，炉缸中心易堆积，高炉不易接受风量和风温，燃料喷吹量也受到限制，焦炭质量与主要参数的关系如表3-1所示。表3-1焦炭质量与主要参数的关系焦炭质量变化燃料比利用系数生铁产量M40 +1%-5.0 Kg/t+4%M10 0.2%-7.0 Kg/t+5%灰分 +1%+12%渣量增加2%-2.5%硫分 +0.1%+1.52.0%-2.0%水分 +1%+1.11.3%-5.0%3.2 精料技术高品位是精料技术的核心，入炉品位提高1%，炼铁焦比下降1.5%，生铁产量提高2.5%，提高原燃料强度可降低炼铁燃料消耗。烧结、球团转鼓强度提高1%，高炉产量升高1.9%，焦比下降。熟料比提高1%，炼铁焦比下降23 Kg/t。原料成分要稳定：烧结矿设计规范要求品位波动0.5%，碱度波动0.5%，含铁品位波动1%，高炉产量会影响3.99.7%，焦比变化2.54.6%；碱度波动0.1，高炉产量会影响2.04.0%，焦比变化1.22.0%。原燃料粒度要均匀，减少炉料填充效应，提高煤气透汽性和炉料间接还原度。间接还原度每增加1%，炼铁焦比下降67 Kg/t。将烧结矿12.738mm粒度与6.412.7mm粒度进行分级入炉，可降比6%。块矿入炉粒度由1040mm降到835mm可降焦比3%。矿石还原度提高10%，焦比可下降89%。矿石低温还原粉化率升高5%，产量下降1.5%，焦比升高。减少入炉料粉末：5mm的粉末炉料所占比例要控制在5%以内，粒度在510mm的比例要小于30%。入炉粉末减少1%，焦比下降0.5%，生铁产量提高0.41.0%。3.3 控制生铁中Si含量高炉冶炼低硅铁有节焦增产的效应，并对炼钢生产有好处（减少炼钢过程的脱Si工作量）。生铁含硅降低0.1%，可降低燃料比45kg/t。高炉冶炼低硅铁的条件是：原燃料质量要稳定，高炉生产稳定顺行，选择好适宜的炉渣碱度。操作当中要关注风量和风压的变化及料速的快慢等因素，准确掌握炉温的发展趋势，坚持早动、小动和少动的调剂原则，防止炉温大幅度波动，给炉况带来波动。3.4 选择适宜的冶炼强度在一定的生产条件下，有一个对应于最低焦比的最适宜的冶炼强度。冶炼强度过低或过高都会使焦比升高。当冶炼强度过低时，煤气量太少，煤气分布变差，煤气能量利用变坏，焦比升高，冶炼强度过高时，会出现管道，煤气分布不均，热能与化学能利用变差，也使焦比升高。因此选择适宜的冶炼强度也可以达到节能降耗的目的。我厂高炉冶炼强度由原来的1.6m3/d-1.7m3/d降至1.3 m3/d左右，焦比也从410 Kg/t下降到370 Kg/t，取得了巨大的经济效益。3.5 富氧鼓风空气中的氮对燃烧反应和还原反应都不起作用，它降低煤气中CO的浓度，使还原反应速度速度降低，同时也降低燃烧速度，因为氮气存在，煤气体积很大，对料柱的浮力增大。根据资料，每富氧1%，增产4.76%，风口理论温度升高3545，允许多喷煤1015Kg/t，节焦比1%，煤气发热值升3.4%。3.6 高压操作高压操作不利于SiO2的还原，强化了渗碳过程，故有利于冶炼低硅铁；一定程度降低焦比。高压操作煤气体积减小，流速降低，压头损失减少，有利于煤气热值充分传递给炉料，促进高炉顺行和节能。提高炉顶煤气压力1Kpa，可增产102%，降焦比35%，有利于冶炼低Si铁，提高TRT发电能力，煤气中CO2含量提高0.5%，可降燃耗10 Kg/t，降工序能耗8.5 Kgce/t。3.7 降低风耗高炉炼铁降低燃料比会减少吨铁风耗。燃料1Kg标煤，鼓风量要2.5 m，消耗风机能耗0.85Kg标煤。宝钢吨铁风耗为930m/t左右。我厂高炉风耗在1150-1120m/t左右，相对相同立级的高炉来讲已经偏低，但还有下降的空间。4 能源的二次回收利用4.1 高炉顶煤气压差发电技术（TRT）TRT发电能力是随炉顶煤气压力而变化，炉顶压力和发电量成正比，一般每吨生铁可发2040度电。干法除尘，可提高发电量30左右。因煤气温度每提高10，发电透平机出力可提高3。最高发电量可达54度电。高炉鼓风能耗约占炼铁工序能耗1015，采用TRT装置可回收高炉鼓风机能量的30左右，可降低炼铁工序能耗1118cet。 4.2 冲渣供暖本厂利用水冲渣的余热供暖，将水冲渣的余热有效的利用，也得到一定的经济效益，是炉渣显热的一种回收利用方式。4.3 回收放散煤气将放散的煤气回收用来燃烧发电称煤气余热发电。5 管理降耗高炉值班工长三班操作的统一，强化细节操作，要求稳定用风，均衡料速，严禁超料速和在低Si、低铁温情况下跑料。根据不同冶强水平、品位、原燃料变化掌握好综合焦比，保证各项参数受控。采用正确的手段对高炉运行进行调整，确保高炉生产稳定顺行，“高产、优质、低耗、长寿”。6 结束语综上所述，高炉节能的措施有很多，但高炉节能各因素之间也是相互制约的，要充分结合高炉的炉役、操作的技术水平、设备参数等因素，制定符合本高炉实际的节能方案，以达到节能较好的目的。下面以安钢6号高炉来说明高炉节能降耗的具体措施。1高炉生产状况安钢6号380m3高炉有1个铁口、1个渣口、14个风口，配置D130031离心鼓风机，液压双钟布料，陶瓷杯综合水冷炉底，干法布袋除尘，取消了放上渣操作。1999年元月建成投产，2005年5月开始富氧喷煤强化冶炼，现已进入炉役后期，存在炉喉及炉喉钢砖变形严重、炉底温度偏高、炉顶及干法除尘煤气管道多处泄漏煤气、热风炉风温不高等问题。高炉原料主要来自烧结厂105m2和360m2烧结机，焦炭由焦化厂4m和6m焦炉生产。但安钢2200m3高炉投产后，其煤比较低。为确保2200m3高炉生产，6号高炉在2006年上半年焦仓经常不足12，焦炭必须从原料场倒运，使得6号高炉焦炭供应不足，因此常常减风和限制富氧。2精料工作21改善入炉烧结质量精料是高炉降低工序能耗的物质基础。6号高炉对烧结矿成分进行严格控制。对应所在的料仓，每小时取样测其成分。为了减少粉末，使用了双面上15mm、下5rnm梳齿式集中振动筛，且将料仓料闸门改小，控制烧结矿给料料流，延长振动时间；同时加强筛分管理，规定槽下每班必须检查和清理集中筛筛网，严防堵塞。此外，还在烧结矿上喷洒CaCl2溶液，降低烧结矿在炉内的低温还原粉化率。22优化炉料结构近几年来，6号高炉一直用烧结矿配加生矿和酸性球团作为原料，综合入炉品位不高，渣量大。对此，2006年2月6号高炉尝试使用价格合适的南非矿，固定5的配比，逐步减少使用品位较低的海南矿，后又采用高碱度烧结矿配加酸性球团，实现全熟料入炉，使得综合品位达59。从而使6号高炉渣量减少，热量消耗降低，且改善了大煤比条件下高炉料柱透气性。23及时、准确判断焦炭质量焦炭是6号高炉强化冶炼的限制性因素。一方面随着煤量的增加，矿焦比增大，料柱块状带透气性变差：另外6号高炉焦炭供应紧张，焦仓经常不足12，每天还要从原料场倒运许多焦炭。对此，除了焦化厂搞好进煤、配煤及优化其工艺外，6号高炉大力加强了焦炭质量的管理，及时、准确判断焦炭质量，要求工长每班最多间隔1小时查看料仓，尤其在雨雪天气，根据限定焦批后焦炭振动筛筛下碎焦量、焦炭在料罐内的体积、目测情况及时判断出焦炭质量变化，同时提高焦炭M40、M10、S、水分和固定碳分析的信息反馈速度，加强工长综合判断焦炭质量变化的准确性。3高炉操作31提高风温6号高炉尽管配置了四座改进型霍戈文式热风炉，但交叉并联送风后，风温不高，一般在950左右。为了提高风温，2005年9月进行富化焦炉煤气，风温达到980；10月又对风温水平较低的2#、3#热风炉进行了轮流抢修，并且对热风炉班组加强烧炉技术培训，提高烧炉水平。目前风温可达1030以上，具体情况见表1。提高风温后，铁水含硅量明显降低。对于工长则要求关闭混风大闸，全风温操作，严禁连续超过2个小时撤风温。32大煤比、大富氧冶炼高炉增加煤量后，风口理论燃烧温度降低，而富氧使风口理论燃烧温度升高，两者相结合使许多方面相辅相成。6号高炉矿批加到13200kg后，逐渐减少焦批，提高喷煤量。煤量由8000kgh加到10000kgh，氧量具备条件时也随着加到2000500m3h，煤粉燃烧充分，渣铁物理热充沛。增加氧量后，料速也比以前有所加快。为了进一步提高煤比，高炉在坚持全风口操作的同时，14个风口全部喷煤，实行广喷、匀喷。其煤比、焦比变化趋势见图1，由图1可知煤比基本稳定在150kgt。另外，还曾在烧结矿中配加焦丁，一般控制在30150kg批，改善料柱透气性。高炉稳定顺行是降低工序能耗的基本条件。高炉煤量增加，炉缸煤气量增多，鼓风动能增大，燃烧带扩大。6号高炉在上下部调剂来确保高炉稳定顺行。下部调剂主要是适当扩大风口直径，由100mm调为了114mm；缩短风口长度，由L260mm调为了L230mm，并配合使用斜风口，使高炉初始煤气流分布较为合理。但是由于富氧采用炼钢余氧，在限氧、氧量不足时，提高煤比使更多未燃烧的煤聚集在炉子中心处，易引起高炉下部边缘气流发展，导致某种程度的炉芯不活跃1。于是又适当增加了少数100mm和L260mm风口数目，发展中心气流，经过3个多月的实践，效果良好，目前风口布局见表2。在上部调剂方面，主要包括稳定装料制度500CC 2CC00和料线1300mm，采取小幅度稳步把矿批扩大至13200kg：提高顶压，由70kPa提到75kPa，稳定上部煤气流等措施。通过积极寻求适应大煤比下的最佳冶炼参数，煤气利用率有所提高，高炉一直处于稳定顺行的良好状态。高炉连续作业强化冶炼，影响炉况因素错综复杂。在炉役后期，制订防止炉况失常预案对于降低工序能耗非常必要。6号高炉结合现实情况，制订了数项预案，包括高炉减风或限制氧量后操作参数的调整：焦炭急剧恶化后的应对措施；炉底温度偏高的上限值及控制措施；高炉长期休风后炉况的合理恢复；热风炉抢修由交叉并联改为两烧一送后的风温使用；高炉超过16小时停止喷煤的相应处理措施；重力除尘器管道泄漏煤气后顶压的控制等等。这些预警体系的建立体现了在高炉操作方面的创新，为6号长期实施高风温、大煤比、大富氧、合适顶压、低硅铁冶炼提供了有力的保障。33合适热制度下的低硅铁冶炼中小型高炉，Si每降低01，生铁增产0507，燃料比降低46kg/t2。但是低硅冶炼必须以稳定的外围条件、合理的炉温为前提。如果一味地降低炉温，会造成软熔带下移，长期下去还会导致炉缸堆积。6号高炉分析了各个影响因素，不断强化低硅冶炼操作理念，结合高炉已经处于炉役后期和设备等条件有限制，初步制定了如下操作方针：Si在040055，渣碱度在115003，料速每班641批；规定Si下限为030，严禁连续两炉铁Si小于030，正常条件下两班料速差别不得大于3批。在降低铁水含硅(见表1)的同时，保证渣铁具有良好的物理热，炉缸仍然活跃，炉温充沛，这也便于增加大煤比下的料柱透液性，利于煤粉充分燃烧。34加强上料和出铁管理6号高炉强化“两口”(糟下上料口和炉前出铁口)管理，为高炉稳定顺行创造条件。对于糟下上料，要求拉料准确且不能亏料线作业，避免拉错料和罐坑跑料：对于炉前出铁，要求按时出净渣铁，杜绝跑大流、撇渣器不透、铁口太浅等事故发生。还专门修订液压炮维护制度，定期修补出铁主沟和撇渣器细则，确保出铁正点率和铁口合格率，减少铁量差。由于取消了放上渣，适当提前出铁，稍微开小铁口，延长出铁时间，防止高炉出铁前憋风、难行。5推行TNPM设备运作TNPM是以设备综合效率和完全有效生产率为目标，以全系统的预防维修体系为载体，以员工的行为规范为过程，全体人员参与为基础的生产和设