宝钢高炉炉前脱硅技改工程简介1.doc

宝钢高炉炉前脱硅技改工程简介一、概况随着炼钢技术的发展和市场所需钢种质量要求的提高，炼钢铁水预处理技术不断发展起来。宝钢采用铁水脱硅预处理技术，有利于调整公司产品结构，冶炼国内、外市场需求量不断增加的低磷、低硫、高纯度、高附加值的钢种，提高公司市场竞争力和经济效益。1994年宝钢3号高炉开炉投产时，设计建造了一套高炉炉前脱硅系统，采用的是炉前铁沟撒入法，从投入使用实绩看，此种铁沟工艺明显不能满足脱硅生产要求，而且作业时劳动强度大，对环境易造成极大的影响。到上世纪末，随着宝钢二炼钢的顺利投产和一炼钢三脱技术的改造，炼钢可生产更多高附加值钢种以满足市场的需要。为此，作为铁水预处理工艺技术，需要更多的低硅铁水，必须在高炉炉前增设脱硅工艺。通过与北京钢铁研究设计总院的合作，炼铁厂在充分论证和吸收国外先进工艺技术的基础上，重新建造新的高炉炉前脱硅工艺系统，1998年1号高炉炉前脱硅系统建成并投入使用，设计能力为50脱硅，即年脱硅铁水量为165万吨；1999年宝钢3号高炉脱硅技改建成投产，设计为100脱硅能力，即年脱硅铁水量为345万吨；2001年下半年，宝钢2号高炉在进一步吸收宝钢前两座高炉脱硅工艺技术的基础上，技改建成100设计脱硅能力，即年脱硅铁水量为325万吨（2号高炉大修扩容后可达到370万吨）。至此，宝钢高炉炉前脱硅工艺系统通过分期改造，全部建成并顺利投产，设计三座高炉年铁水脱硅处理能力共达到835万吨，完全能够满足炼钢所需低硅（SI0.20%）铁水的需求。二、脱硅工艺方案及脱硅工艺参数1 脱硅工艺方案宝钢高炉炉前脱硅工艺采用炉前喷吹法脱硅方案，脱硅设施包括脱硅站、脱硅空压机和炉前喷枪装置。即在高炉炉前建有脱硅喷吹站，脱硅剂经罐车输送至脱硅喷吹站，经喷吹罐加压、流化后，通过喷吹管线，从脱硅喷枪喷入出铁中的摆动流咀中，脱硅剂（主要是烧结矿除尘粉，含较高的FeO）与铁水一起进入鱼雷罐中，脱硅剂与铁水中的SI发生剧烈反应，形成SiO2进入渣中，从而达到铁水脱SI的目的。宝钢1、3号高炉分别在炉前出铁场的南、北场各建有一个脱硅喷吹站，分别负责南，北场铁口的脱硅作业，宝钢2号高炉在充分吸收前两座高炉脱硅改造的经验基础上，设计改建为只在出铁场南场建造一个脱硅喷吹站，通过工艺参数的调整和优化，满足南北场铁口脱硅的工艺要求。宝钢高炉炉前脱硅工艺技术流程如下图所示。2 脱硅工艺参数A) 铁水含硅量脱硅前 SI 0.420.30%脱硅后 SI0.20%B) 原料及辅助材料要求及消耗量脱硅剂原料 烧结矿除尘粉脱硅剂氧化铁含氧量 22.5%脱硅剂湿分 1脱硅剂粒度 1mm脱硅剂堆比重 1.20t/m3脱硅剂吨铁平均喷吹量 20kg/t-p脱硅剂吨铁最大喷吹量 30 kg/t-p脱硅铁水量 165万吨/年（1号高炉）、325/年(2号高炉，大修后达到370万吨/年)、345万吨/年（3号高炉）脱硅剂年平均消耗量 3.3万吨/年（1号高炉）、6.5万吨/年(2号高炉，大修后达到7.4万吨/年)、6.9万吨/年（3号高炉）脱硅剂年最大消耗量 4.95万吨/年（1号高炉）、9.75万吨/年(2号高炉，大修后达到11.1万吨/年)、10.35万吨/年（3号高炉）脱硅剂日平均消耗量 101.5t/d（1号高炉）、200t/d（2号高炉，大修后达到216t/d）、212t/d（3号高炉）脱硅剂日最大消耗量 152t/d（1号高炉）、300t/d（2号高炉，大修后达到324t/d）、318t/d（3号高炉）消泡剂日最大消耗量 2.54t/d（1号高炉）、5.00t/d（2号高炉，大修后达到5.40t/d）、5.31t/d（3号高炉）消泡剂年最大消耗量 838吨/年（1号高炉）、1650吨/年（2号高炉，大修后达到1850吨/年）、1752吨/年（3号高炉）C) 动力消耗压缩空气 0.2Mpa 25Nm3/min 0.80.9Mpa 30 Nm3/min注：压缩空气露点：45（压力在0.2Mpa及0.8Mpa状况下）装机容量：30KW，电压380V，50HZ（脱硅部分）3 脱硅工艺主要设备l 1、3号高炉在出铁场南北场各建有一个脱硅喷吹站，每个喷吹站有2个贮粉仓，2号高炉在出铁场南场建有一个脱硅喷吹站，2个贮粉仓，可贮存供12小时连续脱硅使用的脱硅剂。贮粉仓顶部各有一个袋式脉冲除尘器，用以过滤上料过程和喷吹罐排压中产生的含尘气体，贮粉仓顶部有连通管连通，以增大除尘器的工作能力。l 贮粉仓和喷吹罐内的脱硅剂料重采用电子称称量。l 脱硅剂输送管线上的全部自动阀门均采用气动。l 考虑到干渣坑水蒸气的侵蚀作用，脱硅站采用全封闭设计，同时，脱硅站内的重要阀门选用不锈钢耐腐蚀的阀门。l 储气罐：1个，容积为12.5m3，工作压力为1.0Mpa，带安全阀、压力表。l 脉冲布袋除尘器：4个（2号高炉2个），过滤面积为48m2，带脉冲反吹，排放气体含尘量35mg/m3。l 喷吹罐：2个，工作容积为10m3，工作压力为1.0Mpa，带安全阀，设称量装置。l 流化阀： D800流化阀，2个，工作压力为0.2Mpa D400流化阀，2个，工作压力为0.9Mpa。l 料流调节阀：2个，工作压力为0.9Mpa，双辊式阀芯，进料口直径为D60mm，出料口直径D56mm，工作流量为0400kg/min。l 喷枪传动装置：4根，主要参数为：升降行程：3650mm升降速度：5m/min摆动速度：8/min摆动角度：8回转行程：250mm（工作行程）回转速度：5m/min4 脱硅除尘系统由于高炉炉前脱硅过程中产生大量的扬尘，污染环境，因此，在脱硅改造工作过程中，对出铁场及相关部位的除尘系统进行了必要的改造和增建，主要有：l 对三座高炉炉前出铁场的摆动流咀周围的除尘吸风口进行的相关改造，以进一步改善摆动流咀处的除尘效果。l 1、2号高炉针对炉前除尘风机能力不能满足脱硅系统投入后的除尘要求，分别各增建了一台脱硅除尘系统，确保了炉前除尘效果。l 结合2号高炉大修短期化的要求，在2号高炉炉前脱硅改造过程中，对出铁场平台局部进行了平坦化改造。三、脱硅改造中的主要技术要点高炉炉前脱硅是一项新的生产工艺，根据公司要求，整个脱硅系统在高炉正常生产过程中以技改的形式逐步在宝钢三座高炉增建，到2001年底，宝钢三座高炉炉前脱硅系统全部建成并投入运行。根据宝钢高炉的实际生产状况和脱硅工艺特点，主要采取了以下的措施： 协调组织正常生产和技术改造施工、生产调试宝钢高炉炉前脱硅技改工程在施工改造过程中具有以下特点：l 资金投入量较大，工程改造施工量大，1、2号高炉分别增加了一台炉前脱硅除尘风机，2号高炉还兼顾到高炉大修后的出铁场部分平坦化工程。l 施工工作复杂，难度大，技改工程在高炉生产过程中进行，既要确保技改工程的顺利进行，又不能影响高炉的正常生产，而且有些改造的关键部位与高炉的正常生产直接相关。为此，炼铁厂根据各高炉的状况，专门成立以项目负责人为主的脱硅改造推进小组，负责协调和推进脱硅技改工程的工作。通过采用区域负责管理、三方签字确认、一事一票等形式，生产方与设计单位和施工单位的密切合作，协调和推进，既保证了生产的正常进行，又按时圆满地完成了脱硅技改工程。同时，针对新的工艺技术特点，及时组织编写了岗位操作规程和安全规程并组织职工进行学习，确保了三座高炉的脱硅系统顺利投产。 稳定高炉生产，实施低硅冶炼根据宝钢炉前脱硅工艺设计要求，为了使铁水脱硅后的含硅满足炼钢需求（SI0.20%），脱硅前的铁水温度须稳定，控制铁水SI0.42%。近年来，宝钢炼铁技术在不断保持世界一流水平的同时，继续进行高炉低硅冶炼操作，通过对高炉渣铁性能的控制、风口前理论燃烧温度控制、高煤气利用率控制、高喷煤比的控制和原燃料质量控制等技术研究和进步，高炉低硅冶炼技术取得了显著的进步和提高，近两年来，高炉炉况顺行、炉温稳定，铁水含SI在0.30%左右。不仅提高了宝钢的高炉冶炼技术，降低了高炉生铁成本，同时也为高炉炉前脱硅奠定了良好的基础。 调整工艺参数，稳定脱硅操作控制高炉炉前脱硅是宝钢高炉新的操作工艺技术，其操作方式采用喷吹法，即脱硅剂经罐车输送至脱硅喷吹站，由喷吹罐加压、流化后，通过脱硅喷吹管线输送至出铁场摆动流咀平台，采用脱硅专用喷枪喷入出铁中的摆动流咀中，脱硅剂与铁水一起进入鱼雷罐进行铁水脱硅。由于脱硅喷吹管线较长，而且脱硅剂的比重较大，在脱硅操作过程中容易发生管线堵塞，影响脱硅操作和脱硅效率。脱硅操作人员根据新的工艺特点，逐步调整和优化工艺参数，自主开发出了“防止管线堵塞控制系统”，确保了脱硅喷吹系统的稳定控制。 研究开发脱硅使用的消泡剂根据宝钢高炉炉前脱硅工艺技术特点，铁水的脱硅反应在鱼雷罐中剧烈进行，同时，由于脱硅过程也是铁水脱碳的过程，碳的氧化和脱硅过程中渣的粘度等物化性能的变化，造成大量的泡沫渣产生，不仅影响脱硅效率，也对实际操作生产带来极不利的影响。通过对脱硅反应机理、脱硅过程中渣的粘度、碱度和表面张力等物性的研究，相应研究开发出适合宝钢高炉炉前脱硅工艺要求的消泡剂，实际使用过程中在保持脱硅效率的条件下有效地抑制了泡沫渣的产生，效果良好。四、脱硅实绩宝钢三座高炉脱硅设计能力分别为：1高炉：165万吨；2高炉：325万吨；3高炉：345万吨。由于目前炼钢脱磷改造尚未完成，目前高炉的脱硅只是为满足二炼钢的部分需要，高炉铁水脱硅实际量较小，远远未达到脱硅工程的设计标准。待炼钢三脱系统全部改造完成后，宝钢高炉炉前脱硅系统完全能满足炼钢脱硅铁水的需要，即每年能为炼钢提供脱硅铁水835万吨。近两年高炉脱硅实绩如下所示： 注：1。2001年14月因1号高炉脱硅贮气罐检修，无脱硅作业。 22号高炉脱硅系统于2001年7月建成投产，2002年1月进行系统功能开发。五、经济效益计算1) 计算依据（附价格证明）：脱硅剂单价为24.00元/吨；消泡剂单价为2850.00元/吨；根据炼钢计算，高炉炉前脱硅每吨铁SI下降0.01%，可降低成本0.71元。2) 计算方式脱硅效益炉前脱硅降低炼钢成本脱硅剂消耗总价消泡剂消耗总价 脱硅铁水总量0.71（脱硅前SI脱硅后SI）/0.01脱硅剂单耗脱硅剂单价/1000消泡剂单耗消泡剂单价/10003) 项目实施后实得的年净增经济效益宝钢三座高炉脱硅设计能力分别为：1高炉：165万吨；2高炉：325万吨；3高炉：345万吨。由于目前炼钢脱磷改造尚未完成，目前高炉的脱硅只是为满足二炼钢的部分需要，高炉铁水脱硅实际量较小，远远未达到脱硅工程的设计标准。待炼钢三脱系统全部改造完成后，宝钢高炉炉前脱硅系统完全能满足炼钢脱硅铁水的需要，即每年能为炼钢提供脱硅铁水835万吨。2001年宝钢三座高炉铁水年平均含SI分别为（1高炉、2高炉、3高炉）：0.31%、0.32%、0.28%；脱硅剂单耗分别为：28.25kg/t-p、27.88kg/t-p、27.77kg/t-p；消泡剂单耗分别为：0.04kg/t-p、0.06kg/t-p、0.04kg/t-p；炼钢要求脱硅后铁水含SI0.20%（取0.20）。宝钢三座高炉脱硅系统总投资合计约1.155亿元（包括增加的脱硅除尘系统），设备折旧率按9.3%计算。1高炉炉前年脱硅经济效益为：165*(0.71*(0.31-0.20)/0.01-28.25*24/1000-0.04*2850/1000) =1157.97万元2高炉炉前年脱硅经济效益为：325*(0.7