毕业论文炼铁工序降低燃料消耗实践1.doc

唐钢炼铁工序降低燃料消耗实践 摘要：分析了唐钢炼铁厂南区小高炉炼铁系统的能源消耗情况，介绍了近年来提高煤比降低燃料消耗的实践，从加强原燃料管理、严细高炉操作等方面开展节能降耗工作。关键词：喷煤 焦炭 精料 管理1概论从某种意义上说，21世纪钢材市场的竞争就是能源成本的竞争，因而节能降耗、降低能源成本不仅是增强企业产品竞争力的客观要求，也是企业生存发展的必然选择。而炼铁系统直接消耗的能源占钢铁联合企业总能耗的70左右，是钢铁联合企业节能的重点。因此炼铁厂的节能在整个钢铁工业节能过程中显得尤为重要。唐钢炼铁工序能耗主要由三个方面构成：燃料消耗、动力消耗和回收。其中燃料消耗包括：焦炭、小焦、原煤、煤气；动力消耗包括：鼓风、蒸汽、水、电、压缩空气、氮气；回收包括：荒煤气回收和TRT发电。表一显示了唐钢炼铁厂南区燃料消耗、动力消耗和回收情况，燃料消耗占总消耗的85.44，动力消耗占总消耗的14.56。从燃料消耗看（表二），焦炭占燃料消耗的64.66，原煤占21.96，煤气占713.38。可见，燃料消耗是影响工序能耗的主要因素，工作重点应放在燃料消耗的控制上。而降低焦炭消耗是降低燃料消耗的主要因素，因此，提高煤比，降低焦比，是炼铁工序降低能耗的关键。表一：燃料消耗、动力消耗和回收 kgce/t项目燃料消耗动力消耗回收折算单耗573.5397.77182.7785.4414.56表二：燃料消耗 kgce/t项目焦炭原煤煤气合计折算单耗370.85125.9776.71573.5364.6621.9613.381002提高煤比，降低焦比的措施2005年以来，唐钢炼铁厂南区通过认真分析实际生产状况及存在问题，同时借鉴兄弟厂的成功经验，采取精料入炉、提高风温和富氧、优化上下部操作以及喷吹工艺等一系列措施，取得了很好的效果，提高了喷煤量，降低了焦比，节约了能源。仅以05年为例可以看出提高煤比降低焦比的显著效果如下所示：2.1以精料方针为主导，全面提高入炉料质量2.1.1提高入炉品位，优化炉料结构为适应煤比的提高，在满足各项冶金指标的同时应首先考虑降低渣量，而入炉品位的提高，是降低成渣量的首要因素。炼铁厂南区入炉品位一直保持在58以上，渣铁比控制在320kg/t以下，改善了高炉下部透气性，为提高煤比创造了有利条件。由于焦比降低，料柱透气性变差，优化炉料结构，提高烧结矿的强度对保证大喷煤时高炉顺行有相当的作用。针对不同原料结构的烧结工艺特点，我们摸索出相应的水、碳操作参数，并尽可能稳定变料过程。严格烧结机看火工的操作管理，严格执行“厚料、铺平、低碳、烧透”的技术操作方针，加强边缘布料；合理调整二次连续点火器预热时间；稳定水碳、减少过大或过小煤比，煤比控制在4.8%左右；要求勤观察机尾断面，严格控制适当机速，机速不超过1.0m/min，保证反应时间，以保证液相的形成和再结晶的充分。同时根据外矿粉资源供应情况，不断优化烧结配料结构，使外矿粉比例稳定在54%左右，并根据高炉生产用料情况，适时调整烧结矿碱度基数；为更好的指导烧结生产，定期将成品矿样品的物理性能和冶金性能进行检验，从而保证了烧结矿质量的稳定，转鼓指数达到78%以上，居全国同类型烧结机的领先水平。烧结矿质量的提高，为高炉增加外矿比例，炉料结构优化，提高生铁产量，降低焦比，提高喷煤量奠定了基础。高炉炉料结构现基本稳定在69烧结矿、19球团矿、12块矿，保证了料柱的透气性。2.1.2在加强焦炭冷态强度检测的同时，尤其重视焦炭高温性能的监督检验焦炭冷态强度与高炉生产状态和操作指标密切相关，包括抗碎强度（我厂检测M25）和抗磨强度M10两项指标。同一焦炭试样的M25和M10之间，并不一定存在良好的相关关系，冷态强度和高温性能指标（CRI和CSR）之间的关系也是如此。但冷态强度可以在一定程度上反映焦炭中细裂纹的多少，与风口焦炭的粒度组成及平均粒度有较强的相关关系，它从整体上反映了焦炭在炉内作为骨架作用的能力，而且检测容易，需时短，作为日常生产的焦炭检测指标，其重要性不可忽视。焦炭质量是高炉稳定顺行的基础，特别是焦炭的高温性能，高喷煤比的高炉尤其如此。从2004年下半年开始，针对我厂外供焦炭品种多、质量差异较大的现状，通过对每一个厂家焦炭高温性能的进行检验，并制定了CRI和CSR的技术标准。使焦炭质量能满足目前高喷煤比条件下高炉正常生产的基本要求。目前已将外购焦碳锁定在光大、美锦等几个焦碳质量比较理想的厂家。2.1.3加强原燃料管理严格执行原燃料的槽位管理制度，保持烧结矿、焦炭槽位在50%以上。高炉车间设专人对槽下筛网进行定期点检，发现堵塞，及时清理，确保堵塞率10。并根据原燃料的粒度及时调整闸门开度，最大开度原则上不超过400mm，确保筛分效果。因粉料是造成高炉透气性下降的重要原因，要提高煤比，减少粉末入炉尤为重要。04年下半年开始定期对烧结矿进行入炉料的粒度筛分，检测烧结矿的粒度及高炉矿槽的筛分效果，进入05年后入炉矿10mm部分基本稳定在20%以下，减少了粉末入炉，保证了料柱的透气性，为高炉炉况顺行创造了条件。2.2提高风温热风是高炉冶炼的主要热源之一，提高风温可以有效的增加热量，降低燃料消耗。在焦比降低，煤比提高是，风口前燃烧理论温度降低，如以下经验公式所示：T理1570+0.808T风+4.37W氧-5.85W湿-4.4W煤式中：T理为理论燃烧温度，T风为鼓风温度，W氧为鼓风富氧量，W湿为鼓风湿度，W煤为喷煤量（每分钟每立方米鼓风带入的煤量）。从式中可以看出，风温升高，可以提高风口前理论燃烧温度，从而提高煤粉的燃烧率，为提高煤比创造有利条件。2.3富氧鼓风富氧鼓风是高炉强化冶炼的一种非常有效的措施，它不仅可以较大幅度地提高产量，还是高炉提高喷煤量的一种手段。从理论上讲，富氧率每增加1，可增产2.53.5，并提高风口理论燃烧温度46，每吨铁可相应地增加煤粉喷吹量15kg。喷吹大量燃料的优点是由于炉内还原性气体增加，炉料在低温区被氢等气体还原的还原度增加，炉缸活跃而炉况稳定顺行，高富氧量与高喷吹量是相辅相成的。2005年2月份，新制氧机投产，南区3座高炉实现了富氧鼓风，富氧率基本保持在1.9%以上。取得了增产效果，对提高煤比到160kg/t以上发挥了良好作用。2.4优化喷吹工艺2.4.1增建二期中速磨系统由于设计原因，一台中速磨的制粉能力无法满足大喷煤的需要，为进一步提高煤比，于2004年底开始筹建二期中速磨，投产后可使制粉能力提高一倍，满足180kg/t 煤比的需要。二期中速磨于05年4月26日投产使用，制粉能力明显提高，煤比水平于05年6月首次达到150kg/t的历史最好水平，7月以后煤比基本稳定在160kg/t的唐山地区领先水平。2.4.2采取烟煤、无烟煤混合喷吹技术经认真分析研究，我们认识到：采用烟煤、无烟煤混喷技术，不仅可以消除烟煤的爆炸性，而且还可以利用不同种煤粉间的相互催化燃烧效应来改善其燃烧过程。因为无烟煤灰分较高，配入一定比例的烟煤可以降低灰分。试验表明：灰分每降低1，总燃烧率可提高23。这主要是因为煤粉燃烧时灰分阻碍了挥发分的逸出，同时也增加了助燃介质向未燃烧煤粉颗粒核心的扩散阻力。因此，从改善煤粉颗粒的燃烧效率来看，配入一定比例灰分较低的烟煤进行混合喷吹，是改善喷吹效果的一项积极而有效的措施。另外，随着混合煤挥发分的升高，煤粉的总燃烧率亦随之提高。南区开始为无烟煤喷吹，由于单一煤种的各项指标不可能同时达到高炉喷吹对煤粉的全部要求，而且制粉能力存在先天不足，从2004年3月份开始，炼铁厂南区采取烟煤与无烟煤混喷措施，烟煤配加比例开始为20，以后逐步增加到30，2005年2月份又提高至50，磨机台时产量由原来的2324t/h提高到2627t/h，为提高煤比创造了基本条件。2005年随着二期中速磨的投入，高炉煤比达到150kg/t的较高水平，为最大限度的提高煤比的上限水平，05年7月份烟煤配比进一步提高到60，通过采取加强喷吹煤进厂质量和严细配煤管理，将煤粉挥发分控制在24以下的安全范围内，保证了安全喷吹。2.5严细高炉操作高炉要实现喷煤降焦的目的，保持适宜、稳定的煤气流分布是关键。大喷煤使炉缸煤气量增加，煤气中H2含量增加，炉内压差升高，焦炭负荷加重，料柱透气性变差。为了保持合理的操作炉型，必须对上下部操作制度进行调整，使高炉形成合理的初始煤气流。2.5.1送风制度的调整随着冶炼强度的提高，1、2#高炉风量明显不足的问题愈加突出，经多方严密论证，南区下大力将两座高炉的2250离心风机改造为AV45-12型轴流风机，并分别于2006年3月7日（2#炉）及7月14日（1#炉）相继投入使用后，风量逐步稳定在1500M3以上，满足了生产的需要，为提高产量降低消耗打下了坚实的物质基础。 2.5.2对装料制度的调整高炉装料制度又称为上部调剂制度，内容包括：料线、批重、溜槽倾角、溜槽旋转角、节流阀开度、布料方式及料序等。基本装料制度除非炉况发生严重失常需及时调整外，在炉况正常时应保持稳定。对装料制度进行微调时，不要多种因素（，矿批，料线，负荷等）同时动，每次调整间隔应大于一个冶炼周期，看清效果后再做下一步调整，禁止短期内做连续的调整。随着焦比的降低，焦炭负荷加重，炉料透气性恶化，应及时对装料制度进行调整。适宜的边缘矿石可抑制边缘气流发展、中心不足对炉况的影响。既防止了炉墙粘结，又防止了渣皮频繁脱落使局部热负荷升高烧坏冷却壁水管。深入分析，通过调整批重、布料角度、环位和环数，保持中心与边缘两条煤气通路，并使边缘与中心之间的环形区域获得较好的煤气利用。2.5.3保持合理的操作炉型。一是严格控制炉体温度；二是严格控制冷却壁水量及水温差，综合运用冷却水热流强度测定、炉皮测温等监测手段，加强了对炉腰、炉身部位冷却强度的控制，以维护合理的操作炉型，减少冷却壁（冷却水管）损坏，同时使用加长风口，并结合合理的上下部调剂，维持了合理的操作炉型，提高了高炉的适应能力。3进一步提高煤比的途径在现有基础上，南区高炉煤比已基本接近上限，高炉对煤比的接受能力的提高与高炉基本制度的合理选择有直接关系。因此必须做好以下几方面工作：3.1进一步加强入炉料的质量管理力度。继续贯彻落实已制定的各项管理制度；坚持对焦炭、烧结