柳钢高炉提高煤比的技术措施.doc

柳钢高炉提高煤比的技术措施【摘 要】对柳钢炼铁厂提高煤比的技术措施进行了总结。针对限制高炉喷煤的各种因素，通过优化配煤、改善喷煤系统制粉喷吹能力、提高入炉风温、采用风口等距离等阻损喷吹技术和稳定高炉炉况生产等一系列有效措施，全厂高炉煤比达到了174kg/t。【关键词】高炉 煤比 提高 措施1.前言柳钢炼铁厂现有425m3高炉3座、1250m3高炉1座、1500m3高炉3座、2000m3高炉2座，已达到年产1000万吨生铁的生产能力，但主要技术经济指标如煤比、焦比等处于国内同类型钢铁企业中下水平，2008年全厂高炉煤比仅102kg/t，直接导致柳钢产品生产成本高、竞争力不强。2008年底受全球金融危机的影响，国内钢铁行业亏损严重，柳钢也不例外，降低生产成本成为柳钢一段时间以来的工作重心。在钢铁生产过程中，炼铁工序能耗约占钢铁联合企业能耗的60%，生产成本占70%，而在炼铁生产过程中，燃料成本约占30%，矿石成本约占60%，动力能源等其它成本约占10%。从炼铁过程来看，降低成本主要是降低燃料成本。长期生产实践表明，大喷煤降焦是降低炼铁生产成本最主要的手段。自2009年以来，我厂通过优化配煤、改善喷煤系统制粉喷吹能力、提高入炉风温、采用风口等距离等阻损喷吹技术和稳定高炉炉况等一系列有效措施，煤比不断跃上新台阶，全厂高炉煤比达到了174kg/t，单座高炉煤比实现了180 kg/t的突破，入炉焦比低于300 kg/t，高炉喷煤降焦主要技术经济指标见表1。表1 柳钢高炉喷煤降焦技术经济指标进步时 间煤比kg/t焦比kg/t燃料比kg/t富氧量m3/t风温生铁含硅%入炉品位%2008年10245458326.3810650.7455.9620094411270.6157.402010年15111170.5556.972010年20511360.5257.892.限制柳钢高炉煤比的因素分析分析了柳钢高炉煤比偏低的影响因素，主要有以下几点因素：2.1 喷吹煤质量差，部分采购自湖南、贵州等周边地区小煤矿的原煤灰分高、可磨性能差、CO2反应性差，影响了煤粉在高炉风口区域的燃烧和反应效果，不利于高炉煤比的提高。2.2 磨煤机实际制粉出力不足，多数高炉制粉能力满足不了150kg/t以上煤比要求。主要原因有两方面：一是原煤采购点多，质量不稳定，原煤的可磨性指数波动大，造成煤难磨，磨辊、磨盘消耗大，如EM110磨煤机设计产量为50t/h，实际出粉只能达22t/h；二是制粉系统配置不合理，不能充分发挥现有磨机制粉能力。如A区制粉能力有盈余，老区制粉能力不足，新上的ZGM95G磨煤机与EM80共用一套收粉系统，而ZGM95G磨机投产后一直调试不成功。2.3 老区高炉喷吹管路设计不合理，造成输送煤粉能力满足不了高炉大喷煤要求，也满足不了风口广喷、均喷和匀喷的要求。主要表现在部分高炉喷煤总管路过长；管道设计阻损大；分配器放置位置不合理；喷煤支管管径大小不一；至各风口喷煤支管长度不等长，从硬件上限制了提高煤比。2.4 高炉入炉风温低，富氧利用转炉余氧不稳定，煤粉在风口区域的不能得到充分燃烧和反应，除尘灰中未燃煤粉含量高，高炉煤焦置换比低。2.5 由于原燃料条件差，且质量不稳定、波动大。主要表现在入炉矿综合品位低，焦炭质量差。如2008年入炉矿品位只有55.96%，焦炭反应后强度只有50.42，灰份高达13.43%，这种原燃料条件对提高煤比是不利的。2.6 高炉大型化后高炉操作人员未能及时适应大高炉生产要求，还停留在小高炉操作水平，炉况主管人员观念僵化，思维混乱，未能及时总结出大高炉高煤比生产操作技术和管理技术，造成高炉炉况波动大，频繁发生炉况失常。由于炉况不稳定，经常进行全焦冶炼，这严重制约了提高煤比冶炼。3.柳钢高炉提高煤比的技术措施3.1 优化配煤大喷煤降焦攻关前，柳钢高炉喷吹用煤采用60%澳大利亚贫瘦煤+20%国内贫瘦煤+20%无烟煤混合喷吹，并根据原煤供应情况适当调节喷吹煤配比。其中，澳大利亚贫瘦煤采购量大、来源稳定，而国内贫瘦煤和无烟煤采购自国内四五十家企业、年采购数量每家企业几千到几万吨不等。各家原煤的质量良莠不齐，煤种性能差别很大，影响到了高炉喷煤效果，进而限制了高炉煤比的提高。3.2 提高煤粉制备能力与输送能力3.2.1 提高煤粉制粉能力提供质量稳定数量充足的煤粉是高炉进行大喷煤冶炼的基础，柳钢高炉喷吹煤粉是由8台磨机提供，它们分别是东部喷吹系统；西部喷吹系统；A区喷吹系统。由于各区磨煤机制粉能力与高炉大喷煤冶炼所需求煤粉量不匹配，满足不了高炉大喷煤要求。制定主要技术措施，主要有：第一通过辅设必要管道，实现了三个相互独立喷吹系统煤粉互送，从工艺上实现了 “三区”制粉能力互补。其次对西部喷吹系统配有ZGM95G中速磨改造，增加一套收粉系统，解决了ZGM95QG快速磨煤震动过大的难题，为整个炼铁系统喷煤量的提高提供了基本保证。3.2.2 提高喷吹送粉能力提高送粉能力主要途径是实现浓相输送，为了实现 浓相输送一是改造锥式分配器为圆盘分配器，改造喷吹总管铁盒直角过渡为圆弧过度，减少喷吹压力阻损。二是对喷吹罐中部流化装置改进，优化流化器。三是调整喷吹罐出煤管与流化床间隙。经过改造后喷吹煤粉浓度达到47kg/m3，提高了煤粉输送能力，满足了高炉喷吹170 180kg/t煤比需求。3.3 提高入炉风温球式热风炉单位鼓风的蓄热面积大，综合传热系数高，球式热风炉体积小，结构简单，施工方便，材料用量少，投资省，被国内外多座高炉上使用。但耐火球经过几年的使用后，球床上部AZM刚玉球易破碎粉化，中部镁铝球遇水易粉化，下部高铝球粘结成葡萄状，球床气孔率明显降低，阻损大。柳钢在国内首次利用AZC复合高铝球代替镁铝球在球式热风炉球床中部使用，开发出了第四代球式热风炉用耐火球（具体技术指标见表2），并迅速被应用于柳钢所有球式热风炉。表2 柳钢第四代球式热风炉用耐火球技术指标指 标高铝球AZC复合高铝球AZM刚玉球直径，mm506075Al2O3，%75.065.068.0ZrO2，%4.54.8Cr2O3，%0.5Fe2O3，%1.51.50.8K2O+Na2O，%0.50.50.5体积密度，g/cm32.602.802.90常温耐压强度，kN/球134050显气孔率，%242017荷重软化温度，1480（100N/球）1520（100N/球）1520（200N/球）热震稳定性（1100水冷），次777直径偏差，mm1.01.52外观表面光滑平整，不允许有明显砂面和掉块除了提高耐火球质量并对热风炉耐火球定期换球外，考虑到4号高炉中修扩容未将热风炉进行相应改造，在后期对热风炉进行换球时适当加大了复合高铝球和刚玉球的球量，球床高炉加高1m左右，每座热风炉多用耐火球100t左右，以加大球床的蓄热面积。换球时将上部刚玉球设计成圆周高、中心低的倒锅底状，防止燃烧器火焰直接在刚玉球球床内，避免上部刚玉球因急冷急热过早破碎粉化。换球时及时对倒塌拱顶和大墙进行修复，防止热风不经过球床而直接从大墙边缘通过。3.4 开发使用高炉风口等距离等阻损喷吹技术在各风口均匀喷吹方面，一是对分配器到高炉风口之间的喷煤管道重新进行布管，分配器至各风口管道长度相等，形状相似，送煤管道内径相同，从设备上保证煤粉离开分配器后遇到的阻损相等。二是要求全风口进行插枪喷煤；三是加强堵枪检测，如要求各高炉值班工长和配管工每小时观察风口喷煤情况一次，及时发现煤枪堵煤现象，并在第一时间处理，保证全部风口煤粉的均匀喷吹，促进炉况稳定；部分高炉增加风口成像监测仪；另外在高炉值班室安装了喷煤数据曲线实时监控系统，有利于值班工长在第一时间发现喷煤异常波动情况，减少换罐时喷煤量波动情况，实现均匀喷煤。3.5 稳定高炉炉况3.5.1 加强原燃料管理，实现精料入炉高炉冶炼原料是基础，在一定原料条件下，通过加强管理，对来料进行粗粮细作，可以有效提高入炉料质量，实现在现有条件下的最佳入炉料质量，主要做法：第一是建立规范的炉料使用制度，不同高炉用料要有所区别，大高炉使用好的原料，小高炉使用差一点的原料。其次是定期检测各种入炉料质量，重点是检测焦炭热性能，烧结矿低温还还粉化率，根据检测数据对焦炭、烧结矿提出指标要求。第三是规范落地焦使用原则，根据生产实践，落地焦使用量控制在20%以内，可以稳定炉内操作，不致于因为大量使用落地料造炉况波动；我厂规定2000 m3高炉不使用落地焦、落地烧，从原料控制上减少落地料对高炉生产影响。第四制定槽上料仓仓位管理制，规定半仓仓位管理。第五是加强配煤配矿工作，优化现有炉料配比，优化现有炉料性能，每周召开多部门联合参加的配煤配矿会议，根据现原料优化配比，实现现有炉料最佳配比，达到了各种原料质量互补；对于影响焦炭、烧结矿质量的主要矿种，提出了主心骨炉料管理方案，从采购上、运输上保证主心骨炉料供给。3.5.2 优化炉内操作与管理，实现高炉稳定、均衡、平衡生产主要做法：第一是转变观念，摸索出了适应大高炉生产组织与管理模式，不同炉容高炉生产有不同生产组织。其次是研究和开发疏导中心气流的中心加焦技术，以弥补原然料质量的不足，保证初始煤气流分布合理，扩大回旋区，延长煤粉燃烧时间，减少大喷煤后未燃烧对炉况影响。第三是加强高炉操作炉型监控技术,以保证操作炉型合理。主要控制合理的冷却水流量、进出水温度，控制合适的炉墙温度，控制合适的冷却壁壁面温度，根据这些参数及时调整送风参数和布料参数保证高炉长期稳定顺行,这时提高煤比的重要保证。第四是控制风口前理论燃烧温度,保持炉缸热量充沛。引进大气湿度监测仪，并引入电脑控技术，时时监测风口前理论燃烧温度；在喷煤后要控制适当富氧率，我厂实践表明：150 kg/t煤比时，在风温1100以上可不富氧，每提高10 kg/t煤比，相应提高1%富氧率或13 m3/t富氧量控制大喷煤后理