宣钢炼铁厂中型高炉配加粒煤工业实践.doc

宣钢炼铁厂中型高炉配加粒煤工业实践【摘 要】在高炉喷吹煤粉条件下，通过宣钢炼铁厂在中型高炉配加粒煤的工业试验，经过焦比校正得出了粒煤的置换比，计算其经济效益，实现了以煤代焦，降低了生铁成本。本文总结了配加粒煤的成功与不足之处，为在其他高炉上推广做了相关技术准备。【关键词】高炉 粒煤 置换比 经济效益1.前言宣钢炼铁厂现有六座高炉，其中有三座中型高炉，300m32+450 m31。2010年以来由于受金融危机的影响，各种炼焦煤、铁矿石价格不断上升，导致了生铁成本升高，利润空间缩小。为了探索降低炼铁成本的新途径，在宣钢5#、7#高炉进行了从炉顶配加粒煤替代部分焦炭的工业试验。2.高炉配加粒煤的工业试验2.1 可行性分析以及煤种的选择根据焦炭在高炉内的作用，以一定数量的粒煤替代焦炭是可行的，所起到的作用与焦丁基本相同，例如参与间接还原反应、气化反应从而保护焦炭、改善炉料的还原进程等。由于粒煤从炉顶加入，为了不影响高炉上部散料体的透气性，对粒煤的粒度有一定的要求，与烧结矿粒度应一致。粒煤随炉料一起下降，为了减少在下降过程中产生的粉末，所以要求粒煤强度要好。粒煤在下降过程中受到高温作用，要求粒煤不会因高温作用挥发份的挥发产生焦油而使炉料粘接成块；在高温作用下，粒煤热稳定性要好，不会热裂产生过多粉末影响高炉上部透气性。粒煤毕竟要替代部分焦炭，其发热值不应低于喷吹煤粉的热值。所以，综合上述要求粒煤有一定的热稳定性，挥发份要低，有害元素灰分、硫份低，粒煤的固定碳高、灰分低。可以通过实验室分析选择相应的煤种。2.2 粒煤化学成分的要求为了使粒煤更好地满足高炉冶炼要求，根据可选择的煤种，选定神华宁煤集团太西粒煤，并制定相应的进厂质量检验标准，见表1表1 粒煤进厂质量检验标准项目粒度灰份，%挥发份，%硫份，%水份，%热值，Cal/g质量标准2040mm90%8110.4575002.3 方案经过研究决定，5#、7#高炉在2010年4月27日进行配加粒煤工业试验。粒煤置换比按照0.80计算，小焦比不变，用煤粉调剂炉温；粒煤加入方式，每批料配加粒煤，置于一批料的烧结矿球团矿之间，粒煤要求布在中间环带，远离炉墙，上部装料制度不变；由于外围影响出现深尺料线超过2.5米，去粒煤改配大焦；料线补齐后继续配加粒煤；炉况失常期间停配粒煤；计划检修休风前一个冶炼周期去粒煤，改配大焦。配加粒煤期间密切炉内气流变化，加强操作保证炉况稳定顺行。第一阶段：按照10 kg/t配加，710天，总结第一阶段配加粒煤效益、置换比、炉况反应以及基本规律。第二阶段：负荷基本稳定，且高炉操作已掌握基本规律后，再按照20 kg/t、30 kg/t配加，相应加重焦炭负荷。定期计算配加粒煤的置换比以及经济效益,根据配加粒煤的经验在全厂其他高炉推广。 3.方案的具体实施情况3.1 试验前的炉况由于5#高炉长期使用外进焦炭，压量关系不稳定，炉缸电偶温度长期在下限运行，中心气流弱，炉缸工作不活跃。7#高炉操作制度比较匹配，炉缸活跃，但炉缸Te-701温度上升，炉缸存在安全隐患，2010年4月7日休风堵2#风口限制冶炼强度护炉。3.2 试验过程第一阶段：5#高炉按照10kg/tFe配加粒煤后，压量关系更加紧，加减风次数增多。4月28日炉缸标高7.198米处热电偶温度下行，铁前易憋风且有滑尺现象，压量关系不稳定， 5月210日停配粒煤，加锰矿洗炉；5月15日炉况再次表现压量关系不稳定，5月16日白16批停配粒煤。7#高炉配加粒煤9kg/tFe后，压量关系偏紧，加减风次数略有增加，压量关系变化不明显，炉况反应尚可。配加粒煤后均相应加重焦炭负荷。第二阶段：7#高炉4月28日按照16kg/tFe配加；30日粒煤批料300kg，吨铁25kg加入，焦炭负荷4.20倍。4.试验结果以及分析4.1 试验结果5#高炉由于炉缸产生堆积征兆，中断了粒煤配加试验，所以基准期与试验期没有进行指标对比。试验期间粒煤入炉前进行了工业化学分析和粒度组成分析，由于受装卸车以及上仓前筛分的影响粒度变小外，其他项目符合进厂质量检验标准，见表2表2 入炉前粒煤工业分析、粒度项目粒度灰份（%）挥发份（%）硫份（%）水份（%）热值（Cal/g）分析1640mm占72%6.587.430.403.0380127#高炉在粒煤试验期与基准期原料条件和经济技术指标，见表3表3 7#高炉操作参数变化情况风压KPa风量m3/min风温压差KPa透气性指数富氧率%崩悬料次CO2%Si%R2倍基准期2581617111912812.633.0018.270.411.19第一阶段259.616141119129.612.453.0018.170.411.21第二阶段259.016141109129.012.523.0018.080.481.19第二阶段263.116371105133.112.303.0018.200.401.17注：第二阶段是在堵一个风口条件下的高炉生产情况，4月305月13日；第二阶段是全开风口条件下的高炉生产情况，5月14日5月28日。下同。表4 7#高炉高炉经济技术指标变化情况利用系数t/m3d冶炼强度t/m3d焦比Kg/t煤比Kg/t焦丁Kg/t粒煤比Kg/t基准期3.7591.997383.315332第一阶段3.8052.0343831462914第二阶段3.7691.992370.714229.425.7第二阶段3.7971.978361.114629.124.84.2 分析4.2.1 5#高炉使用外进焦炭，7#高炉使用自产焦炭，焦炭质量由于5#高炉。通过对5#、7#高炉配加粒煤情况的对比，配加粒煤最好在炉况比较稳定顺行、炉缸活跃条件下进行。4.2.2 压差升高了1.9 KPa，风量减少3m3/min，压量关系变紧。一方面是由于处于护炉需要提高了炉渣碱度、钛负荷，另一方面是入炉铁料品种较多，烧结矿、球团矿、块矿各有两种，高炉所用燃料有四种，负荷较重，导致了压量关系偏紧，配加粒煤不是影响压量关系的主要因素。4.2.3 在第二阶段试验期间，5月17日、29日7#高炉无计划休风，分别为170分钟、55分钟，均堵部分风口恢复炉况，送风后炉况进程没有受粒煤影响而延迟。4.2.4 从炉顶配加粒煤工艺对入炉原燃料质量及稳定性有较高要求，尤其是在喷吹条件下焦炭热性能，热性能好。4.2.5 配加粒煤后，高炉的基本操作制度应做相应的调整，才能保证连续配加粒煤，增加粒煤用量，提高粒煤置换比。否则可变因素增加以及相互影响导致高炉操作难度加大。4.2.6 没有发生崩悬料，对高炉顺行没有造成影响。5.经济效益计算5.1 置换比计算由于试验第一阶段期限较短，数据的代表性不强，第二阶段为全开风口作业，与基准期送风制度有一定的差别。因此选择第二阶段试验数据与基准期比较，通过焦比校正，计算粒煤置换比。表5 焦比校正情况影响因素基准期试验期变动量影响综合焦比，kg/t综合品位，%56.9056.49-0.41+4.36焦炭灰分，%13.4713.39-0.08-0.61焦炭硫份，%0.830.800-2.30热风温度，11181111-7+1.49富氧率，%3.03.000R2，倍1.171.21+0.04-4.0Si ，%0.410.44+0.03+0.64CO2，%18.2518.11-0.14+2.8合计+1.61 经过计算粒煤置换比为0.976。5.2 经济效益计算焦炭入炉单价1845.56元/吨，粒煤入炉单价1230元/吨，煤粉入炉单价985.6元/吨，焦丁入炉单价1212.84元/吨。配加粒煤的经济效益表现为节焦节煤与配加粒煤之差：（383.3-370.7）1845.56-25.71230+（153-142）985.6+（32-29.4）1212.841000=5.63元/吨铁6.结语高炉炉顶加入粒煤,技术上是可行的,是炼铁以煤代焦的重要手段。由于粒煤价格低,以煤代焦可取得显