宝钢1号高炉经济喷煤比生产实践.doc

宝钢1号高炉经济喷煤比生产实践徐万仁 李肇毅 郭艳玲(宝山钢铁股份有限公司宝钢分公司)摘要对宝钢l号高炉经济喷煤比生产实践进行了总结。经济喷煤比操作的主要措施在于高风温、富氧鼓风、降低渣鼍、改善透气性，并在此基础上，通过采取精料、提高煤气利用率、低硅冶炼、提高煤焦置换比等措施，实现经济喷煤、低燃料比生产。认为应根据高炉自身原燃料条件，追求炉况稳定顺行基础上实行经济喷煤比和低燃料比操作。关键词大型高炉煤比燃料比经济喷煤在一定的生产条件下，如何实现经济喷煤、低燃料比操作，是高炉操作者普遍关心和期待解决的重要技术课题。19982006年，宝钢l号高炉在原燃料条件相对稳定、质量较好的条件下，通过生产实践和技术创新，保持了200 kgt以上高煤比操作。其中19992002年稳定煤比230240 kgt，焦比265 kgt左右，燃料比493500kgt，实现了经济喷煤、低燃料比生产。1 经济喷煤比的基本概念所谓经济喷煤比，是在一定的生产条件下(产量、原燃料质量、炉料结构、煤和焦炭的市场价格等)，喷煤比最高且稳定、焦比和燃料比最低的操作煤比。可见，经济喷煤比的大小取决于喷煤量水平、煤焦置换比和能量消耗利用程度，最终由总燃料消耗、工序成本来确定。喷煤对高炉工序成本降低值的影响可按下式计算：J=PCR(PkRPm)1000 (1)式中J-高炉工序成本降低值，元t；PCR-喷煤比，kgt；R-未校正煤焦置换比；Pk-焦炭价格，元/t；Pm-谋粉工序成本，元/t。从图l曲线可见，喷煤生产操作中存在经济喷煤比。由于原燃料质量、炉况参数在一定范围内波动，因此经济喷煤比是一个操作范围。2 经济煤比的操作要点21 高风温、富氧鼓风宝钢采用1250高风温、2一3的富氧率，增加炉缸热补偿和强化煤粉燃烧，以提高喷煤比。通过降低渣比、改善焦炭冷态强度和热性能、优化上下部调剂制度改善高炉透气性和透液性，提高大喷煤量的接受能力和炉况稳定性。高煤比操作的关键限制环节的突破，使1号高炉创造了月均煤比2524kgt和2606 kgt的纪录【1】，并多年保持了230 kgt的经济煤比操作。22 精料和降低渣比精料和降低渣比是高煤比、低燃料比生产的基础1【2】，使用精料和降低渣比既有利于改善下部透气性和透液性，增加喷煤量，又可降低焦比。渣量增加对焦比影响显著，在宝钢高炉条件下，渣比增加10kgt，约增加焦比152 kgt。除人炉矿石品位外，焦炭灰分对渣比和焦比有较大影响，灰分升高l，约增加渣比5060 kgt，增加焦比10 kgt【3】。随着喷煤量提高，宝钢通过高品位低SiO2烧结、增加球团比等来提高入炉品位，通过选煤和配煤途径降低焦炭和喷吹煤的灰分，控制烧结矿碱度180以上，减少高炉副原料用量，将渣量由280 kgt逐步降低到240250 kgt，喷煤量随之由150 kgt提高到240kgt，使焦比大幅度下降。23 稳定炉况，提高煤气利用率，减少炉尘损失实现经济煤比和低燃料比操作，控制炉况稳定和获得合理的煤气流分布尤为蕈要，其中通过布料制度调整改善透气性和提高煤气利用率是非常有效的手段。宝钢l号高炉通过风口面积、矿批、料线、布料挡位等调剂，发展中心气流，并适当控制边缘气流，以保持炉况稳定顺行和提高煤气利用率。在220240kgt的较高煤比下，CO利用率达到51一52。从图2可见，较高的煤气利用率降低了焦比，从而控制了高煤比下燃料比的升高。在宝钢高炉条件下，11，。提高05，可降低焦比2kgt。此外，200kgt以上高煤比操作时，含矿、焦、未燃煤粉等成分的炉尘灰损失对经济喷煤也是不可忽视的。喷煤比超过200kgt后，随煤比提高，吨铁重力灰和污泥量大幅度增加，煤粉和碳的利用率下降，将增加燃料消耗。l号高炉灰比上升1 kgt，约增加燃料比03 kgt。通过提高炉顶压力降低炉身煤气流速和控制边缘气流等措施，可减少炉尘灰的损失。24 优化操作，低硅冶炼高煤比、较低的理论燃烧温度有利于低硅冶炼和降低焦比。根据宝钢生产经验，铁水Si含量下降01，可降低焦比34 kgt。宝钢高炉以稳定原燃料质量、稳定煤比、稳定炉况为目标，利用数学模型和专家系统监控炉热和铁水Si含量，优化操作参数，控制铁水温度在1505左右，Si含量保持在028一033。25 保持较高的煤焦置换比在较低的煤比水平下，随着喷煤量增加，校正煤焦置换比升高，但煤比达到180200kgt时，置换比下降(如图3所示)。通过技术改进和操作优化，虽然煤比增加到220kgt以上，但置换比继续提高。所以，在高煤比下保持较高置换比，可最大限度降低焦比和总燃料消耗。生产中可用未校正置换比(R=CR/PCR)，B为常数，通过线性回归得出或差值置换比【2,4】(R=CR/PCR)检查喷煤比增加后节约焦比的效果。对宝钢高炉喷煤150250 kgt时的操作指标统计分析，煤比PCR对校正煤焦置换比R的影响可由式(2)表示：生产实践表明，风温、铁水Si含量、co、焦炭灰分、烧结矿FeO含量、渣比、煤粉固定碳含量对煤焦置换比影响较大。煤粉在高炉内充分燃烧利用情况下，无烟煤配比提高10，可提高置换比003，显著降低燃料比。此外，煤粉水分二升l，燃料比约增加3 kgt，因此将煤粉水分控制在15以下。宝钢1号高炉通过以上技术措施的实施，在230240kgt较高煤比下，未校正煤焦置换比R保持在10，达到了经济喷煤和低燃料比生产(如图4所示)。3 结语(1)高炉喷煤的目标是在一定的原燃料条件下进行经济煤比操作，实现高煤比、低焦比、低燃料比和低工序成本生产。根据宝钢1号高炉长期200kgt以上高煤比生产实践，风温、焦炭质量、渣量和炉况调剂能力(透气性)是提高喷煤比和经济煤比操作的主要限制因素。经济煤比范围可根据高炉不同的渣量水平，以透气性指数和燃料比的控制值上限以及未校正置换比09一l0为标准来确定。(2)宝钢1号高炉喷煤生产实践结果表明，经济煤比、低燃料比操作的有效措施是：高风温富氧鼓风；优化上、下部调剂控制合理的煤气流分布，稳定炉况，提高煤气利用率，降低炉尘灰比；改善原燃料质量特别是焦炭质量，提高精料水平，降低渣比；精心操作和控制炉热，低Si冶炼；采用混煤喷吹，适当增加无烟煤配比，控制煤粉水分，提高煤焦置换比。4 参考文献1徐万仁，朱仁良，张龙来，朱锦明高炉高煤比操作的实践J钢铁，2005，4