提高冶金焦利用率的实践与应用

1、提高冶金焦利用率的实践与应用白 玮 魏绍良 侯纪宝（莱芜钢铁股份有限公司，炼铁厂，山东，莱芜，271104）【摘 要】通过对高炉碎焦系统和烧结焦粉系统进行改造，从碎焦中筛分出大量焦丁，回收焦丁配加入炉，节约了大量的焦碳，降低了焦比，降低了生产成本，改善了高炉炉况，提高了产量。【关键词】碎焦 焦丁 焦比 0.前言 莱钢股份炼铁厂老区共有四座高炉，原高炉焦碳经过两焦筛的筛分，筛上物大焦经料车直接进人高炉作为燃料，筛下物碎焦则经过碎焦车提升进入碎焦仓，用汽车运至烧结原料场。众所周知，筛下物碎焦中含有大量的焦丁。而老区四座高炉的碎焦一直作为烧结生产的燃料使用。碎焦没有进行筛分再利用，造成极大的浪费。

2、在老区3台105m2烧结焦粉系统中，烧结机使用的是筛下物即粒度小于12毫米的焦粉，经过破碎后作为烧结机燃料，而筛上物即大于12毫米的焦丁被外卖，其中含有部分粒度大于24毫米的焦丁可作为高炉燃料利用，这一部分就白白浪费了。 从目前国内高炉生产组织情况来看，高炉提高原燃料利用率已经成为一种趋势。随着当前炼焦用煤的紧张，焦炭质量有所下降，外购焦比重的增加造成质量波动大。通过对高炉原有碎焦系统和烧结焦粉系统进行改造，增加焦丁利用设施，对碎焦进行筛分，使焦碳分级入炉，一方面可以提高高炉主体焦碳的质量，有利于炉况的稳定顺行，另一方面对筛分出的焦丁随着烧结矿等矿石配加到高炉中进行冶炼，也提高了焦碳利用率，并

3、且起到改善料柱透气性的效果。 在国内其它钢铁厂，有对高炉碎焦进行筛分，回收焦丁配加入炉的先进经验，与国内高炉相比，莱钢股份炼铁厂老区四座高炉有它的局限性。1#、2#高炉的前身为620m3，几经改造大修扩容，由750 m3到1080 m3。3#、4#高炉由750 m3大修扩容到1080 m3。原系统没有涉及焦丁利用这一系统，因此，碎焦系统的改造，焦丁的回收利用相比其它高炉，难度大，需要解决的问题多。如何就老区高炉的现状，改造碎焦系统，对碎焦进行筛分再利用，回收焦丁配加入炉，是摆在我们面前的一项重大课题。1.改造前状况1.1 高炉冶炼对焦碳的质量要求越来越高 焦炭在高炉冶炼中主要作为发热剂、还原剂

4、和料柱骨架。高炉下部料柱的透气性完全由焦炭来维持。焦碳强度不好，料柱的透气性变坏，高炉难于接受风量和风温，同时喷吹量也受限制。此外，生成大量的焦粉掺入炉渣，使渣变稠，还会造成难行或悬料。焦炭质量成为保持炉况顺行的质量指标。1.2 随着高炉生产能力的提高，对入炉焦碳的需求也不断增长 20062008年，老区四座高炉分别进行了大修扩容改造，随着高炉生产能力的提高，对入炉焦碳的需求也不断增长，加之市场外购焦碳的供给的紧张，及焦碳质量的下滑，成为制约高炉生产的重要环节。1.3入炉焦比高，高炉成本高 与国内同类型高炉进行对比，老区四座高炉的入炉焦比高，平均在350kg/tfe左右，焦碳的消耗高，焦碳价格

5、高，因此高炉的成本高，效益低。节约焦碳，就是降低成本，是挖潜的重要措施。1.4 焦丁混入焦粉，影响烧结工艺，浪费燃料 烧结生产使用小于12mm小颗粒的焦粉，而大于12mm大颗粒的焦丁容易产生混合不均、燃烧不充分现象。因此，碎焦中大于12mm的焦丁混入焦粉即造成烧结工艺难以消化又造成燃料的极大浪费。1.5 在老区烧结焦粉系统中，焦粉配入混和料作为燃料进行烧结具有重要的作用，它的生产工艺路线如下：从厂外或高炉槽下来的焦粉经小焦筛筛分后，粒度小于12毫米的焦粉进入四辊破碎机破碎成粒度小于3毫米的焦粉（大于85%），经皮带进配料室配料进行烧结，粒度大于12毫米的焦丁经皮带运输到焦炭外排料仓经汽车拉往厂

6、外卖给外单位。但是，在粒度大于12毫米的焦丁中含有部分粒度大于24毫米的焦丁我厂高炉可用。这样这部分焦炭白白浪费了。 因此，迫切需要对高炉碎焦系统与烧结焦粉系统进行改造，提高焦碳的利用率，回收焦丁，实施配加入炉冶炼方式，降低焦比，节约成本。 2.项目的改造与实施2.1 高炉碎焦系统改造 原高炉碎焦系统基本结构为两个碎焦仓，原碎焦系统的结构简单，上部设有碎焦轨道，在16.7m处为碎焦车受料斗，在15.2m平台上设置有碎焦卷扬系统，下部为90m3碎焦仓，在碎焦仓下部设置有闸门。原碎焦系统基本结构见下图。图1 原碎焦系统结构图 改造后主要工艺流程为：焦碳通过槽下两个焦碳振动筛的筛分，大于18mm的合

7、格焦进入高炉料车，由料车卷扬机提升，送入高炉进行冶炼。小于18mm的碎焦则经过筛下物溜槽落入碎焦车，由碎焦车卷扬机提升进入经过改造后的碎焦处理系统。在碎焦仓的上部经过焦丁筛的筛分，焦丁筛的筛网为10mm，小于18mm大于10mm的焦丁通过筛上物溜槽进入1#碎焦皮带机，然后落入2#碎焦大倾角皮带机进入焦丁仓存储，当高炉需要配加焦丁时，进入振动给料机，通过称量系统，进入3#碎焦皮带机，进入右矿皮带机配加到烧结矿中进入高炉进行冶炼。小于10mm的焦粉则由焦丁筛的筛下物溜槽落入碎焦仓，最后经过汽车运输，进入烧结系统。改造后主要工艺流程见下图：图2 改造后主要工艺流程图 具体改造如下：2.1.1 焦碳振

8、动筛的筛网改造 槽下两焦碳振动筛的筛网为14mm，配合碎焦系统的改造，根据工艺的需要，将筛网改为18 mm。焦碳经过振动筛的筛分，进行分级。大于18 mm的合格焦按原工艺最终进入高炉进行冶炼。小于18mm的碎焦内含有大量的焦丁，需要进行二次筛分，分离出焦丁和焦粉。通过增大筛网，减少了焦碳筛分时间，提高了高炉上料速度和能力，为高炉高产创造了条件。焦碳振动筛的筛网还可以根据高炉的炉况情况，及高炉检修时间的长短，高炉复风和开炉的需要进行更换。2.1.2 旧碎焦系统的改造 改造的宗旨是保持并充分利用原碎焦系统.原碎焦系统改造的空间狭小，并且受周围设备、及上料斜桥的影响，在此基础上进行改造难度相当大。因

9、此，如何在原碎焦系统有限的空间进行改造，是本改造项目的重点和难点。 根据工艺要求通过计算, 改造旧碎焦系统，必须满足两大条件：一是在原系统上减少原碎焦仓的容积，增设焦丁筛分系统，二是必须保证新碎焦仓的容积为50 m3。通过对多种方案的选则，最终方案如下: 2#碎焦仓改造原理图见下图.图3 2#高炉碎焦系统改造原理图2.1.2.1 利用原有钢结构钢柱，在16.7m设置钢梁、平台，将原有碎焦卷扬机系统由15.2m平移至此平台。2.1.2.2 因碎焦卷扬机平移的上抬，相应的将原有道轨直段垂直断开，增加1m。同时将原有碎焦受料斗下部截去0.5m。2.1.2.3 对原有的碎焦仓进行改造，把15.4m和

10、12.9m之间的原有碎焦仓拆除，在12.9米设置钢梁平台。2.1.2.4 在16.7m下部安装2.3m3仓，在12.9米平台安装焦丁筛。2.1.2.5 在2.3m3的仓下部安装手动插板阀，控制碎焦的流量。焦丁筛的分级粒度为10mm。在焦丁筛的下部安装筛下物溜槽，以便于经过焦丁筛的筛分，小于10mm的焦粉能顺利进入碎焦仓。在焦丁筛的上部安装筛上物溜槽，使大于10mm小于18mm的焦丁能顺利进入1#碎焦皮带机。2.1.2.6 把12.9m到6.73m之间的原有碎焦仓部分进行改造分割封闭，建成容积为51 m3的碎焦仓存储焦粉。新的碎焦仓下部安装电液动扇形闸，控制焦粉的流量，卸料进入汽车。2.1.3

11、新建焦丁仓系统 在碎焦仓的北部新建一个60m3的焦丁仓，用来储存焦丁。在焦丁仓的下部设置有称量漏斗，保证了配加到烧结矿的焦丁的准确计量，提高了配料的准确性。焦丁仓为钢结构形式，节约了大量的建造时间。在碎焦系统正式改造前，提前半个月开始施工,保证了此部分能够与新碎焦系统同步运行。2.1.4 焦丁的运输系统 焦丁在焦丁仓和碎焦仓之间的运输也是一个难题。原则上焦丁仓和碎焦仓的距离越大越好，皮带容易设置。但是，焦丁仓和碎焦仓相对位置一定。碎焦仓相对焦碳振动筛的位置一定，保证碎焦卷扬的正常运行；焦丁仓在碎焦仓的北部，因受北部空间的限制，不能无限制的向北。因此，设计了两条皮带来完成焦丁运输。1#碎焦皮带机

12、把从焦丁筛筛上物溜槽来的焦丁进行运输；因现场位置的限定，选用一条的大倾角皮带机提升焦丁，向焦丁仓送料。2.1.5 焦丁的配加入炉 在焦丁仓下部安装3#碎焦皮带机，宽度b500mm，运输速度为v=1.25m/s.根据高炉的炉况，将焦丁经过称量，准确的送至右矿皮带机，配加到烧结矿中，进入高炉进行冶炼，月均焦丁比达到30kg/t，达到了国内较高水平。改善了料柱的透气性，改善了炉况，节约了焦碳，降低了焦比。 此次改造充分利用了碎焦仓钢结构的框架，“碎焦仓的分割改造”,节约了投资和时间。精确进行仓容积的计算、充分利用原有的碎焦仓，对仓的结构进行重新设计、分割改造，为其它设备的设计改造留出了充足的空间，节

13、约投资和时间。改造碎焦回收系统时间及费用都比新建一套系统降低一半。 碎焦系统的改造是借助高炉年修的时间进行，时间只有30天，时间紧迫。并且碎焦的处理为单一的工艺过程，没有备用系统，为了不影响高炉的正常生产，充分利用焦丁筛的活动筛网，兼顾其它设备，保证了正常的碎焦处理工艺流程，使碎焦能正常运输。减少影响高炉正常生产时间5天。同时，不影响改造的继续进行，做到了生产改造两同时。2.2 烧结焦粉系统改造2.2.1 原来烧结焦粉系统工艺图4 原有小焦筛分系统焦化厂或我厂高炉槽下来的焦粉经上料皮带，经小焦筛进行筛分，粒度小于12毫米的焦粉由筛下物皮带进入四辊破碎机破碎成粒度小于3毫米的焦粉（大于85%），

14、经皮带进配料室配料进行烧结，筛上物粒度大于12毫米的焦丁经皮带运输到焦炭外排料仓经汽车拉往厂外卖给外单位。但是，在粒度大于12毫米的焦丁中含有部分粒度大于24毫米的焦丁我厂高炉可用，这一部分可作为高炉燃料用但却外卖给外单位白白浪费了。2.2.2 改造热内容 在原来焦炭外排料仓混凝土框架内，利用原有的框架柱子，拆除原有料仓，增设两层钢平台，其中在6.21米平台上，增设一台筛子型号xbsfj150x360-棒条振动筛系统。筛上物与筛下物落地，中间垒一混凝土墙隔开。筛子的分级点22毫米，振动筛将原来焦粉一次筛筛上物（粒度大于12毫米的焦丁）大于24毫米的焦丁部分作为筛上物筛出，这部分焦碳运往高炉，当

15、作高炉燃料进行冶炼。新加棒条筛筛分系统如下图所示：图43.实施效果 2007.102009.4年，老区四座高炉分别进行了改造实施。改造后取得了良好的效果。 四座高炉年回收焦丁8.5万吨。实现了焦碳分级入炉，提高了焦碳的利用率。改造后，对焦碳进行了筛分，对不同粒度的焦碳进行充分利用，把筛分出的焦丁配加到烧结矿进入高炉冶炼，改善了料柱的透气性，改善了炉况，高炉的其它技术指标均有不程度的提高，收到了良好的冶炼效果。扣除因风温的提高、煤比的增加，烧结矿品位的提高、富氧的提高的影响降低的焦比，因配加焦丁，降低焦比12.61 kg/tfe，节约大量的焦碳，产生了可观的效益。同时解决了焦丁混入焦粉造成的烧结工艺难以消化，混合不均、燃烧不充分的现象。 2010年9月对烧结焦粉系统进行改造，改造后取得了良好的效果，通过增加焦粉二次筛分工艺，可有效回收烧结焦粉中粒度大于24毫米的焦丁，节约焦碳，提高了焦炭利