加热炉工艺优化、节能降耗等方面的研究与实践

1、技术改造收稿日期:2006-12-25联系人:刘国防(250101山东济南钢铁股份有限公司球团厂济钢球团竖炉使用高炉2转炉混合煤气的改造及效果刘国防(济南钢铁股份有限公司球团厂摘要济钢球团生产中赤铁精矿配比增加后,竖炉利用系数下降,球团矿质量降低。为了改变这一状况,球团厂实施了竖炉使用高炉2转炉混合煤气改造,并取得了显著效果。在赤铁精矿配比为30%的条件下,竖炉利用系数提高,球团矿质量改善。同时,转炉煤气在球团生产中的大量使用,为济钢提高转炉煤气回收量,实现负能炼钢奠定了基础,也开辟了一条转炉煤气利用的新途径。关键词竖炉球团高炉2转炉混合煤气赤铁精矿球团矿质量1前言长期以来,国内球团竖炉多以高

2、炉煤气为燃料,以单一磁铁精矿为铁料生产球团矿。为拓宽球团生产的原料来源,一些企业尝试过配加赤铁精矿,但其配比一般在10%以下。自2001年以来,济钢球团厂为降低生产成本,也开始尝试配加赤铁精矿,并取得了一定成效,但赤铁精矿配比一般在12%左右,当超过15%后,球团矿质量呈下降趋势1。为了攻克这一课题,缓解磁铁精矿供应紧张的局面,济钢球团厂通过实施高炉2转炉混合煤气改造和热工参数调整,建立了与焙烧赤铁精矿相适应的热工操作制度,取得了显著效果。2问题的提出2002年济钢3号竖炉投产后,球团生产对磁铁精矿的需求增加,为缓解磁铁精矿采购不足的矛盾,2003年一季度,球团原料结构中增加了赤铁精矿配比(由

3、正常生产时的12%增加到20%左右。在生产操作上,我们虽然采取了提高焙烧温度等措施,但与增配赤铁精矿之前相比,竖炉利用系数仍降低了01143t/(m 2h ,球团矿抗压强度仅为2761N/个(详见表1,与炼铁要求球团矿抗压强度大于3000N/个的指标差距甚大。表1赤铁矿配比增加后球团矿质量变化及相关数据表时间竖炉利用系数/t m -2h -1原料结构/%球团矿质量赤铁精矿磁铁精矿炼钢污泥粘结剂抗压强度N 个-1转鼓指数(+613mm /%焙烧温度/615371975316214276189131120针对球团矿质量下降的问题,我们进行了深入分析。与焙烧磁铁矿球团相比,配加赤铁精矿后,FeO 氧

4、化放热量减少,须增加外部供热。虽然我们提高了焙烧温度,但由于高炉煤气热值较低,在保证氧化性焙烧气氛的前提下,焙烧温度仅能提高到1100左右。经测试,在1100的焙烧温度下,煤气燃烧废气含氧量仅为118%,属弱氧化气氛,由此造成球团矿经过焙烧带后仍没有氧化完全,在到达均热带后,与上行的冷却风中的氧发生反应,致使焙烧带下移,均热带几乎消失,最终导致球团矿质量下降。根据球团固结理论,适宜焙烧温度和氧化性气氛是决定球团矿生产和球团矿固结强度的重要因素2,而提高焙烧温度,增强竖炉焙烧的93第32卷第1期2007年2月烧结球团Sintering and Pelletizing氧化性气氛,可以通过提高煤气热

5、值的方式来实现。综合分析济钢的煤气资源状况,考虑到转炉煤气资源比较丰富,且热值较高(其可燃成分主要为CO,详见表2,因此,决定采用高炉2转炉混合煤气来提高煤气热值,并围绕使用高炉2转炉混合煤气进行了一系列的配套改造。表2济钢高炉煤气、转炉煤气成分(%煤气类别CO2CO CH4H2O2N23使用高炉2转炉混合煤气的实践311建设高炉2转炉煤气混合站竖炉球团生产要使用高炉2转炉混合煤气,首先必须建设煤气混合站。为节省投资,我们就近敷设了Dg600管道将转炉煤气引至球团生产区,并将该管道沿供应球团生产的Dg1200高炉煤气管道方向同向敷设至球团煤气加压站北侧;根据高炉煤气和转炉煤气混合要求,在球团煤

6、压机前的煤气主管道上新设了高炉2转炉煤气简易混合站,通过三个蝶阀分别对转炉煤气、高炉煤气和混合煤气进行流量控制,从而实现了高炉2转炉煤气的简易混合。312竖炉燃烧器改造原竖炉燃烧器是为燃烧高炉煤气设计的,其适宜的燃料燃烧热值区间为21933177MJ/ m3,考虑到使用混合煤气后煤气热值增加,我们对燃烧器进行了更新改造。将新燃烧器的适宜燃料热值区间调整为31354119MJ/m3,以确保热值增加后混合煤气能够安全稳定燃烧。313生产效果2003年3月,我们利用三座竖炉计划检修之机,完成了对煤气系统和竖炉燃烧器的改造。4月份开始使用混合煤气,并初步将高炉煤气和转炉煤气按2131的体积比进行混合后

7、使用,取得了显著效果。31311球团矿质量改善与2003年未使用混合煤气之前的一季度相比,2003年49月在赤铁精矿配比增加1%的情况下,竖炉利用系数提高01479t/(m2h,成品球团矿的抗压强度增加289N/个,转鼓指数提高0198%;四季度在赤铁精矿配比增至32%的情况下,球团矿质量也保持了较高水平(详见表3。表3使用高炉2转炉混合煤气后球团生产的原料结构及相关质量时间竖炉利用系数/tm-2h-1原料结构/%球团矿质量赤铁精矿磁铁精矿炼钢污泥粘结剂抗压强度N个-1转鼓指数(+613mm/%焙烧温度/值得注意的是,在赤铁精矿配比增加的情况下,使用混合煤气后,虽然高炉煤气消耗量降低,但由于转

8、炉煤气用量增加和焙烧温度的提高,球团矿生产热耗大量增加(详见表4。表420032004年配加转炉煤气前后球团矿能耗数据时间消耗煤气量/m3t-1高炉煤气转炉煤气热耗MJt-1随着球团矿的质量改善和产量提高,球团生产使用的转炉煤气量不断增加,2003年4 12月份平均使用转炉煤气量为810万m3/月,折合炼钢转炉煤气回收量为46m3/t钢,与2002年同期的转炉煤气回收量27175m3/t钢相比,吨钢转炉煤气回收量增加了18125m3,多回收的转炉煤气创效益高达400多万元,效果显著。314煤气系统存在的主要问题球团生产使用混合煤气较长时间后,我们04烧结球团第32卷第1期发现混合煤气在供应能力

9、和热值稳定性方面还存在一些问题,影响了转炉煤气使用量的增加。31411转炉煤气压力低影响转炉2高炉煤气混合比的提高在进入混合站之前,高炉煤气压力一般为8000Pa,而转炉煤气压力一般在6000Pa左右。由于两种煤气之间压力差较大,高炉煤气必须经过一次降压到7000Pa后,才能与转炉煤气混合。供应压力低限制了转炉煤气混合比的提高,特别是当转炉煤气压力低于4000Pa 时,不得不停止使用。凡遇此情况,竖炉就被迫改用单一高炉煤气,严重影响了生产的稳定运行。31412混合煤气热值不稳定由于高炉煤气和转炉煤气是靠蝶阀开度控制体积混合比,这种控制方式控制精度较低,任何一种煤气热值波动都会带来混合煤气热值的

10、变化。在煤气热值波动较大的情况下,球团矿焙烧温度波动增大,岗位工人操作难度增加,影响球团矿质量的稳定。4煤气系统改造为了优化能源资源结构,进一步增加球团使用转炉煤气量,总公司对转炉煤气系统进行了改造。2004年新增了两台D180转炉煤气加压机,将球团用转炉煤气的压力提高到7000Pa 以上,同时将一炼钢通往球团区域的Dg600转炉煤气管道改造为Dg1000管道,使转炉煤气供应能力显著提高;2005年8月新建的燃气发电厂50000m3煤气柜投入运行,使转炉煤气压力进一步稳定,同时也提高了转炉煤气热值的稳定性;球团厂在2005年4号竖炉建设期间迁移改造了球团煤气加压站,将煤气加压机由D250型改造

11、为D600型,从根本上提高了煤气加压能力,为球团生产大量使用转炉煤气创造了条件。5煤气系统改造后高炉2转炉混合煤气使用情况随着改造措施的实施,转炉煤气供应压力提高,供应质量显著改善,特别是新煤气柜的投用,促进了转炉煤气回收量的增加,在稳定转炉煤气热值的同时使转炉煤气供应压力趋于稳定。生产实践表明,混合煤气供应质量的提高,促进了球团矿的产量增加和质量改善。反过来,球团矿产量增加,又使得转炉煤气用量逐年增加。由表5可知,2005年球团生产使用转炉煤气16138万m3,是2003年全年使用转炉煤气量的2119倍。由于竖炉使用转炉煤气大量增加,促进了转炉煤气回收量的增加,2005年8月,第一炼钢厂煤气

12、回收量达到了80m3/t钢,首次实现负能炼钢。为进一步优化能源结构,2006年公司又制订了炼钢吨钢回收转炉煤气90m3的计划目标。球团竖炉作为转炉煤气的第一消耗大户,2006年111月共使用转炉煤气15876万m3,折合吨钢回收转炉煤气48111m3,其消耗量超过转炉煤气回收总量的50%,为济钢煤气结构调整作出了积极贡献。实践证明,球团竖炉使用转炉煤气开辟了一条转炉煤气利用的新途径。表5近年来球团矿质量和转炉煤气使用量年份赤铁精矿消耗/kg1t-1球团矿质量抗压强度/N个-1转鼓指数(+613mm/%转炉煤气消耗量/万m3折合炼钢年平均回收量111月6结论1球团生产中赤铁精矿配比增加后,需要提

13、高焙烧温度,而低热值的高炉煤气已无法满足生产需要。2根据煤气资源状况,济钢将高炉2转炉混合煤气用于竖炉球团焙烧,为球团增配赤铁精矿提供了热量保障,在赤铁精矿配比增加的情况下,球团矿质量提高。3为确保高炉2转炉混合煤气能够安全稳定地燃烧,需对相关设备进行相应改造。142007年第1期刘国防济钢球团竖炉使用高炉2转炉混合煤气的改造及效果收稿日期:2007-01-04联系人:张运胜(455004河南安阳钢铁公司烧结厂安钢烧结厂415m 2鼓风环冷机故障的处理张运胜(安阳钢铁公司烧结厂摘要安钢烧结厂415m 2鼓风环冷机自2005年6月投产后出现了一些故障,通过认真分析和整改,目前这些问题已得到基本解

14、决,设备作业率稳定在95%以上。关键词鼓风环式冷却机故障分析改进措施1前言安钢烧结厂415m 2鼓风环式冷却机是为360m 2烧结机配套的热矿冷却设备,其最大处理能力为870t/h ,主要由回转台车、密封装置、驱动装置、给料装置、卸料装置及其它附属设备组成。该环冷机自2005年6月试生产以来,出现了一些故障,主要包括:平轨径向、纵向位移;曲轨变形;台车轮脱落等。本文就这些故障及其整改情况作一介绍。2主要故障由于平轨的安装误差较大(不圆度超差>100mm ,以及结构件的设计制作缺陷,该设备在运行过程中陆续出现了以下问题:1平轨径向、周向移位,造成平轨直径变化量达到120mm ,使台车运行轨

15、迹变化不定,摩擦阻力明显增大,台车轮受到很大外力的作用。2曲轨变形严重,导致台车出曲轨时容易脱轨。基于这种情况,曾有专业人士断言必须更换曲轨。3台车轮脱落,严重时一个月有12个台车轮脱落,这也是该设备作业率不高的主要原因。4实践证明,竖炉使用高炉2转炉混合煤气是可行的。济钢球团竖炉大量使用高炉2转炉混合煤气,开辟了钢铁厂内部使用转炉煤气的一条新途径,在同行业有广泛的借鉴意义。参考文献1乔庭明等1竖炉球团配加巴西精矿的生产试验1烧结球团,2001,26(1:15172张一敏1球团矿生产技术1北京:冶金工业出版社,2005E ffect of Shaft Furnace Pelletizing P

16、roductionUsing BF 2BOF Mixed G as in JigangLiu G uofangAbstract In order to improve the pellet quality and to increase the shaft furnace productivity after the hematic concentraterate in mixture was increased ,the gas system of J IG AN Gpelletizing plant was modified ,and then the BF 2BOF mixed gas was used to roast pellets 1As a result ,the obvious effect was gained :at the 30%hematic concentrate rate ,the shaft furnace pro 2ductivity was increased and the pellets quality was improved 1In addition ,the largely utilizing of BOF gas in pelletizing process ,could lay a foundati