最新鞍钢高炉喷煤现状及最佳煤比确定

鞍钢高炉喷煤现状及最正确煤比确定摘要对鞍钢高炉喷煤现状进行了总结与评价，分析了存在的问题，并提出了改良意见。分析认为，随着原燃料条件改善，鞍钢喷煤水平不断提高，并有进一步提升的空间，但幅度有限，假设要大幅度提高喷煤水平，必须改善原燃料条件，改良和完善喷煤系统，并进一步改良高炉操作。关键词高炉喷煤煤比鞍钢是国内最早开展高炉喷煤的单位之一。特别是通过“七五〞和“八五〞期间的国家科技攻关取得了多项重大突破，技术水平处于国内领先地位，局部成果到达国际先进水平。但近几年国内局部企业在高炉喷煤方面进步非常快，如宝钢从1998年以来煤比持续保持在200kg/t以上，其中1号高炉还在1999年9月创造了煤比260kg／t的最高记录。虽然鞍钢近年来煤比也在不断增加，但整体水平还不高，2004年平均煤比仅为126kg/t，其中最高的新1号高炉为149kg/t。1鞍钢高炉喷煤现状1．1喷吹用煤鞍钢高炉是无烟煤和烟煤混喷，无烟煤主要来自山西、宁夏。烟煤主要来自山西和黑龙江等地，品种较为复杂。无烟煤和烟煤的配比约为7：3，主要化验指标见表1。1．2煤粉制备鞍钢现有3个制粉车间，年制粉能力约为180万t。一制粉车间有中速磨3台，年制粉能力约90万t，目前主要供应新1号、3号和三排(10号、1l号)高炉。二制粉车间有球磨机4台，年制粉能力约90万t，主要供应5号、6号和一排(1号、2号、4号、9号)高炉。三制粉车间是2004年与7号高炉改造同步施工建设的，设有2台中速磨(预留1台位置)，年制粉能力60万t，采用直接喷吹工艺，主要给改造后的7号高炉和1l号高炉。1．3喷吹系统鞍钢高炉的喷吹模式多为间接喷吹，即集中制粉再通过管道把煤粉输送各高炉喷吹站进行分散喷吹。只有新改造的7号高炉采用的是直接喷吹工艺，即集制粉、输送和喷吹于一体。高炉喷吹罐组的布置方式均为串罐式，即收煤罐、贮煤罐与喷吹罐垂直重叠布置。7号、10号、1l号高炉为并列3个系列，新l号高炉为并列2个系列，其余高炉均为1个系列。1．4煤比水平近年来，随着矿山系统提铁降硅的成功和铁前系统的大规模技术改造，鞍钢结束了使用热烧结矿的历史，高炉各项技术经济指标均有不同程度的提高，特别是新1号高炉和改造后的7号高炉均是按200kg／t煤比要求设计的。表2是鞍钢各高炉2004年的主要生产指标，从中可以看出在煤比、入炉焦比和风温等方面与宝钢相比还有一定差距。2存在的问题与分析根据宝钢和国外大喷煤成功的经验，原、燃料质量的良好与稳定是提高喷煤比的先决条件。要想将煤比稳定在200k/t以上，必须将渣量降到300kg/t以下，同时提高焦炭强度‰到85％以上。否那么，即使是煤比到达200k/t，高炉也很难取得良好的指标，喷吹的煤粉也达不到应有的置换比。虽然，目前鞍钢高炉的原燃料条件和装备水平得到了极大地改善，高炉的人炉品位已接近60%，局部高炉的渣铁比已将到300k/t以下，但是，烧结矿中5～10mm粒级比例接近30％，≤5mm的粉末占10％左右，而且由于没有综合混料场，原料的化学成分难以控制，烧结矿质量波动频繁，给高炉稳定顺行带来了一定的难度。在焦炭方面，由于炼焦工艺和设备比拟落后(无干熄焦)，焦炭质量较差，虽然近几年正在逐步得到改善(见表3)，但与宝钢相比差距仍然很大。特别是随着炼铁产能的增加，焦炭资源更加紧张，外购焦的比例不断加大。由于受资源、运力等条件的限制，外购焦的质量很难得到保证，不但局部指标达不到要求，而且波动频繁，波动范围非常大，所以高炉生产必然会受到影响，限制了煤比的提高，1999年～2004年焦炭M40与高炉利用系数、入炉焦比和喷吹煤比的关系如图1～3所示。3最正确煤比确实定高炉生产实践证明：并不是喷吹量越大越好，过大的喷吹量，会破坏高炉顺行，影响喷煤的经济效益，因此无论从高炉顺行角度出发，还是从经济效益方面考虑，每座高炉根据其原料及生产条件都应有一个合理的煤比，只有到达合理的煤粉喷吹水平，才会取得最正确喷吹效益。鞍钢新1号、10号和11号高炉2004年喷吹煤比与利用系数、入炉焦比及综合焦比的关系如图4、5所示。由此可以明显看出提高煤比的效果，煤比提高，利用系数提高，入炉焦比和综合焦比降低，这也说明现有的煤比水平仍有上升空间。虽然目前的煤比水平存在上升空问，但幅度有多大，还必须结合各个高炉的具体情况来具体分析。通过统计分析发现，高炉煤比和煤气利用率之间的关系与高炉的顺行状况具有一定的对应性。新1号高炉目前的煤比是150kg/t左右，由于风温较高(1200℃)，所以风口理论燃烧温度也高，炉缸工作均匀活泼，顺行较好。图6是煤比与煤气利用率的关系，随着煤比的增加，煤气利用率保持恒定的趋势，这反映出现有的喷煤量还未对料柱透气性造成影响，可以进一步高煤比到170kg/t。10号高炉由于炉身冷却壁大量破损导致顺行时有波动，煤比水平比去年大幅降低，仅有140kg/t左右。虽然风口理论燃烧温度较高，但随着煤比的提高，煤气利用率呈下降趋势(如图7所示)。因此不宜急于提高煤比，首要的是稳定操作，保持高炉顺行，待年修后再重新开始。1l号高炉自3月份年修以后，炉况顺行有所好转，煤比维持在130kg／t左右，但风口理论燃烧温度较低，煤比进一步提高时，煤气利用率开始下降〔如图8所示〕。10月底采用580mm长风口以后，取得了更加明显的效果，11月上旬利用系数到达2。360，综合焦比到达480kg/t，风口理论燃烧温度到达2150℃。因此，目前的煤比水平可以适当提高，但幅度不宜过大，以150kg/t为佳。4喷吹效果的评价高炉喷吹效果的评价方法主要是检测煤粉的利用率。煤粉的流失途径主要是瓦斯灰和瓦期泥，因此对煤比与灰铁比的变化情况进行了跟踪〔如图9所示〕，并且对瓦斯灰和瓦斯泥进行了取样检测和分析。结果说明，现有的喷煤量对灰铁比尚未造成较大影响，瓦斯灰中的C主要来源于入炉焦炭，从图10和图11可以看出，灰铁比和瓦斯灰中的C含量均随入炉焦比的升高而升高。煤粉利用率的计算结果是98。15%～99。06%〔见表4〕。5结语随着炼铁产能的不断扩大，焦炭资源紧张的问题将越来越突出，提高高炉喷吹煤比就显得尤为重要。针对鞍钢目前的实际情况，应努力做好以下几方面工作。(1)提高原燃料质量。原燃料质量的提高与稳定是高炉顺行和增加煤比的根本条件之一，特别是焦炭的质量影响更为明显。因此，鞍钢应进一步加快对炼焦工艺和设备的改造，尽早采用配煤枯燥调湿、干熄焦等技术。在外购焦的管理方面，要加大采购投资力度，严格控制质量及其波动范围，从而提高入炉焦炭的整体水平。(2)改良和完善喷吹系统。要想到达理想的喷吹效果，首先要实现均匀喷吹。目前10号、11号高炉喷吹系统均为三系列串罐，每个煤粉分配器是16个出口，而高炉有30个风口(即30支喷枪)，平均每个分配器只能用10个出口，由于没有监控手段，各个风口的喷煤量必然存在较大的差异。因此可以考虑将分配器由16个头改为10个头，同时采用成熟可靠的监控技术。在条件允许的情况下还可以采用双枪或氧煤枪。(3)科学强化操作。经过几代人数十年的积累和总结，鞍钢已经形成一套自成体系的高炉操作方法，并且在实际生产中发挥了巨大作用。但随着原燃料条件的改变、工艺的改良与装备水平的提高，原有的一些操作方法已经不适应，必须大胆吸收和借鉴国内外的先进经验，加强上、下部调剂，改良根本制度，提高风温和顶压，采用富氧等综合措施，把鞍钢的高炉操作技术提高到新的水平。(4)加强炉体维护，确保高炉顺行。自年初以来