柳鋼高爐提高煤比的技術(shù)措施

1、柳鋼高爐提高煤比的技術(shù)措施【摘 要】對(duì)柳鋼煉鐵廠提高煤比的技術(shù)措施進(jìn)行了總結(jié)。針對(duì)限制高爐噴煤的各種因素，通過(guò)優(yōu)化配煤、改善噴煤系統(tǒng)制粉噴吹能力、提高入爐風(fēng)溫、采用風(fēng)口等距離等阻損噴吹技術(shù)和穩(wěn)定高爐爐況生產(chǎn)等一系列有效措施，全廠高爐煤比達(dá)到了174kg/t?！娟P(guān)鍵詞】高爐 煤比 提高 措施1.前言柳鋼煉鐵廠現(xiàn)有425m3高爐3座、1250m3高爐1座、1500m3高爐3座、2000m3高爐2座，已達(dá)到年產(chǎn)1000萬(wàn)噸生鐵的生產(chǎn)能力，但主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如煤比、焦比等處于國(guó)內(nèi)同類型鋼鐵企業(yè)中下水平，2008年全廠高爐煤比僅102kg/t，直接導(dǎo)致柳鋼產(chǎn)品生產(chǎn)成本高、競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。2008年底受全球金

2、融危機(jī)的影響，國(guó)內(nèi)鋼鐵行業(yè)虧損嚴(yán)重，柳鋼也不例外，降低生產(chǎn)成本成為柳鋼一段時(shí)間以來(lái)的工作重心。在鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中，煉鐵工序能耗約占鋼鐵聯(lián)合企業(yè)能耗的60%，生產(chǎn)成本占70%，而在煉鐵生產(chǎn)過(guò)程中，燃料成本約占30%，礦石成本約占60%，動(dòng)力能源等其它成本約占10%。從煉鐵過(guò)程來(lái)看，降低成本主要是降低燃料成本。長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐表明，大噴煤降焦是降低煉鐵生產(chǎn)成本最主要的手段。自2009年以來(lái)，我廠通過(guò)優(yōu)化配煤、改善噴煤系統(tǒng)制粉噴吹能力、提高入爐風(fēng)溫、采用風(fēng)口等距離等阻損噴吹技術(shù)和穩(wěn)定高爐爐況等一系列有效措施，煤比不斷躍上新臺(tái)階，全廠高爐煤比達(dá)到了174kg/t，單座高爐煤比實(shí)現(xiàn)了180 kg/t的突破，入

3、爐焦比低于300 kg/t，高爐噴煤降焦主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見(jiàn)表1。表1 柳鋼高爐噴煤降焦技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)步時(shí) 間煤比kg/t焦比kg/t燃料比kg/t富氧量m3/t風(fēng)溫生鐵含硅%入爐品位%2008年10245458326.3810650.7455.9620094411270.6157.402010年15111170.5556.972010年20511360.5257.892.限制柳鋼高爐煤比的因素分析分析了柳鋼高爐煤比偏低的影響因素，主要有以下幾點(diǎn)因素：2.1 噴吹煤質(zhì)量差，部分采購(gòu)自湖南、貴州等周邊地區(qū)小煤礦的原煤灰分

4、高、可磨性能差、CO2反應(yīng)性差，影響了煤粉在高爐風(fēng)口區(qū)域的燃燒和反應(yīng)效果，不利于高爐煤比的提高。2.2 磨煤機(jī)實(shí)際制粉出力不足，多數(shù)高爐制粉能力滿足不了150kg/t以上煤比要求。主要原因有兩方面：一是原煤采購(gòu)點(diǎn)多，質(zhì)量不穩(wěn)定，原煤的可磨性指數(shù)波動(dòng)大，造成煤難磨，磨輥、磨盤消耗大，如EM110磨煤機(jī)設(shè)計(jì)產(chǎn)量為50t/h，實(shí)際出粉只能達(dá)22t/h；二是制粉系統(tǒng)配置不合理，不能充分發(fā)揮現(xiàn)有磨機(jī)制粉能力。如A區(qū)制粉能力有盈余，老區(qū)制粉能力不足，新上的ZGM95G磨煤機(jī)與EM80共用一套收粉系統(tǒng)，而ZGM95G磨機(jī)投產(chǎn)后一直調(diào)試不成功。2.3 老區(qū)高爐噴吹管路設(shè)計(jì)不合理，造成輸送煤粉能力滿足不了高爐大

5、噴煤要求，也滿足不了風(fēng)口廣噴、均噴和勻噴的要求。主要表現(xiàn)在部分高爐噴煤總管路過(guò)長(zhǎng)；管道設(shè)計(jì)阻損大；分配器放置位置不合理；噴煤支管管徑大小不一；至各風(fēng)口噴煤支管長(zhǎng)度不等長(zhǎng)，從硬件上限制了提高煤比。2.4 高爐入爐風(fēng)溫低，富氧利用轉(zhuǎn)爐余氧不穩(wěn)定，煤粉在風(fēng)口區(qū)域的不能得到充分燃燒和反應(yīng)，除塵灰中未燃煤粉含量高，高爐煤焦置換比低。2.5 由于原燃料條件差，且質(zhì)量不穩(wěn)定、波動(dòng)大。主要表現(xiàn)在入爐礦綜合品位低，焦炭質(zhì)量差。如2008年入爐礦品位只有55.96%，焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度只有50.42，灰份高達(dá)13.43%，這種原燃料條件對(duì)提高煤比是不利的。2.6 高爐大型化后高爐操作人員未能及時(shí)適應(yīng)大高爐生產(chǎn)要求，還

6、停留在小高爐操作水平，爐況主管人員觀念僵化，思維混亂，未能及時(shí)總結(jié)出大高爐高煤比生產(chǎn)操作技術(shù)和管理技術(shù)，造成高爐爐況波動(dòng)大，頻繁發(fā)生爐況失常。由于爐況不穩(wěn)定，經(jīng)常進(jìn)行全焦冶煉，這嚴(yán)重制約了提高煤比冶煉。3.柳鋼高爐提高煤比的技術(shù)措施3.1 優(yōu)化配煤大噴煤降焦攻關(guān)前，柳鋼高爐噴吹用煤采用60%澳大利亞貧瘦煤+20%國(guó)內(nèi)貧瘦煤+20%無(wú)煙煤混合噴吹，并根據(jù)原煤供應(yīng)情況適當(dāng)調(diào)節(jié)噴吹煤配比。其中，澳大利亞貧瘦煤采購(gòu)量大、來(lái)源穩(wěn)定，而國(guó)內(nèi)貧瘦煤和無(wú)煙煤采購(gòu)自國(guó)內(nèi)四五十家企業(yè)、年采購(gòu)數(shù)量每家企業(yè)幾千到幾萬(wàn)噸不等。各家原煤的質(zhì)量良莠不齊，煤種性能差別很大，影響到了高爐噴煤效果，進(jìn)而限制了高爐煤比的提高。3.

7、2 提高煤粉制備能力與輸送能力3.2.1 提高煤粉制粉能力提供質(zhì)量穩(wěn)定數(shù)量充足的煤粉是高爐進(jìn)行大噴煤冶煉的基礎(chǔ)，柳鋼高爐噴吹煤粉是由8臺(tái)磨機(jī)提供，它們分別是東部噴吹系統(tǒng)；西部噴吹系統(tǒng)；A區(qū)噴吹系統(tǒng)。由于各區(qū)磨煤機(jī)制粉能力與高爐大噴煤冶煉所需求煤粉量不匹配，滿足不了高爐大噴煤要求。制定主要技術(shù)措施，主要有：第一通過(guò)輔設(shè)必要管道，實(shí)現(xiàn)了三個(gè)相互獨(dú)立噴吹系統(tǒng)煤粉互送，從工藝上實(shí)現(xiàn)了 “三區(qū)”制粉能力互補(bǔ)。其次對(duì)西部噴吹系統(tǒng)配有ZGM95G中速磨改造，增加一套收粉系統(tǒng)，解決了ZGM95QG快速磨煤震動(dòng)過(guò)大的難題，為整個(gè)煉鐵系統(tǒng)噴煤量的提高提供了基本保證。3.2.2 提高噴吹送粉能力提高送粉能力主要途徑

8、是實(shí)現(xiàn)濃相輸送，為了實(shí)現(xiàn) 濃相輸送一是改造錐式分配器為圓盤分配器，改造噴吹總管鐵盒直角過(guò)渡為圓弧過(guò)度，減少噴吹壓力阻損。二是對(duì)噴吹罐中部流化裝置改進(jìn)，優(yōu)化流化器。三是調(diào)整噴吹罐出煤管與流化床間隙。經(jīng)過(guò)改造后噴吹煤粉濃度達(dá)到47kg/m3，提高了煤粉輸送能力，滿足了高爐噴吹170 180kg/t煤比需求。3.3 提高入爐風(fēng)溫球式熱風(fēng)爐單位鼓風(fēng)的蓄熱面積大，綜合傳熱系數(shù)高，球式熱風(fēng)爐體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，材料用量少，投資省，被國(guó)內(nèi)外多座高爐上使用。但耐火球經(jīng)過(guò)幾年的使用后，球床上部AZM剛玉球易破碎粉化，中部鎂鋁球遇水易粉化，下部高鋁球粘結(jié)成葡萄狀，球床氣孔率明顯降低，阻損大。柳鋼在國(guó)內(nèi)首次

9、利用AZC復(fù)合高鋁球代替鎂鋁球在球式熱風(fēng)爐球床中部使用，開(kāi)發(fā)出了第四代球式熱風(fēng)爐用耐火球（具體技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2），并迅速被應(yīng)用于柳鋼所有球式熱風(fēng)爐。表2 柳鋼第四代球式熱風(fēng)爐用耐火球技術(shù)指標(biāo)指 標(biāo)高鋁球AZC復(fù)合高鋁球AZM剛玉球直徑，mm506075Al2O3，%75.065.068.0ZrO2，%4.54.8Cr2O3，%0.5Fe2O3，%1.51.50.8K2O+Na2O，%0.50.50.5體積密度，g/cm32.602.802.90常溫耐壓強(qiáng)度，kN/球134050顯氣孔率，%242017荷重軟化溫度，1480（100N/球）1520（100N/球）1520（200N/球）熱震穩(wěn)定性

10、（1100水冷），次777直徑偏差，mm1.01.52外觀表面光滑平整，不允許有明顯砂面和掉塊除了提高耐火球質(zhì)量并對(duì)熱風(fēng)爐耐火球定期換球外，考慮到4號(hào)高爐中修擴(kuò)容未將熱風(fēng)爐進(jìn)行相應(yīng)改造，在后期對(duì)熱風(fēng)爐進(jìn)行換球時(shí)適當(dāng)加大了復(fù)合高鋁球和剛玉球的球量，球床高爐加高1m左右，每座熱風(fēng)爐多用耐火球100t左右，以加大球床的蓄熱面積。換球時(shí)將上部剛玉球設(shè)計(jì)成圓周高、中心低的倒鍋底狀，防止燃燒器火焰直接在剛玉球球床內(nèi)，避免上部剛玉球因急冷急熱過(guò)早破碎粉化。換球時(shí)及時(shí)對(duì)倒塌拱頂和大墻進(jìn)行修復(fù)，防止熱風(fēng)不經(jīng)過(guò)球床而直接從大墻邊緣通過(guò)。3.4 開(kāi)發(fā)使用高爐風(fēng)口等距離等阻損噴吹技術(shù)在各風(fēng)口均勻噴吹方面，一是對(duì)分配器

11、到高爐風(fēng)口之間的噴煤管道重新進(jìn)行布管，分配器至各風(fēng)口管道長(zhǎng)度相等，形狀相似，送煤管道內(nèi)徑相同，從設(shè)備上保證煤粉離開(kāi)分配器后遇到的阻損相等。二是要求全風(fēng)口進(jìn)行插槍噴煤；三是加強(qiáng)堵槍檢測(cè)，如要求各高爐值班工長(zhǎng)和配管工每小時(shí)觀察風(fēng)口噴煤情況一次，及時(shí)發(fā)現(xiàn)煤槍堵煤現(xiàn)象，并在第一時(shí)間處理，保證全部風(fēng)口煤粉的均勻噴吹，促進(jìn)爐況穩(wěn)定；部分高爐增加風(fēng)口成像監(jiān)測(cè)儀；另外在高爐值班室安裝了噴煤數(shù)據(jù)曲線實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，有利于值班工長(zhǎng)在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)噴煤異常波動(dòng)情況，減少換罐時(shí)噴煤量波動(dòng)情況，實(shí)現(xiàn)均勻噴煤。3.5 穩(wěn)定高爐爐況3.5.1 加強(qiáng)原燃料管理，實(shí)現(xiàn)精料入爐高爐冶煉原料是基礎(chǔ)，在一定原料條件下，通過(guò)加強(qiáng)管理，對(duì)來(lái)

12、料進(jìn)行粗糧細(xì)作，可以有效提高入爐料質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)有條件下的最佳入爐料質(zhì)量，主要做法：第一是建立規(guī)范的爐料使用制度，不同高爐用料要有所區(qū)別，大高爐使用好的原料，小高爐使用差一點(diǎn)的原料。其次是定期檢測(cè)各種入爐料質(zhì)量，重點(diǎn)是檢測(cè)焦炭熱性能，燒結(jié)礦低溫還還粉化率，根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)焦炭、燒結(jié)礦提出指標(biāo)要求。第三是規(guī)范落地焦使用原則，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，落地焦使用量控制在20%以內(nèi)，可以穩(wěn)定爐內(nèi)操作，不致于因?yàn)榇罅渴褂寐涞亓显鞝t況波動(dòng)；我廠規(guī)定2000 m3高爐不使用落地焦、落地?zé)?，從原料控制上減少落地料對(duì)高爐生產(chǎn)影響。第四制定槽上料倉(cāng)倉(cāng)位管理制，規(guī)定半倉(cāng)倉(cāng)位管理。第五是加強(qiáng)配煤配礦工作，優(yōu)化現(xiàn)有爐料配比，優(yōu)化現(xiàn)

13、有爐料性能，每周召開(kāi)多部門聯(lián)合參加的配煤配礦會(huì)議，根據(jù)現(xiàn)原料優(yōu)化配比，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有爐料最佳配比，達(dá)到了各種原料質(zhì)量互補(bǔ)；對(duì)于影響焦炭、燒結(jié)礦質(zhì)量的主要礦種，提出了主心骨爐料管理方案，從采購(gòu)上、運(yùn)輸上保證主心骨爐料供給。3.5.2 優(yōu)化爐內(nèi)操作與管理，實(shí)現(xiàn)高爐穩(wěn)定、均衡、平衡生產(chǎn)主要做法：第一是轉(zhuǎn)變觀念，摸索出了適應(yīng)大高爐生產(chǎn)組織與管理模式，不同爐容高爐生產(chǎn)有不同生產(chǎn)組織。其次是研究和開(kāi)發(fā)疏導(dǎo)中心氣流的中心加焦技術(shù)，以彌補(bǔ)原然料質(zhì)量的不足，保證初始煤氣流分布合理，擴(kuò)大回旋區(qū)，延長(zhǎng)煤粉燃燒時(shí)間，減少大噴煤后未燃燒對(duì)爐況影響。第三是加強(qiáng)高爐操作爐型監(jiān)控技術(shù),以保證操作爐型合理。主要控制合理的冷卻水流量、進(jìn)出水溫度，控制合適的爐墻溫度，控制合適的冷卻壁壁面溫度，根據(jù)這些參數(shù)及時(shí)調(diào)整送風(fēng)參數(shù)和布料參數(shù)保證高爐長(zhǎng)期穩(wěn)定順行,這時(shí)提高煤比的重要保證。第四是控制風(fēng)口前理論燃燒溫度,保持爐缸熱量充沛。引進(jìn)大氣濕度監(jiān)測(cè)儀，并引入電腦控技術(shù)，時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)口前理論燃燒溫度；在噴煤后要控制適當(dāng)富氧率，我廠實(shí)踐表明：150 kg/t煤比時(shí)，在風(fēng)溫1100以上可不富氧，每提高10 kg/t煤比，相應(yīng)提高1%富氧率或13 m3/t富氧量控制大噴