川威煉鐵廠2011年低碳煉鐵技術進步

川威煉鐵廠2011年低碳煉鐵技術進步主講：向健2011年以來，川威集團煉鐵廠不斷優(yōu)化爐料結構，實施鐵素料的全面回收和利用，加強焦炭質量的檢測和調整，穩(wěn)定富氧量、實行煙煤混噴，提高煤粉燃燒率，增大鼓風動能，調整多環(huán)布料，改善煤氣流分布，提高煤氣利用率，燃料比在2010年的基礎上降低了7kg/t.Fe。摘要一、引言我國鋼鐵工業(yè)依然是資源依賴型工業(yè)，煉鐵系統則是鋼鐵工業(yè)中消耗資源的大戶。煉鐵系統消耗的資源占整個鋼鐵流程的90%，能耗消耗占70%。煉鐵系統生產成本約占鋼鐵產品的60%。要降低鋼鐵產品成本，關鍵是降低煉鐵成本，積極推行低碳煉鐵技術。煉鐵工序中原燃料的費用占總成本的80%。鐵礦石占50%左右，燃料占成本30%左右，能源介質（風、水、電、氣）約占10%，設備折舊、維修費、人工費和管理費等約占10%左右。從煉鐵成本組成中我們要從四個方面開展降成本工作：一是研究和提高礦石的性價比，降低工藝損耗；二是以降燃料比為重點，全面提高經濟技術指標；三是切切實實抓好節(jié)能工作，做好資源的二次利用；四是提高生產效率，加強設備管理，降低維護成本。川威集團煉鐵廠擁有5座高爐，4×420m3+1×268m3高爐，配套的燒結機為1×105m2+2×36m2+2×25m2，高爐綜合入爐品位50%左右，渣中TiO2含量18%，屬高鈦渣冶煉。2011年，煉鐵廠堅持技術進步，以降燃料比為中心，狠抓各項基礎工作，幾個月以來，取得明顯的進步，2011年1~5月主要技術指標與2010年對比情況如下：川威煉鐵廠高爐主要經濟指標對比

時間焦比Kg/t.Fe煤比Kg/t.Fe燃料比Kg/t.Fe入爐品位%風溫℃2010年472.2111.1583.350.36109911年1~5月462.7113.6576.349.651105二、主要措施1、優(yōu)化爐料結構2010年高爐爐料結構中燒結礦的比例低，球團礦比例高。我廠使用釩鈦球團礦，質量較差，抗壓強度為1350N/個.球，且球團礦的含粉率較重，由于燒結的產能小于高爐，爐料結構不合理。2011年燒結通過漏風治理，加強生產過程控制，穩(wěn)定操作，優(yōu)化配料結構，改善原料的燒結性能，有效提高了燒結礦產量，燒結燃料比下降3.6Kg/t.，2011年高爐爐料結構得到優(yōu)化，燒結比例提高，球團比例下降。同時，提高球團礦質量，抗壓強度提高了57N/個.球，粉末含量下降4%。高爐爐況更穩(wěn)定順行，促進綜合焦比的降低，爐料結構的變化見下表。時間燒結礦比例（%）球團礦比例（%）塊礦比例（%）2010年61%35%4%2011年1~5月64%32%4%2、加強原料管理，做好回收利用1)、加強原料管理把好原料關，嚴格執(zhí)行槽下的守機制度和篩分管理制度，保證篩分設備的正常運行，控制每個振動篩的提前量，要求礦石的提前量低于150kg/秒，同時在篩板上方安裝擋料板，使礦石均勻分布在篩板上，以改善篩分效果，達到篩好篩透的目的，減少入爐原料的粉末含量，2011年入爐原料中的粉末含量較去年下降1.5%，有效改善了料柱的透氣性。堅持每班檢測燒結礦的入爐粒級，測得的粒級數據有異常時，與燒結工序相關負責人溝通協調，并采取相應的處理措施，以指導燒結和高爐生產；加強倉上管理工作，針對焦炭水分波動大的特點，每小時輪換焦倉，并在中轉倉增設快速焦炭水分分析儀，每班對每個倉的焦炭作水分分析，為值班室人員調節(jié)爐溫提供數據支撐，做好爐溫調節(jié)的預見性，減少爐溫的波動。2)、實施焦丁、礦丁回收技術A、焦丁回收使用技術 我廠5座高爐在設計建設過程中，沒有考慮焦丁回收使用，槽下篩板使用18mm歸格的篩板，小于18mm的焦丁作為燒結的燃料使用，在返焦中可供高爐回收利用的部分焦丁沒有發(fā)揮出最大的使用價值，存在資源浪費問題。2011年我廠對燒結現有的燃料供給系統進行改造，將高爐的返焦運往燒結進行集中篩分，回收大于10mm的焦丁，與燒結礦混裝入爐，目前焦丁的月均入爐量達1000噸以上，采用此技術后日益稀缺的焦炭資源得到充分的利用，年創(chuàng)直接經濟效益達700萬元以上。B、礦丁回收使用技術我廠燒結屬于釩鈦礦燒結，一、二燒、三燒外配的釩鈦精粉比例分別為8%、15%，燒結礦中TiO2的比例分別為2.8%、3.6%，燒結礦中TiO2的含量較高，釩鈦燒結后對燒結礦的產質量有較大的影響，表現為燒結礦的轉鼓強度下降，燒結礦的粒級組成變差，成品燒結礦具有較強的冷脆現象，燒結礦在轉運過程中，由于皮帶運輸線間的落差使燒結礦極易摔碎，造成燒結礦的入爐率降低，我廠燒結的能力原本就小于高爐，釩鈦燒結后返礦比例增加，燒結礦的入爐量缺口增大，爐料結構更加惡化；為了解決這一問題，在高爐現有的槽下系統新建礦丁回收系統，在返礦中回收大于5mm的燒結礦，采用此技術后，每天回收的礦丁入爐量達400噸以上，實現燒結礦的綜合利用，有效解決燒結能力不足的問題。同時，降低燒結返礦配比，優(yōu)化了燒結配料結構，改善原料燒結性能。3、調整多環(huán)布料，提高煤氣利用2011年通過不斷總結，探索出了適合我廠的多環(huán)布料技術，在我廠入爐原料中小粒級比例高中心不易打通的情況下，為使中心氣流得到保證，采用小角度中心加焦技術，布料方式為焦炭4環(huán)礦石2環(huán)或3環(huán)，即采用O29.5427425.52C302282262122262裝料制度，焦炭外環(huán)的作用是保持穩(wěn)定的邊沿氣流，內環(huán)的小角度中心加焦起到發(fā)展中心氣流的作用，中間兩環(huán)焦炭主要起搭建焦炭平臺作用，布料時首保內環(huán)和外環(huán)焦炭的布料圈數，再布中環(huán)的焦炭，其目的是穩(wěn)定中心和邊緣煤氣流；中心加焦的數量控制在15~25%為宜，對于α角步進速度較快的高爐采用下限，對于α角步進速度較快的高爐采用上限，其主要目的是充分保證中心加焦的數量，以利于中心氣流的拓展和穩(wěn)定；針對我廠焦炭粒度波動大的特點，在實際運用中要求上配料工時刻關注實際的布料圈數，并每小時作好相應的記錄，以指導對γ角調整時提供數據依據，保證焦炭在每個布料角度保持穩(wěn)定的比例，從而穩(wěn)定煤氣流的分布，通過以上措施不但促進高爐的穩(wěn)定順行而且提高了煤氣利用率；煤氣中CO2的變化見下表。煤氣中CO2的含量時間煤氣中CO2含量2010年平均17.92%2011年1~5月份18.06%對比+0.14%4、縮小風口面積，控制冶煉強度，增加鼓風動能高爐燃料比是高爐操作者可控成本部分，同時也是煉鐵成本最重要部分。過去為了追求產量，提高冶煉強度，但是燃料比也跟著上去了。過去的冶煉方針不能適應嚴酷的市場，不能適應微薄的產品利潤。當然對冶煉釩鈦礦必須要求適度大風量、高富氧，以增強爐缸氧勢。我們改變冶煉觀念，調整冶煉策略，維持適宜的冶煉強度，降低燃料比。5605405205004804601.11.31.41.21.0通過對我廠420m3高爐的分析和探索，冶煉強度為1.7t/m3·d左右時，燃料比較低。目前，我們將冶煉強度控制在1.65~1.75t/m3·d左右。個別廠高爐冶煉強度與燃料比的關系高爐煤氣流的初始分布是否合理，直接決定爐缸工作是否均勻活躍，是影響爐況是否穩(wěn)定順行的主要因素，衡量送風制度是否合理的主要依據是煤氣流的穩(wěn)定性和鼓風動能大小，經過對比外廠的數據和結合我廠的原燃料狀況，摸索出高爐適宜的鼓風動能；由于我廠燒結礦粒級組成與外廠有較大的差距，5~10m的比例較大，高爐的壓差高、透氣性差，高爐不易接受風量，在高爐過程控制表現出來的現象是風壓高、冷風流量小，在這樣的原燃料條件下高爐送風制度的參數選擇只有向風口面積縮小的方向發(fā)展，以維持較高的鼓風動能，特別是釩鈦礦冶煉對鼓風動能的要求更高，必須保證爐缸吹透、吹活，才能維持正常的冶煉進程。風口面積的調整情況見下表：爐座時間風口面積風速鼓風動能1#爐2010年0.129020044512011年0.124520848432#爐2010年0.09227983282011年0.089728586795#爐2010年0.127221553322011年0.12562265443我廠1#、5#高爐煤氣的初始分布不合理，存在局部邊緣氣流過分發(fā)展的情況，經常會出現局部邊緣管道的現象，導致高爐的煤氣利用極不穩(wěn)定，爐溫波動較大，鐵水質量難以控制，調節(jié)爐溫難度較大，特別是在高鈦渣冶煉的情況下，對爐溫的控制區(qū)間較窄，爐溫調控不好就可能造成爐涼或熱結的操作事故，危及爐況的安全穩(wěn)定運行，并影響高爐技術經濟指標的提高。為了解決這一問題，對風口進行了大幅度的調整，一是對邊緣氣流局部偏強的部位縮小風口面積，增大邊緣氣流較弱部位的風口面積，二是在加長邊緣氣流偏強部位的風口長度，通過以上措施，有效抑制邊緣局部管道的出現，煤氣流的一次分布更加合理穩(wěn)定，促進爐況穩(wěn)定順行.1#、5#高爐風口布局調整情況見下表：1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#12#13#14#1#爐1051101101101051051051101101101101101101051051101051051051051001101101151151151101055#爐105100105105105105110110110115110105110100105100105100105951051101051151151101101005穩(wěn)定富氧、實行煙煤混噴我廠沒有針對高爐富氧新建制氧機組，高爐富氧量的大小與煉鋼的生產節(jié)奏關系較大，煉鋼3爐2機作業(yè)時高爐富氧量大幅度下降，煉鋼2爐1機作業(yè)時，高爐富氧的增加數量大，富氧量隨煉鋼的生產組織變化波動較大，造成高爐冶煉強度在短時間內的變化大，引起爐溫波動大，增大了高爐操作人員調節(jié)的難度，2011年由公司總調、煉鋼廠、煉鐵廠成立了專門的氧氣協調小組，做好氧氣的平衡協調工作，解決高爐富氧不穩(wěn)定的問題，同時規(guī)范富氧的調節(jié)數量，避免富氧大起大落。煉鐵廠噴煤工段自2004年投產以來，煤比維持在100Kg/t左右。投產初期至今，以噴吹無煙煤為主，原煤的灰分不超過14％，揮發(fā)分含量不超過10％，隨著國家對采煤行業(yè)的整頓，適合高爐噴吹用原煤資源的相繼減少，目前原煤市場普遍為高灰分、高揮發(fā)分原煤。2011年我廠對制粉系統進行改造，新增CO、O2檢測儀，以保證噴吹煙煤時制粉系統的安全，2011年5月煙煤的使用比例達20%，煤粉的揮發(fā)分達16%左右，煤比達到120Kg/t，提高了煤粉燃燒性能，同時提高了煤焦置換率，降低了高爐燃料成本。6、發(fā)展循環(huán)經濟，節(jié)約有限的資源按照中國對鋼鐵行業(yè)新的產業(yè)政策和長遠規(guī)劃的要求，鋼鐵行業(yè)規(guī)劃和企業(yè)發(fā)展規(guī)劃要全面徹底貫徹鋼鐵工業(yè)循環(huán)經濟理念，著力最大限度提高廢氣、廢水、廢物的綜合利用水平，參與社會物資利用再循環(huán)，建立鋼鐵循環(huán)經濟型工廠。鋼鐵工業(yè)要把提高綜合利用率、降低資源和能源消耗作為提高競爭力的重要手段，充分挖掘工業(yè)能源、物料再利用方面的潛力，重點抓了以下幾個方面工作：1）加大鐵素料回收和利用，盡可能降低天然鐵礦石的消耗。煉鐵廠對燒結各種除塵灰和高爐除塵灰以及煉鋼除塵灰收集，與煉鋼污泥攪拌，制作成混合料，進入一次配料，多余的煉鋼污泥與高爐返礦混合，進入一次配料。回收煉鋼渣鋼、水淬鋼渣、軋鋼氧化鐵皮，每年回收約30萬噸。鐵素料基本上實現了閉路循環(huán)，但也給生產帶來了問題，出現了Pb、Zn、K、Na富集，堵塞燒結機蓖條和高爐半凈煤氣支管。目前為克服上述問題，將燒結機頭除塵灰和高爐布袋除塵灰、煉鋼精煉爐除塵灰脫鋅精選，含鐵品位達到60%以上。2）采用先進的節(jié)水工藝，提高水的循環(huán)利用，降低水的補充量和消耗量。對工業(yè)污水污染防治采取技術性對策和管理性對策相結合的綜合性措施，建立工序內部、工序間、廠內多級用水循環(huán)思想，實現工業(yè)用水零排放，大幅降低噸鐵耗水量，提高循環(huán)水的濃縮倍數，實現水資源減量化。近年來，我廠噸鐵耗水量以3%速度遞減。3）充分利用余熱、余壓。工序間實現能量交換，將煉鐵多余的能量作為另一個工序的熱源來使用，將高爐煤氣輸送到發(fā)電廠發(fā)電。利用TRT發(fā)電，將高爐余壓轉變成電能。4）實施綠色照明和節(jié)能改造。通過科學的照明設計，利用效率高、壽命長、安全性能穩(wěn)定的照明電器產品，創(chuàng)造高效、舒適、安全、經濟、有益的環(huán)境并充分體現現代文明的照明。對水泵、風機等實行變頻節(jié)能改造，有效地節(jié)約電能。5）加強對廢渣回收利用。高爐水渣經磁選鐵后發(fā)往公司內部水泥廠作為制造水泥的原料。爐前干渣經磁選鐵后，制作渣磚或交給水泥廠。6）實現釩鈦資源綜合利用。加大釩鈦入爐比例，確保鐵水[V]達到0.22%以上，以保證煉鋼提取釩渣的含釩量。公司將釩渣再次提取V2O5，制成片釩產品。已對選取釩鈦鐵精粉中的尾渣提取鈦精粉。7、降低工藝損耗冶煉普通礦的高爐的工藝損耗為3%左右。目前我廠渣中（TiO2）達到18~21%，如此高的（TiO2）工藝損耗一般達到5%以上，通過這幾年的探索，我們將工藝損耗控制在4.5%以下。具體采取的措施為：一是控制適宜的爐溫，避免熱結變稠或爐涼難熔,以免渣中帶鐵嚴重；二是提高爐缸氧勢，有利于提高渣的流動性，促進渣鐵分離，三是促進爐況穩(wěn)定和爐缸活躍，四是對水沖渣進行磁選，渣中TFe可下降0.50%左右。8、加強管理、規(guī)范爐操作我們積極推行：操