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鄂钢2号高炉降低燃料比生产实践

时间:2019-05-14 08:41来源:鄂钢炼铁厂 作者:原 波 点击:
  • 摘  要  对鄂钢2号高炉降低燃料比的生产实践进行了总结。通过优化原燃料管理及炉前生产组织管理等,炉内加强关键参数控制,提高操作水平,改善高炉煤气流分布,提高煤气利用率,燃料比降至约521 kg/t左右,为鄂钢铁成本最低战略提供了有力保障。

    关键词  高炉  操作  管理  燃料比


    1  前言

    在高炉吨铁成本构成中,燃料比所占比例仅次于矿石居第二位;在炼铁工序能耗构成中,燃料比所占比例约为80%;在吨铁CO排放构成中,燃料比有70%的贡献率。因此,降低高炉燃料比无论是对降低吨铁成本、提高钢铁企业的竞争力.还是实现节能减排、改善环境均有非常重要的意义。特别是目前钢铁企业面临重重挑战,不稳定的市场需求,原材料成本居高不下,给钢铁企业带来了巨大的成本压力。鄂钢同样出现原燃料供应紧张,品种变化频繁,质量波动较大。在原燃料严重短缺的形势下,不断降低高炉燃料消耗意义重大。

    鄂钢炼铁厂2号高炉于2013年4月新建投产,高炉投产以来一直保持较好的生产水平。该高炉运用了多项先进工艺技术和设备,分别为软水密闭循环冷却、铜冷却壁、水冷炭砖炉底,长寿炉底炉缸内衬结构嘉恒法渣处理、干法布袋除尘、TRT余压发电、顶燃式热风炉、串罐炉顶。2015年,2号高炉充分发挥设备和技术优势,不断优化高炉各项基本制度,各项指标不断提高。

    精料是高炉炼铁的基础,高炉炼铁工作者常用“七分原料三分操作”来说明精料对高炉生产指标的影响。近年来,由于钢铁行业陷入寒冬,钢铁厂不得不使用经济矿。因此高炉原料综合品位55%左右徘徊,为降低燃料比,尽可能通过合理优化炉料结构,提高入炉综合品位;同时从优化原燃料管理及炉前生产组织管理等环节,炉内加强关键参数控制,提高操作水平,不断改善高炉煤气流分布,提高煤气利用率,达到降低燃料比的目的。

    2  生产措施

    2.1  抓好原燃料筛分管理,降低入炉粉末

    准确掌握原料变化,采取相应应变手段,确保高炉长期稳定顺行。建立完善的筛分制度,确保人炉粉末率低于5%,改善高炉上部透气性。2号高炉经常不定量不定时的配吃落地烧结。通过和烧结还有原料联系,固定落地烧结仓,同时加强联系,这样有利于高炉工长及时调整,稳定炉况。

    鄂钢由于焦化厂部分焦炭外卖,且受工序产能匹配的影响,经常不定时不定量的配吃落地焦,对高炉操作带来一定难度,并且焦炭水分波动较大,经常达到10%以上,造成焦粉粘附在焦炭上入炉情况较为严重,制约高炉指标的提升,针对以上情况通过铁厂和相关科室联系,对落地焦定仓定量,减少了焦炭水分波动对焦炭负荷的影响,大幅度改善了原燃料条件,为高炉提升指标攻关创造了条件。

    2.2  提高风温使用水平,稳定理论燃烧温度

    降低燃料比是降低生铁成本的重要标志,提高风温是最直接的节约燃料手段。风温是最廉价的能源,是用低热值高炉煤气换来的,并为高炉冶炼提供约19%的热量。实践证明,每提高100℃风温,可降低焦比15 - 20 kg/t。在条件允许的情况下,适当提高高炉富氧量,制定合理的送风制度,采用快速烧炉法,适当延长蓄热期,及时换炉。上述措施的实施,风温长期保持在1 200℃以上。

    在提高风温的基础上,与喷煤量、富氧量结合,控制火焰温度在2200 -2 250℃。一般认为,高炉富氧每提高l%,燃料比将下降0.5%。这是因为,富氧率提高后,高炉产量增加,吨铁热损失降低;富氧可以提高风口前理论燃烧温度,提高煤粉置换比;富氧可减小吨铁煤气发生量,煤气带走热损失减少。

    2.3  上下部调剂,合理控制煤气流分布

    通过摸索,2号高炉稳定风量,利用定修机会,将开炉之初的φ130 mm风口全部调整为中φ120 mm风口;同时在风口内加装φ90mm的耐火浇注套来调整进风面积,最终将实际风速提高到250 m/s左右。通过控制实际风速和鼓风动能,形成了适宜的风口循环区,保证了初始煤气稳定。最大限度提高煤气利用率和降低高炉顶温是降高炉燃料比的重要内容。

    目前,高炉煤气利用率的国际先进水平达到了52%~54%,高炉顶温的国际先进水平降低到150℃以下,鄂钢2号高炉调整风口布局后,保证了煤气流在炉缸初始分布合理,高炉煤气利用率稳定在 47%以上。

    加强对炉顶成像监控,及时调整布料制度。随着炉缸工作状态的改善,中心气流开通,2号高炉通过不断的摸索调整,优化上部装料制度,使其和送风制度匹配,形成稳定的理想炉喉料面,有宽度适宜的平台和深度适宜的中心漏斗。

    提高顶压也是高炉降低焦比和燃料比的一项重要措施。一般认为,顶压每提高10 kPa,以燃料比将下降0.3% - 0.5%。这是因为,顶压提高后,煤气流速降低,在炉内滞留时间延长,增加了煤气与矿石的接触时间,并且加快了煤气在烧结矿和球团矿微小空隙的扩散,有利于矿石还原。同时,顶压的提高扩大了间接还原区,并大幅度减少了瓦斯灰带走的碳素损失。2号高炉长期坚持高顶压操作,顶压不断提高至210kpa。

    2.4 推行炉温趋势管理,严格工长标准化操作

    炉温趋势管理是高炉操作的难点。所谓趋势管理就是把影响炉温的各类因素(包括原因和作用时间)、风口的状况变化、炉温的现状和发展趋势、作量的方向和作用效果等等,进行综合分析和判断,依照 炉温变化趋势,预先调整热量水平。而不是以炉温现状(现在的[Si]水平)调炉温,这样可减少炉温的波动,达到早动少动的效果。如果不是按炉温趋势进行管理,只靠看现时的[Si]或铁水温度来调炉温,就会发生 滞后于炉温变化而加热过头引起炉温大热或连续减热造成炉温急剧向凉,使炉温大起大落地波动。

    现时的[Si]或铁水温度是反映了以前冶炼过程热平衡的结果,虽有对炉温判断的参考价值,但不能做 调炉温的依据。因为大型高炉的热惯性大,炉温正在随着各种因素的变化正在演变之中,现时炉温凉的炉 子可能正在向热,也可能继续向凉,现时炉温热的炉子可能已在向凉,也可能继续向热,如果只是依照现时炉温调炉温,就可能滞后于炉温的发展趋势 3-4 小时,且方向不明地在调炉温,往往只会加剧炉温的波动。而炉温的大幅波动对高炉影响极大,容易引起渣皮脱落引发边缘气流,造成减风减氧。此外,高炉操作者的操作习惯对炉温波动也有较大影响,极有必要推行标准化操作,形成统一的操作习惯。为此,车间制定了标准化操作管理规定,对煤粉、风温等规定每次动作的调剂量,对工长日常调剂、特殊炉况理、休复风等全部实行标准化管理制度。要求工长超前判断,细化量化调剂量,减少对炉况的影响。通过推行标准化管理制度, 2号高炉硅偏差明显减小,炉况稳定性大大增强。

    选择适当的终渣碱度,将R2控制在1.15 - 1.20,以有利于改善炉渣的脱硫效果,保证生铁质量。坚持对炉渣碱度日常调剂定量化、特殊情况过量化原则,根据原料成分变化情况及时进行调剂校核,当原料出现大的波动时,采取过量调剂的办法,及时稳定造渣制度。工长严格执行好憋铁标准化操作,避免渣铁排放差时炉况失常。

    2.5  控制好煤气分布,控制合理的炉体水温差和热负荷是日常操作的核心问题

    合理的煤气分布是高炉炼铁的核心,是高炉操作制度合理的集中体现。中心气流充沛,边缘气流稳定,才能保证炉体冷却壁和渣皮的动态稳定,才能保证炉体水温差和热负荷的稳定,才能保持炉温稳定, 进而保持炉况稳定。炉身中上部区域主要是检测该区域的测温热电偶的温度,重点关注该区域温度变化趋势及其沿圆周 方向的均匀性,来判断边缘气流的分布状况。

    炉身下部、炉腰、炉腹区域的冷却结构为铜冷却壁,炉内软熔带的根部位置处于该区域,冷却壁经 受着初成渣的侵蚀和高温煤气的冲刷,依靠铜冷却壁热面形成的渣皮保护层的保护,才能实现自身的长寿,铜冷却壁热面的渣皮对炉内煤气分布的变化十分敏感,圆周方向局部渣皮脱落对高炉冶炼进程危害极大,是炉内煤气分布不稳定的表现,必须及时调整,稳定煤气分布,否则形成边缘管道,炉温控制困难,燃料比大幅上升。通过炉身下部、炉腰、炉腹区域的铜冷却壁温度变化来判断中心气流的强弱。

    车间根据目前的冶炼状况,制定了水温差和热负荷控制范围,超过控制范围,及时判断煤气分布变化,及时调整气流分布,稳定煤气分布,从而稳定炉况。

    2.6  加强炉前生产管理,提高出铁作业率

    (1)加强铁口的维护。禁止潮铁口出铁,若铁口有潮泥,应及时烘烤铁口。检查并维护好泥套,防止跑泥。确保铁口深度不低于2800 mm,避免浅铁口出铁。

    (2)增加出铁次数。为了确保及时出净渣铁,出铁次数每天不少于13炉次,缓解了铁前憋风现象,且慢风时间减少,在适宜的条件下组织二次开口。

    (3)稳定炮泥质量。由于不放上渣,渣铁全部从铁口排出,在确保铁口深度的前提下,要求炮泥质量具有更高的抗渣侵蚀能力,以确保渣铁安全、顺利地从铁口排出。

    (4)在正常配罐情况下,30 min之内具备出铁条件,30 min内打开铁口。在配罐晚点的情况下(超过30 min配罐),要求10 min内打开铁口,尽量缩短铁间间隔。

    (5)优化配合好拉重配空工作,减少流铁时间长现象。通过落实上述措施,铁口出铁作业率有了较大的提高。

    3  生产情况

    鄂钢2号高炉通过采取优化原燃料管理及炉前生产组织管理等环节,炉内加强关键参数控制,提高操作技术水平,不断改善高炉煤气流分布,提高煤气利用率,实现了低燃料比生产。高炉长期稳定顺行,指标不断优化,燃料比不断降低,尤其8月降低到521 kg/t,实践表明,高炉降低燃料比所采取的措施是科学有效的,2号高炉低燃料比生产实践为鄂钢炼铁技术进步提供了宝贵经验,为鄂钢炼铁厂降本增效、指标提升工作做出了贡献。 

    4  结语

    (1)高炉低燃料比冶炼要求较高且稳定的原燃料条件,尤其是焦炭质量指标,对高炉指标提高有较大影响。

    (2)热负荷管理是高炉操作制度中的一项重要内容,尤其对于2号高炉平台加漏斗料制来说,如何稳定边缘气流是重中之重。

    (3)炉前出铁质量对于大型高炉来说非常重要,强化炉前出铁组织是高炉稳定顺行的必要条件。

    (4)2号高炉富氧率偏低,在全国同类型高炉中处于较低水平,如何实现在低富氧条件下提高喷煤比是高炉操作者面临的一大难题。

    (责任编辑:zgltw)
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