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承钢始建于1954年,是中国钒钛磁铁矿提钒及高炉冶炼技术的发祥地(1964年);经过60年的建设发展已形成年产850万吨钢、2万吨钒产品、6万吨钛精矿的生产能力,被誉为中国北方钒都。主要钢材含钒元素,具有强度高、韧性好、耐腐蚀、易焊接、深冲性优等特性。“燕山牌”螺纹钢筋原产地,有“中国钢筋第一品牌”的美誉。板材系列产品荣获“冶金行业品质卓越产品”,广泛应用于汽车、家电、食品包装、工程机械、集装箱等行业以及工程建筑行业。钒钛产品包括钒系列产品及钛精粉。河钢承钢生产的“鸡冠山牌”钒产品,被墨西哥国际市场研究会评为“国际质量钻石星奖”。
1、河钢承钢炼铁概述
河钢承钢炼铁事业部包括铁前原料系统,烧结系统和高炉系统。目前,烧结机产线具备年产烧结矿1200万吨能力;现有3座2500m3高炉,1座450m3高炉(2017年8月底拆除),1座1260m3高炉,高炉产线现具备年产生铁800万吨能力。
近年河钢承钢炼铁工作者在开发钒钛磁铁矿烧结和高炉强化冶炼技术上取得了巨大进步。2016年在落实国家淘汰落后产能政策的基础上实现了年产合格生铁874.62万吨的重大突破,特别是承钢4高炉在2016年10月份创利用系数2.62t/m3•d,月平均日产6551t,喷煤比150kg/t,燃料比515.0kg/t的历史最好记录。2011-2016年2500m3高炉年度主要指标情况如下:
2、炼铁事业部管理结构
炼铁事业部依托产品和客户群构建独立市场单元。炼铁事业部产品为铁水和高炉煤气,客户群为:棒材事业部、线材事业部及板带事业部。炼铁事业部通过“去中间层”与“去行政化”相结合,实现两个“零距离”(产线与市场零距离、领导层与现场零距离),建立了“总经理+三个运行团队(生产运行团队、技术支撑团队、经营服务团队)”的管理体制,建立了以客户为中心的管理机制。以下道工序需求促进技术进步、管理创新、铁水质量提升,最大限度地满足客户的需求,为下道工序提供合格的产品和服务,推进体系高效运行。
3、河钢承钢钒钛矿冶炼取得的技术进步
3.1烧结技术进步
(1)实现MgO由烧结矿到球团矿转移
通过提高球团矿中MgO含量降低机烧矿中的MgO含量,改善了烧结矿的冶金性能。
表1 调整前后机烧矿、竖炉球成分表
(2)降低返矿率
将烧结矿中配加的高钒高钛精粉改在球团矿中配加,从而降低烧结矿中钛含量,减少了烧结矿中钙钛矿的影响,提高了钒钛烧结矿的质量;同时通过高炉煤气改为焦炉煤气点火,提高表层强度,控制高炉槽下返矿中+5mm粒级比例、强化混匀制粒、优化环冷机冷却效果等措施,返矿率降低了3.45%。
3.2高炉冶技术进步
从2006年12月第一座2500m3高炉开炉至今,河钢承钢在2500m3大高炉冶炼钒铁磁铁矿技术上进行了一系列探索和创新,包括“不断优化“平台+漏斗”装料制度”、“超低硅冶炼”、“探索大炉腹煤气量送风制度”“严格出渣出铁管理”等。
(1)优化“平台+漏斗”布料技术
通过优化“平台+漏斗”装料制度,形成了“大α角、大角差、大矿批”技术。该技术加重了边缘负荷,减轻了中心负荷,在炉喉部位形成了更适合强化冶炼的矿焦分布形式,有效的抑制了边缘煤气流引导了中心煤气,炉内煤气利用率稳定在49%,实现了高炉高产和低耗最佳结合。布料制度优化实绩如下:
表2 布料制度优化表
(2)“超低硅”冶炼技术
因河钢承钢高炉冶炼钒钛磁铁矿的特殊性,入炉原料中含有大量的二氧化钛,在高炉内Si和Ti都是较难还原的元素,其还原都需要消耗大量的热量,故以铁水[Si+Ti]作为冶炼钒钛磁铁矿高炉热状态的标准。通过对上、下部操作制度的优化,使高炉达到了上稳下活的工作状态,铁水物理热控制在1475℃±10℃,铁水[Si+Ti]均值由2013年的0.375%降低至了2016年的0.290%,[S]由2015年的0.033%逐步降低至2016年的0.022%。
(3)“大炉腹煤气量”控制技术
通过提高富氧率、喷煤比和调整风口攻关,归纳出“大炉腹煤气量指数送风制度”控制技术,核心“实际风速275m/s,鼓风动能13500KJ/s以上,炉腹煤气量指数66-68m3/min.m2”,送风制度优化后,高炉的抗风险能力提高,炉缸活跃程度改善。
(4)炉前标准化操作
为保证钒钛低硅钛低硫冶炼,必须减少渣铁在炉内滞留时间,对出铁出渣提出更加严格的要求,首先控制合理出铁速度,对高炉出铁速度、炉内铁水生成速度进行量化计算,通过选择钻头直径、改造开口机结构、精确打泥量等方法,达到准确控制出铁速度及时出净渣铁的目的;其次确保见渣时间,确保及时将炉内的炉渣排出。
(5)高喷煤比技术
河钢承钢近年持续进行喷煤比攻关,通过强化原燃料质量管理,优化操作制度,优化出铁组织,加强事故控制,促进管理制度的提升等一系列措施保障了喷煤比的逐步提高,高炉喷煤比稳定在150kg/t以上,进一步降低了生铁成本,实现了高炉降本增效的目的。
(6)“炉体超低热流强度”控制技术
通过“稳定中心,抑制边缘煤气流”的操作,形成了“炉体超低热流强度”控制技术。核心是“全炉热流强度11000w/m2,铜冷热流强度21000w/m2”,维护了高炉合理的操作炉型,为高炉的稳定、长寿创造了良好的条件。冷却制度优化实绩如下:
表3 炉体热流强度变化表
(7)控制有害元素
针对河钢承钢本地的含钒精粉有害元素含量高于普粉,造成高炉的入炉有害元素负荷较高,碱负荷达到7kg/t以上,锌负荷0.6kg/t以上,主要采取以下控制手段:
1)通过系统的理论研究、大量的高炉有害元素收支平衡检测,查明了河钢承钢高炉有害元素的来源及分布情况,制定了高炉有害元素的排出措施。
2)针对烧结机机头电场灰碱金属含量高的情况,将其进行外排处理,降低了高炉碱负荷。
3)将高炉瓦斯灰进行选铁处理后再进入烧结配料,降低瓦斯灰锌含量,降低了入炉锌负荷。
通过采取上述手段,高炉入炉有害元素碱负荷降至5kg/t以下,锌负荷0.5kg/t以下。
(8)研发“风水淬渣”工艺
研发了一种冶炼钒钛磁铁矿的高炉炉渣处理工艺。风水淬渣法能够消除现代化渣处理方式难以处理含钛炉渣带铁多的缺陷。满足钒钛矿高炉生产的需要,同时这种冲渣工艺每座2500m3高炉每小时节电470kwh,促进了循环经济和环境保护。
(9)引进料罐均压煤气净化回收技术
对国内外高炉料罐均压放散煤气的净化与回收进行了深入研究。结合河钢承钢具体情况,利用了高炉布袋的多余箱体,设计高炉料罐均压放散煤气净化回收的装置。充分利用了二次能源,并降低了排放噪音、粉尘。河钢承钢三座2500m3高炉和一座1260m3高炉年可回收料罐均压放散煤气约4350万m3,减少煤气灰排放量13.4t/a。
3.3 开发自动化管理程序
开发了《炼铁事业部炼铁原燃料倒运系统》、《原燃料性价比测算程序》、《高炉、烧结、热风参数点采集》等自动化程序,为炼铁事业部提高原料管理水平、优化原料结构、提高工艺掌控能力打下了坚实基础。
最后,河钢承钢炼铁事业部真诚欢迎全国各地钢铁企业的炼铁工作者到河钢承钢做客、交流,大家一起分享经验、成果,共同推动高炉炼铁技术的进步。
(责任编辑:zgltw)