首钢股份3号高炉炉役后期降低燃料消耗实践_张俊伟.pdf

第 卷第期四 川 冶 金 年月 y ，文章编号：（）第一作者：张俊伟（），男，工程师，主要从事负责高炉冶炼的技术质量管理，：y 。首钢股份号高炉炉役后期降低燃料消耗实践张俊伟，程洪全，贾新，王荣刚，林春山（北京首钢股份有限公司，河北 迁安 ）摘要：首钢股份号高炉于 年月投产，一代炉役寿命已达 年，进入炉役生产后期。生产中存在操作炉型既定，高炉炉况接受调整困难；炉缸炉底侵蚀严重，加钛护炉为常态；冷却强度下降，在炉墙处形不成稳定的渣皮等制约高炉强化冶炼的特征，高炉表现为煤气流分布紊乱，炉缸侧壁温度长期处在高位，被迫控制铁水产量适应，严重影响了高炉顺行，燃料消耗居高不下。通过采取加强原燃料质量管理，提高原燃料质量和入炉粒级；合理地上下部调剂，调整中心和边缘煤气流分布，提高煤气利用率；精细精准化日常管理，保证炉温和炉渣碱度合适稳定，炉外渣铁出匀出净等措施，号高炉炉况长时间稳定顺行，铁水产量稳步提升，燃料比大幅下降，各项技术经济指标明显改善。关键词：大型高炉；后期炉役；装料制度；燃料消耗中图分类号：文献标识码：o o o o o ，（，）：y y ，y ，；y y ，y y y ，y ；，；y y，y ，y ，y o ：；y ；首钢股份号高炉有效设计容积 ，采用了无料钟并罐式炉顶设备，霍戈文内燃式热风炉和两座预热炉，碳砖陶瓷杯复合炉缸炉底结构，炉底水冷，炉缸、炉身采用分段式软水闭路循环冷却系统，设有个铁口，个风口。于 年月投产，一代炉役寿命已达 年，进入炉役后期。高炉生产中存在操作炉型既定，高炉接受调整困难；炉缸炉底侵蚀加剧，加钛护炉为常态等制约高炉强化冶炼的特征。年月，受炉缸侧壁温度异常升高导致高炉被迫护炉的影响，高炉调整以守成为主，不采取进攻手段，铁水日产量下降明显，平均日产 ，燃料比 ，燃料消耗处于高位。月后，炉缸侧壁高温点位的温度降到可控区间，通过一系列积极的调整，采用加强原燃料质量管理，合理的上下部调剂，调整中心和边缘煤气分布，精细精准化管理等措施，号高炉各项技术经济指标逐步改善，燃料消耗明显降低。号高炉主要技术经济指标表号高炉主要技术经济指标月份平均日产（）利用系数（）焦比（）煤比（）燃料比（）年月 年月 年月 年 月 年 月 年 月 年月 加强原燃料质量管理 改善原燃料质量原燃料质量的改善，是高炉稳定顺行和降低燃料消耗的基础。在燃料方面，（）焦炭质量对炉缸的影响是长期的，优质的焦炭能改善炉缸死焦堆的透气性、透液性，减少铁水环流对炉缸侧壁的冲刷、侵蚀，所以在炉役后期提髙焦炭质量更为重要。采取增加焦炭反应后强度，降低焦炭反应性的措施，改善料层透气性和中心死焦堆透液性。据经验知，大型高炉用焦炭 ，号高炉与迁焦协调做出调整，延长干熄焦炭炭化时间，月后焦炭冷强度 降低明显，平均 ，焦炭 稳步提高至 以上，明显减弱，最低至。焦炭 和 趋势变化见图和图。（）调整混合煤配比，使煤粉灰份和挥发分在合理范围，保证煤粉发热值和燃烧稳定性良好。（）高炉冶炼中硫是吸热 反 应，理 论 上每 增 加 ，焦 比 升 高 ，且 在高炉内循环，破坏焦炭热强度，因此要减少焦炭和煤粉带入的硫分，降低入炉硫负荷，负荷由 降至 左右。入炉负荷趋势变化见图。日期C S R,%7 47 27 06 86 66 42 0 2 1/7/12 0 2 1/1 0/12 0 2 1/9/12 0 2 1/8/12 0 2 1/1 1/12 0 2 1/1 2/12 0 2 2/1/1图焦炭 趋势变化日期C R I,%2 42 22 01 82 0 2 1/7/12 0 2 1/1 0/12 0 2 1/9/12 0 2 1/8/12 0 2 1/1 1/12 0 2 1/1 2/12 0 2 2/1/1图焦炭 趋势变化日期S 负荷,k g/t5.2 04.7 04.2 03.7 03.2 02 0 2 1/7/12 0 2 1/1 0/12 0 2 1/9/12 0 2 1/8/12 0 2 1/1 1/12 0 2 1/1 2/12 0 2 2/1/1图入炉负荷趋势变化日期Mg O%/A l2O3%0.7 50.6 50.5 50.4 52 0 2 1/7/12 0 2 1/1 0/12 0 2 1/9/12 0 2 1/8/12 0 2 1/1 1/12 0 2 1/1 2/12 0 2 2/1/1图镁铝比趋势变化在原料方面，实时控制原料质量。（）随着高炉逐步强化，高炉死焦堆透液性变差，且号高炉处于后期炉役，长期加钛护炉，渣铁黏度大，因此要控制烧结矿中 含量基本稳定，逐步提高 含量，保证高炉渣中镁铝比稳步提高。镁铝比变化见图，镁铝比保持 以上，改善渣铁流动性。（）为防止原料质量变化，恶化料柱透气性，要求烧结矿具有良好的还原性，烧 结 矿 中 含量在 ，降低烧结矿低温粉化率，改善料柱透气性。（）关注入炉料的碱金属以及锌含量变化，做到受控，保证 碱金属负荷在 上下，负荷在 左右。加强原燃料筛分保证精料还要做好仓下筛分工作。通过采取优化筛分时间和及时清理筛网等一系列措施，减少烧结矿粉末入炉比例。入炉烧结矿粒级 比例第期 y由 降至，变化趋势如图所示。焦炭实现分级入炉，焦炭平均粒度保持在 以上，焦炭平均粒度趋势变化如图所示。烧结矿 5 m粒级比例,%8.0 07.0 06.0 05.0 04.0 03.0 02.0 0日期2 0 2 1/7/12 0 2 1/8/12 0 2 1/9/12 0 2 1/1 0/12 0 2 1/1 1/12 0 2 1/1 2/12 0 2 2/1/1图入炉烧结矿粒级比例变化趋势焦碳平均粒级 m m5 5.0 05 4.0 05 3.0 05 2.0 05 1.0 05 0.0 0日期2 0 2 1/7/12 0 2 1/8/12 0 2 1/9/12 0 2 1/1 0/12 0 2 1/1 1/12 0 2 1/1 2/12 0 2 2/1/1图焦炭平均粒级趋势变化通过优化入炉料粒度组成，减少粉末入炉，改善料柱透气性，利于炉况稳定顺行。合理的上下部调剂 上部调剂根据不同的原燃料条件，以稳定煤气流分布，提高煤气利用率为目的，进行上部装料制度调整。第一步，采取缩小矿焦角差，适当减少中心焦的装料方法，稳定中心煤气，提高煤气利用率；第二步，高炉不断强化，矿批加大，把矿焦同时外移，开放中心通道，保证中心气流充沛；第三步，随着球比提高，既要保证炉喉料面有足够的漏斗深度，又要保证矿焦平台稳定，疏松中心、边缘两道气流；第四步，矿焦平台稳定后，配料改变，球比降低，生矿比升高，调整装料，稳定两道煤气流分布，保证炉况顺行。下部调剂高炉冶炼中，下部调剂是根本。生产实践中，下部调剂对炉役后期的冶炼尤为重要。号高炉选择适宜的风口面积，保持较高的风速，实际风速在 上下，提高鼓风动能，鼓风动能在 。鼓风动能提高后，炉缸工作状态明显改善，热量充沛稳定；提高料柱的整体透气性，增强炉况的顺行程度与抵抗外界变化的能力。保持较大风量，风量在 ，吹活炉缸，利于提高冶炼强度。表历次装料调整步骤装料调整料线初始 第一步 第二步 第三步 第四步 号高炉以持续的上下部调剂为手段调整煤气流分 布，提 高 煤 气 利 用 率，煤 气 利 用 率 最 高 至 ，煤气利用率变化见图。降低燃料消耗，提高冶炼强度，冶炼强度稳步提高至 （），冶炼强度趋势见图。日期煤气利用率,%0.5 40.5 20.5 00.4 80.4 62 0 2 1/7/12 0 2 1/1 0/12 0 2 1/9/12 0 2 1/8/12 0 2 1/1 1/12 0 2 1/1 2/12 0 2 2/1/1图煤气利用率趋势变化日期冶炼强度 t/(m3 d)0.5 40.5 20.5 00.4 80.4 62 0 2 1/7/12 0 2 1/1 0/12 0 2 1/9/12 0 2 1/8/12 0 2 1/1 1/12 0 2 1/1 2/12 0 2 2/1/1图冶炼强度变化精细精准化管理 炉内精心操作，保炉温和碱度稳定高炉炉内操作要精心，根据不同的原燃料情况做出调整，把炉温和炉渣碱度做合适、稳定，减少热制度和造渣制度波动，保持炉况稳定顺行局面。日常操作以高炉操作规范为纲，积极调整，控制在 ，控制在 ，控制在 ，铁水物理热在 以上，保证炉缸热度充沛，渣铁流动性良好。炉前精细操作，保证渣铁出匀出净炉前能否把渣铁出净出匀，直接关系到炉况的稳定与顺行。首钢股份号高炉设置个出铁口，正常生产中采用“三用一备”，个铁口循环重叠四川冶金 第 卷出铁方式。及时掌握好出铁状况，调节好开铁口时间和出铁时间，控制铁口深度 左右，开口时间严格控制在 以内，力争零间隔出铁，出铁时间控制在 ，保证渣铁出匀出净。精准规整炉型，保证炉况顺行高炉的操作炉型由煤气流分布和冷却制度决定，合理的操作炉型炉墙渣皮稳定，有利于高炉顺行稳定。但在实际生产中，因四大制度及原燃料等变化的影响，高炉炉墙会发生粘结或渣皮剥落，影响高炉顺行。总结分析出造成号高炉后期炉役期间渣皮大面积脱落的主要因素：（）送风制度、装料制度不合理，边缘气流发展；（）冷却强度偏低，形不成稳定的渣皮。采用如下方法规整炉型：（）通过布料制度的调整，适度抑制边缘煤气流，减少渣皮脱落。送风制度方面，增大实际风速，提高鼓风动能，吹透中心，稳定边缘。（）做好炉温，调整好炉渣碱度，处理炉墙粘结，适当将炉温控制在中限水平，放低炉渣碱度，确保良好的渣铁流动性。（）控制冷却强度，加强炉身水温差 监 控，及 时 调 整 冷 却 水 压，保 证 炉 墙 渣 皮稳定。采用上下部调剂和控制冷却强度等手段，高炉操作炉型趋于合理，减少炉况波动，高炉长期顺行。强化冶炼效果号高炉经过一系列调整后，各项技术经济指标逐步改善，高炉日产量稳步提升，利用系数逐步增大，燃料比明显降低。日期利用系数 t/(m3 d)2.42.32.22.12 0 2 1/7/12 0 2 1/1 0/12 0 2 1/9/12 0 2 1/8/12 0 2 1/1 1/12 0 2 1/1 2/12 0 2 2/1/1图利用系数趋势变化日期燃料比,k g/t5 5 0.0 05 3 5.0 05 2 0.0 05 0 5.0 04 9 0.0 04 7 5.0 04 6 0.0 02 0 2 1/7/12 0 2 1/1 0/12 0 2 1/9/12 0 2 1/8/12 0 2 1/1 1/12 0 2 1/1 2/12 0 2 2/1/1图 燃料比趋势变化结语首钢股份号高炉在入炉矿品位、富氧率、顶压、风温相对稳定的条件下，通过各方面调整和逐步强化，在炉役后期实现产量稳步提升，燃料消耗下降的目标，为铁前工序进一步降本增效积累经验。（）控制原燃料质量和粒度，改善料柱透气性和死焦堆透液性；降低有害元素入炉量，减少热量消耗和循环富集，为高炉达产降耗创造条件。（）高炉后期炉役时护炉为常态，渣铁流动性差。适当放低炉渣碱度，提高炉渣镁铝比，增加铁水物理温 度，渣 铁 流 动 性 改 善 显 著，炉 况 长 期 稳 定顺行。（）采用合理的上下部调剂制度和冷却制度，高炉操作炉型和煤气流分布趋于合理，提高煤气利用率，强化高炉冶炼，降低燃料消耗。（）精准把控炉内外生产，保证高炉长期顺稳局面，给高炉降耗提供支撑。参考文献：郭先燊，张杰，陈晓军邯钢号高炉炉役后期的护炉及强化冶炼炼铁，（）：王筱留钢铁冶金学（炼铁部分），第版北京：冶金工业出版社，周传典高炉炼铁生产技术手册北京：冶金工业出版社，徐益军湘钢号高炉强化冶炼实践炼铁，（）；客海滨，尤新东，尹海斌，等唐钢号高炉强化冶炼的生产实践 冶金能源，（）：王志堂，聂长果等 马钢号 高炉强化冶炼实践炼铁，（）；董国强，客海滨，尤新东，等 唐钢北区高炉强化冶炼生产实践 第六届炼铁对标、节能降本及新技术研讨会论文集，：张志斌 邯钢号高炉强化冶炼生产实践 南方金属，（）：刘海宏 实际生产中高炉操作炉型的探讨 技术文摘，：陈培敦，邵书东，薛玉娜，等 浅谈高炉操作炉型管理与炉况顺行中国冶金，（）：马晓勇，张宝付，李亮，等凌钢号