山西建龙5号高炉降本生产实践_李海斌.pdf

山西建龙 5 号高炉降本生产实践李海斌，高志军，吕国明（山西建龙实业有限公司，山西运城043801）摘要：分析山西建龙实业有限公司 5 号炉提高烟煤比例的意义，叙述提高烟煤比例的措施，并通过加强高炉炉缸状态预判和处理、强化炉前出铁管理及设备管理、实施技改优化，使作业率大大提高，最终使高炉指标得到优化，降低了生铁成本。生产实践证明，铁前低成本管控措施得当，实践成果可供同类型企业借鉴，且后续还将持续研究高炉降本、降耗途径。关键词：降本；提高；烟煤比例；快速恢复；出铁；休风率中图分类号：TF543文献标识码：A文章编号：1672-1152（2023）05-0162-030引言山西建龙实业有限公司 5 号炉炉容 1 080 m3，南北双铁口，公司结合市场情况与北京科技大学合作，于 2022 年 2 月 15 日开展 10 号炉提高烟煤比例（55%60%65%75%80%100%）试验，取得了成功，并在 5 号炉进行同步推广，效果达到预期值。通过加强高炉炉缸状态预判和处理、强化炉前出铁管理、强化设备管理、实施技改优化，使生产作业率提高，高炉指标得到优化，生铁成本有效降低，控制措施得当，可供同类型企业借鉴。1提高烟煤比例效益国内煤炭资源的分布情况：烟煤占 73.3%，无烟煤占 7.9%，褐煤占 6.8%，其他煤种占 11.6%。随着高炉喷吹无烟煤资源日趋紧张，烟煤与无烟煤差价明显。截至 2022 年 7 月，烟煤平均价格为 1 517.2 元/t，无烟煤价格 1 805.4 元/t，平均相差 288 元/t，最高差价达 729 元/t。经测算，当烟煤与无烟煤价差达到110 元/t 时，提高烟煤比例，有利于降低铁水成本；但因烟煤存在挥发性高、爆炸性强、着火点低、易引发安全事故的特点，成为行业内部限制烟煤比例提高的关键制约因素。对此，山西建龙与北京科技大学于 2021年 6 月签订了全烟煤高效安全喷吹技术项目合同，于2022 年 2 月开始进行提高烟煤比例试验，3 月时 10号炉烟煤比例达到 100%，并保持基本稳定，实现全烟煤安全喷吹。1.1喷煤系统风险点梳理及管控措施实施全烟煤喷吹前，重点针对高挥发分烟煤易着火、爆炸的特点，分析可能出现的问题并制订相应的风险管控措施 9 项，同时针对可能出现的设备管道磨损、磨机产能降低对生产的影响、设备存在的安全隐患，梳理相应的措施及改造项目总计 20 项，并推进措施的有效执行，具体如表 1 所示。收稿日期：2022-11-30第一作者简介：李海斌（1976），男，重庆人，毕业于重庆工业高等专科学校炼铁专业，大专，冶金工程师，主要从事铁前技术研究工作。总第 208 期2023 年第 5 期山西冶金Shanxi MetallurgyTotal 208No.5，2023DOI:10.16525/14-1167/tf.2023.05.061表 1喷煤系统风险点梳理及管控措施序号风险点梳理整改措施目的1系统运行时磨机排渣孔内积煤自燃频繁发生磨机排渣孔处增加氮气吹扫降温降低磨机排渣孔含氧量，杜绝煤渣着火2磨机现有密封风介质为空气，不利于控制系统O2含量在密封风管道处增加氮气保护氮气替代空气，降低磨机内腔含氧量3给煤机给煤流量显示不准确，无断煤信号，不能为操作工提供准确信息，不利于安全生产安装给煤机瞬时流量检测装置，并联锁断煤报警防止因给煤机断煤造成磨机震动产生火花4810 号喷煤收粉器布袋反吹管容易脱落，布袋没有反吹，煤粉长时间吸附布袋，易产生自燃改造加固布袋反吹管有效杜绝因反吹管脱落无法反吹煤粉而造成煤粉长时间吸附布袋产生自燃5收粉器反吹压力波动降低，操作人员不能及时发现，长时间反吹效果不好，使其煤粉长时间吸附布袋易产生自燃在 1 号、2 号反吹管及气包分别增加压力变送器，并反馈到电脑画面杜绝因气源压力不足反吹效果不好，造成煤粉长时间吸附布袋产生自燃6收粉器（810 号区域）1 号灰斗变形，承重受限，影响制粉量对 1 号收粉器灰斗变形进行加固焊接灰斗承重增加可有效提升系统风量，确保磨机台时产能；实时监测灰斗内部温度7原煤仓没有料位显示恢复原煤仓料位计设计实时监测原煤仓料位8单一高炉热风炉废气CO、O2含量异常时，不能及时切换使用另一座热风炉废气热风炉废气切断阀开关信号、操作实现主控操作热风炉废气出现异常时，能够及时关闭热风废气切断阀9收粉器布袋破损产生积粉，不能及时发现在收粉器各箱室增加粉尘检测仪杜绝因布袋漏粉使上箱体死角产生积粉自燃10煤粉仓 CO、O2含量超标煤粉仓增加氮气微充装置，稀释CO、O2含量降低煤粉仓CO、O2含量，使（CO）50010-6，（O2）10%11收粉器（810 号区域）灰斗处有漏风点对灰斗漏风点进行补焊杜绝空气进入收粉器，降低收粉器 O2含量12系统事故报警、充氮连锁无法实现自动保护设置程序参数，进行自动连锁煤粉仓、磨机、收粉器出现温度及气体含量超标时能够自动进行充氮保护13 磨机入口没有微充氮装置磨机入口增加氮气微充装置，稀释 CO、O2含量降低磨机入口CO、O2含量，使（CO）50010-6，（O2）6%14热风炉废气总管未安装CO、O2在线监测仪在喷煤各系统热风炉废气总管处安装 CO、O2在线监测仪热风废气 CO、O2含量波动数值可提前预警，指导制粉操作15磨机产能降低，影响高炉煤比修复小高炉区 2号磨机提高制粉量生产实践2023 年第 5 期1.2烟煤比例提升试验过程全烟煤喷吹前，通过论证和制订详细的提升方案，确定在 10 号高炉进行全喷烟煤试验。试验共分四个阶段，将烟煤比例由 55%逐步提高到 100%，按照全烟煤喷吹计划，于 2022 年 2 月 15 日开始提高烟煤比例，第一步将烟煤比例由 55%直接提到 70%，随后按照每周 10%幅度增加比例，3 月 7 日烟煤比例提高到100%，试验成功；4 月 11 日受疫情和库存影响，烟煤比例由 100%退到 85%。1.3根据 10 号炉试验情况，陆续提升各高炉烟煤比例从 2022 年 2 月 22 日开始，对 1 号、5 号、6 号、8号高炉开展提烟煤比例操作，第一步由 55%提高到60%，随着喷煤系统设备改造和新磨机投产，3 月 7 日烟煤比例提高到 65%，4 月 11 日受疫情和库存影响，烟煤比例退到 50%，4 月 15 日恢复到 65%，4 月 30 日提高到 70%，5 月 12 日提高到 75%并保持稳定，受烟煤性价比影响，烟煤比例未再继续提高，7 月 2 日起烟煤性价比低于无烟煤，烟煤比例逐步退到 30%，近期随烟煤价格降低，性价比提升，烟煤比例逐步提高到 40%，到 9 月份烟煤比例逐步提到 65%。1.4烟煤比例提升注意事项和效益1）开展全烟煤喷吹，通过操作制粉系统和严格控制检修过程，可实现系统安全、稳定运行；2）10 号高炉在全烟煤试验期间，烟煤比例达到100%，但气流不太稳定，风温、煤比偏低，实验效果欠佳，其他高炉的烟煤比例提升到 75%，因各变化因素、操作调剂和总结比较充分，高炉炉况、气流可控；3）烟煤比例提升期间，需综合考虑烟煤价格与煤焦、烟煤无烟煤置换比的关系，以保证高比例烟煤喷吹的经济性；烟煤的选择应在保证高性价比的前提下，尽量选择热值高的烟煤，不同烟煤的安全性存在差异，使用前必须确认好；4）效益：烟煤比例由 55%提高到 75%，价差在288 元/t 和 702.9 元/t 的情况下，吨铁成本分别降低9.41 元/t 和 26.02 元/t。2持续把控炉缸状态，出现异常情况时果断采取措施2.1分析炉缸状态2.1.1炉缸堆积5 号炉炉底 5.698 m 温度持续下行，炉缸逐步堆积（见图 1）。从 7 月下旬开始，一直到 9 月初，根据高炉炉况需求，从 6 号高炉协调 B 炮泥给 5 号高炉北场使用，在短时间内可改善北场出铁，但因 B 炮泥主要供应 6号炉使用，给 5 号北场使用 B 炮泥并不连贯，以及南场铁口出铁情况持续未改善，影响出铁质量，铁次很难保证，出铁时间长短不一，且出铁不匀，出铁量少时在 120 t 左右，多则达到 360 t 左右，出铁次数最高达20 次，19 次常态化，严重影响了出铁正点率和铁量差，高炉出铁效果没有从根本上得到改善，高炉风持续加不上，炉底温度持续下降，从 8 月初到 9 月初，炉底温度由 538 下降到 505。到 8 月下旬，决定给5 号高炉单独采购炮泥，截至 8 月 31 日，给 5 号高炉单采试验炮泥陆续到厂，南场试验开始。2.1.2其他原因1）市场变化、变料影响：根据 7 月 15 日市场情况变化，决定对高炉进行限产，对冶强进行控制；最大幅度降低原燃料库存量，烧结变料频繁，有时烧结日变料到达 34 次，入厂焦炭质量下降，库存量低，高炉变焦炭品种、配比较多，主流焦炭结构不稳定，发生较大变化。2）气温影响：从 8 月 30 日开始，气温由 3637 开始下降到 2526，高炉进水温度由 3233 降到2728，进水温度相对降低了 45，炉底温度下降较快。为提高降本增效幅度，加强低 Si 炉温控制，9月 13 日，炉温以 0.20%0.30%比例增加，炉底温度下降明显，最低为 505；9 月 35 日采取配加蛇纹石 200 kg/批，炉底温度逐步上升至 510。3）炉龄影响：5 号炉炉龄有 22 年，其中 2018 年 1月 11 日中修复产（炉缸未动），炉缸铁口泥包侵蚀较其他高炉严重（南场特别突出），炮泥消耗多，铁口难维护。2.2合理搭配风速与熔剂料进行炉况调剂9 月 35 日配加蛇纹石 200 kg/批，炉底温度由505 逐步上升至 510，初见效果；从 9 月 6 日开始，为加大高炉降本增效幅度，提升煤比（155 kg/t160 kg/t），将块矿配比增加到 8%，提高风压（410 kPa415 kPa），高炉出现 2 次难行，炉底温度下降。于 9 月7 日 07：00 白班配加蛇纹石 200 kg/批，后续增加到300 kg/批，16：50 配加锰矿 500 kg/批，后续增加到600 kg/批，后进行洗炉，炉底温度逐步上升，截至 9月 9 日，炉底温度上升到 516.1，相对 9 月 7 日上升 6，初见效果。但是熔剂料用量增加后，渣铁比发生变化，具体情况如下页表 2 所示。由表 2 可以看出，相较正常配料，渣铁比增加图 1炉底 5.698 m 温度变化550540530520510500490温度/5395365415305245215097 月 110 日7 月 1120 日7 月 2131 日8 月 110 日8 月 1120 日8 月 2131 日9 月 16 日日期李海斌，高志军，吕国明：山西建龙 5 号高炉降本生产实践163山西冶金E-mail:第 46 卷1223 kg/t，下部透气性降低，渣量过大，产生液泛1，会恶化下部透气性及发生炉缸堆积，使鼓风动能增加，需要较大的风速。9 月 7 日9 日风压加到 380390 kPa 后，高炉煤气量相对初始煤气量有所增加，但风速为 217 m/s，较正常风速 251 m/s 低，鼓风吹向中心穿透力减弱、边缘煤气增加，持续提高冶炼强度，边缘煤气量增加，造成边缘上升煤气流通路不畅，恶化下部透气性，出现炉况难行悬料。9 月 9 日 16：3016：48 休风，堵 4 个风口（4 号、8 号、14 号、18 号），提高风速，增加鼓风动能，以及复风后停用蛇纹石，保留锰矿 600 kg/批，渣铁比降低，相对正常配料只增加 38 kg/t。加风恢复过程，风速维持在 240250 m/s，炉况恢复顺利，截至 9 月 10 日13：00，风压 405 kPa，风量 3 035 m3/min，炉况顺行，达到全风水平，炉况持续稳定顺行；14：30 风口全开，炉底温度上升至 521，中班时停用第 46 批锰矿。2.3抓好炉前出铁管理针对 5 号炉高炉南场情况，公司采取南场炮泥单采区别对待，北场持续用 B 炮泥，优先保北场，使炉缸渣铁出净，保持炉况持续稳定顺行，抓好操作细节：1）规范炉前操作，稳定打泥量，