本钢新1号高炉生产能力分析与对策

2015-03-10供稿惠国东HUIGuodong

金属世界 2015年4期

关键词：本钢透气性布料

供稿|惠国东 / HUI Guo-dong

本钢新1号高炉生产能力分析与对策

Production Capacity Analysis and Countermeasures about New No.1 BF in BX Steel

供稿|惠国东 / HUI Guo-dong

作者单位：本钢板材股份有限公司炼铁厂，辽宁本溪 117000

内容导读

本钢板材新1号高炉开炉运行至今，利用系数始终不高，生产能力没有达到最佳。根据原燃料质量条件，同时结合高炉的实践运行参数，对影响高炉炉腹煤气量、K值的各个因素进行详细分析，并针对性的提出提高炉腹煤气量的对策，为高炉下一步强化决策提供科学的数据依据。

本钢新1号高炉设计容积为4350 m3，于2008年10月9日开炉投产。开炉后各项经济技术指标达到了设计水平，但自2009年1月开始，由于对4000 m3以上大型高炉操作经验的欠缺，加上布料溜槽磨损、焦炭质量波动等原因，操作炉型被破坏，经历了一年多的操作制度的摸索和优化，重新确立了各项技术操作参数，生产逐步走上了正轨，高炉顺行状况逐步改善，技术经济指标稳步提高，尤其是2013年3—4月份，焦比达到了历史最低水平(见表1)，但高炉燃料比较高，利用系数较低。

原燃料质量分析

烧结矿由2台265m2烧结机供给，烧结质量相对稳定；马耳岭球团抗压强度低，合格率低，我们的要求是合格率要达到100%。综合入炉品位59.0%，较去年下降0.4%。

表1　本钢板材新1号高炉技术经济指标

新1号高炉以焦化厂焦四车间干熄焦为主，焦三车间干熄焦为辅，焦三干熄焦占入炉焦炭量的20%左右，焦炭的各项性能指标相对稳定。

目前喷吹的煤粉烟煤比例为43%，导致了煤粉的发热值较低，煤粉的置换系数只有0.702，这直接影响着燃料比的升高；而且负200目的比例只有61%，距离要求≥80%还有很大的差距。

高炉运行参数分析

进入2013年，厂部推行稳健的生产经营计划。新1号高炉采取了一系列措施，逐步优化各种冶炼制度，实行稳扎稳打，逐步降低焦比。

稳定操作

统一、稳定的操作制度是炉况顺行的基础。严格落实“三稳定”(料批、炉温、碱度)的操作方针，认真做好团体配合，坚决反对个人主义的操作风格。“三稳定”的主旨为稳定热制度，因此，特别需要稳定风量、氧量、加湿、顶压、风温等参数，努力平衡炉温在1500~1515 ℃。坚决控制适宜压差在160~175 kPa，上限压差≤185 kPa。

上部调剂

为促使煤气流合理分布，改善布料矩阵的档位角差，在矿角差不变的条件下，调整第3、4、5档位，使之由等角差发展为阶梯角差，做到布料平台更为平整。

为改善边缘气流，采取提高料线的措施。矿批料线由1.4 m调整为1.3 m，边缘温度稳定在80~100℃。

缩小焦批，由23.5 t减少为22.8t，增加了焦炭负荷，稳定了煤气流的三次分布。

微调中心焦量，根据外围原燃料条件的变化改善中心气流，确保中心气流发展和炉况顺行。

下部调剂

进入3月份后，天气逐步开始转暖，原燃料条件将逐步改善，为增加入炉风量，3月28日季修时扩大风口面积，由0.4680 m2扩大为0.4705 m2。

炉型管理

努力保持完整的操作炉型，在调整各项冶炼制度的同时严密监视炉墙的工作状况，包括渣皮的脱落情况，水温差的上升等。经过调整，入炉风量、炉腹煤气量缓慢增加，产量随之提高。

高炉指标影响因素分析

经过近几个月的运行，对炉温的控制越来越好，其波动幅度越来越小；压差水平不断降低，平均压差小于170 kPa；炉腹煤气量逐步增加，目前已经达到9000 m3/min，但炉腹煤气量指数却偏低，目前只有57.0 m³/(min·m2)的水平。大高炉炉腹煤气量指数一般在58~66 m³/(min·m2)之间，宝钢、太钢等大高炉通常维持在60m³/(min·m2)左右(见表3)，因此还有较大的提升空间。

如果使炉腹煤气量指数达到60 m³/(min·m2)，则需要炉腹煤气量达到9500 m3/min，对影响炉腹煤气量指数的各个参数逐一分析。

风量

若保持其他参数不变，需要增加风量360 m3/min，即入炉风量达到6660 m3/min，电鼓完全有能力达到。风量的增加会导致鼓风动能增加，活跃炉缸；同时也会导致中心气流发展，边缘趋弱，K值上升。

增加富氧

增加富氧到33000 m3/h，使富氧率达到6.3%。新1号高炉的富氧管道经过改造后，具备了提高富氧率的能力，但5.0%以上的富氧率还没有尝试过。增加富氧率通常会使理论燃烧温度提高，降低透气性，边缘气流发展。

增加湿度

表3　本钢新1号、宝钢4#、太钢5#高炉操作参数对比

每5 g/m3的湿度可以增加0.5的炉腹煤气量指数。本溪地区大气湿度随季节变化较大，夏季最高可达20 g/m3。为保持鼓风湿度的稳定，通常开加湿，将鼓风湿度稳定在每天的最高水平。但加湿会增加燃料比，每增加1 g/ m3湿度会提高0.8 kg/t燃料比。

提高喷煤量

随着炉腹煤气量的提高，煤比也会相应的提高，焦炭负荷加重，透气性变差，影响顺行。煤粉影响炉腹煤气量指数较小，每10 t/h煤量影响0.3的炉腹煤气量指数。喷吹煤粉会降低理论燃烧温度，而大煤比时会导致边缘气流发展。

根据炉况需要，同时调整风量、富氧、喷吹、湿度等参数

综合对策与方向

炉腹煤气量的增加直接影响着煤气流的初始分布。限制炉腹煤气量增加的最主要原因是K值的上升。我们通过表3可以看出，宝钢与太钢分别采取了增加风量和提高富氧率的方式来提高炉腹煤气量指数，但二者的K值均处于下限值。4000m3以上高炉的K值通常小于3.0。新1号高炉目前K值在2.8~ 3.0之间，在此基础上如果增加炉腹煤气量势必会增加K值，破坏顺行。为使K值降低，我们需要从以下方面着手：

降低高炉的渣铁比

渣量是煤气顺利穿过滴落带的决定性因素。国内指标较好的大高炉渣比普遍低300 kg/t，而以宝钢的渣比最低，达到250 kg/t。新1号高炉的渣比超过310 kg/t，有待进一步降低。

提高原燃料的粒度

受成本压力的影响，新1号原燃料入炉粒度在不断的缩小，减小烧结筛孔直径，但是这势必影响高炉的透气性，影响炉腹煤气量的增加。

提高球团的抗压强度

国内同类型高炉入炉球团的抗压强度为2300~ 2500 N/P，而马耳岭球团的抗压合格率仅有50%。因此需要提高球团矿的抗压强度，减少入炉粉末，改善透气性。

调整布料制度，降低燃料比

在布料制度的调整过程中，我们始终在探索最佳的适合自身的制度。目前采取的中心加焦的布料制度已经形成了相对完整操作体系，在炉况顺行方面能有效的避免因外界波动而导致的炉况波动，但中心加焦布料的弊端便是能耗高，尤其在燃料比方面。在今后的布料制度调整中，我们将在目前的基础上，逐步探索以平台加漏斗形状的布料制度。

提高煤粉发热值

提高煤粉的发热值，提高置换比，降低燃料比；提高煤粉−200目的比例，改善煤粉的燃烧性能。因中心加焦的高炉通常中心气流比较发展，当煤比大幅度提高后，未燃煤粉容易进入炉内与炉渣混合，降低高炉的透气性。

扩大风口面积

扩大风口面积，给增加入炉风量提供条件。目前新1号高炉的风口面积为0.4705 m2，可以逐步提高到0.4750 m2。

提高炉顶压力

提高炉顶压力可以有效降低煤气流速，降低压差，改善透气性，增加炉腹煤气量。目前新1号高炉顶压在240 kPa，可以逐步提高到250 kPa。