新钢10#高炉优化炉料结构的生产实践

2015-07-27李伟华江西理工大学江西赣州341000新余钢铁集团有限公司江西新余338000

山东工业技术 2015年8期

关键词：筛分焦炭高炉

李伟华, 卢勤（1. 江西理工大学,江西赣州 341000；2.新余钢铁集团有限公司,江西新余 338000）

新钢10#高炉优化炉料结构的生产实践

李伟华1，2, 卢勤1，2
（1. 江西理工大学,江西赣州 341000；2.新余钢铁集团有限公司,江西新余 338000）

为适应低品位矿导致的大渣比冶炼，10#高炉从优化原燃料质量、调整装料制度等多方面着手，采取精细管理、精准操作后，一年来，高炉炉况顺行，各项技术及经济指大幅上升。

高炉；优化；炉料结构

0 概况

新钢10#高炉（2500m3）于2009年11月10日投产，在高炉投产后的生产中过程中，10#高炉通过采用优质精料，大风量、高风温、高顶压、高富氧、高煤比、高冶强以及计算机控制一系列等炼铁新技术，自投产以来经济技术指标曾取得较好的成绩。但受钢铁行业产能过剩影响，钢铁企业间的竞争日趋激烈。为提升企业竞争力，新钢从降低吨铁成本出发，尽可能的降低高炉原料的入炉品位。进入2010年以来，10#高炉入炉品位基本维持在53.2%～54.7%。随着10#高炉入炉品位的下降，10#高炉炉况的稳定性逐步变差，对炉外的各种干扰，10#高炉炉况波动变化表现十分敏感，经常因压差高而被迫减风、减氧、甚至慢风作业，同时由于10#高炉抗炉况波动性差，导致10#高炉的各项经济技术指标大幅下降。

1 高炉优化炉料结构所采取的操作措施

针对目前的10#高炉原燃条件恶化及高炉操作管理中存在的不足，今年元月开始，在10#高炉实行合理优化炉料结构的操作尝试。

1.1 “精料”观念

1.1.1稳步提高原燃料质量，持续优化炉料结构，结合新钢地理受限等先天不足条件，不断提高自产焦炭质量，在煤比不断提高的同时，进一步提高焦炭在炉中“骨架”作用。

表1 新钢2×2500m3高炉近几年焦炭质量情况

1.1.2强化槽下对入炉原燃料的控制与管理，主要加强对入炉原燃料输送过程各焦炭种类和矿石种类对应入仓和原燃料质量异常管理及检查，严格控制影响入炉矿石、焦炭质量及水分等参数的跟踪。比如：筛网是否破坏，是否有大块的矿石焦炭漏出，筛网是否要更换，返矿中矿焦的比例多少。

1.2 优化焦炭使用配比

目前10#高炉使用的焦炭主要有三种，即：6m焦、4.3m焦和外购焦（主要为新昌南焦和赵城焦），各焦炭具体成分如表1。10#高炉6m焦分别放在21#、23#、25#仓；4.3m焦放在22#、24#仓；26#仓位外购焦，三种焦炭按一定比例往炉内拉料，当其中有一种或两种以上焦炭成分及冶金性能发生变化时，所在仓的焦炭应用量减少，防止焦炭成分波动带来炉温及炉况的大波动。

1.3 提高原燃料质量水平及加强原燃料的管理

（1）10#高炉为了实现精料入炉，一铁厂加强了槽下各仓筛分工作的管理，为减少入炉粉末量，10#高炉采用大矿批与焦丁混装入炉，大大改善料柱透气性性能。同时在减少入炉粉末原则上，对各仓筛分设备进行改进。把槽下投产前使用的焦炭振动筛条梳形筛改为棒条筛。棒条筛具有筛分效率高，筛分效果好等特点，更换后数据测定，烧结矿入炉粉末小于5mm 的比例控制在2%以下，下降0.3%。焦炭粒度小于25mm 的比例控制在1.7%以下，下降0.4%[1]。同时，一铁厂还固定9#、10#高炉供料模式，如新昌南和4.3M焦炭半月一轮转。还规定外购焦不能集中上同一座高炉，高炉在使用湿焦时不能超30%，超过30%高炉必须按湿焦重新计算高炉负荷；加强原燃料各仓位的管理，实行半仓位以上模式供料，减小原燃料在转运过程中二次粉化，减少了粉末量。

表2 高炉主要使用的焦炭成分

（2）加强原燃料检查工作。针对现有的原燃料条件必须做好槽下原燃料管理工作。为了最大程度减少其粒度波动，力求做到薄料层、多料嘴下料，同时对槽上料位低于3m的料仓必须停用，联系原料进料再用。每天常日班工长必须到槽下巡检现场检查原料情况，遇有筛网损坏积极联系更换。避免粒度小的烧结进入炉内引起风压波动。当班工长每班检查原燃料2次以上，并作好详细记录，及时了解烧结矿质量及焦炭水分变化的第一手资料，有利于提前调剂。

1.4 优化矿石粒级，减少粉末入炉比例

10#高炉通过加强了槽下筛分工作的管理，大大减少入炉粉末比例，采用焦丁与大矿批混装，改善料柱透气性。同时在减少入炉粉末原则上，对各仓筛分设备进行改进，把槽下投产前使用的烧结矿振动筛条梳形筛改为双层梳形筛（上层5mm，下层3mm）。筛分效率高，筛分效果好[2]。并且通过调整焦丁与矿石放料时间，10#高炉实现了焦丁与矿石混装（目前主要混在块矿中），效果很好。同时，为了改善10#高炉炉内的透气性，我们加强了槽下筛分工作，对10#高炉槽下振筛、上料进行调整，严格控制8个烧结矿仓、6个焦炭仓、4个球团矿仓、2个块矿仓，高炉原燃料的仓位管理保持半仓位上料模式，减少二次摔碎的现象，减少了粉末量。

1.5 “时间法”布料方法

“时间法”布料对每个档位的布料重量有和好的控制，特别是对于中心加焦量来讲，保证中心通路开放，布料模式根据炉体热负荷，煤气利用率等参数有开炉初期的C调整为适应边缘的CO，中心与边缘煤气分布合理，炉内料柱透气性大大改善，炉体各段热负荷比例稳定，煤气利用率达到46%以上，高炉炉况抗波动性能增强。为日后10#高炉实现低硅冶炼、扩O大矿批、降低燃料比打下了良好的基础，10#高炉高炉在实现煤比150kg/t以后，并根据炉身、炉腰冷却壁温度变化，再控制鼓风动能在135-140kJ/s的同时，通过调整边缘与中心的布焦量，达到了10#高炉合理的煤气分布，经验在于保证中心加焦量的同时（3500-3800kg）扩大矿批（66-70t）稳定煤气流，确保料面有一定平台宽度，合适的边缘O/C层厚度，一是避免炉墙附近边缘负荷过重，造成边缘软熔带根部过低，二是确保强劲的中心气流。保持两股气流稳定发展。（十字测温见图2）。

表3 新钢10#高炉2014年5月煤气利用率趋势

1.6 装料制度的合理选择

随着低品位矿使用后高炉稳定性变差，为保证顺行高炉一直采用中心加焦的技术。中心加焦技术虽然有利于炉况顺行，但难得到好的经济技术指标。为此，通过控制布料档位角度、布料圈数、布料时间及中心焦炭质量来稳定炉况[3]。为满足中心加焦技术对焦炭的质量的要求，高炉结合由外向里布料的规律，将焦炭质量最好粒度大的6m干熄焦装在称量罐的上部布于中心。中心气流出现短期不足，则采取延长布焦时间来增加中心焦炭量以改善中心料柱透气性。布料圈数和布料档位的角度的调整则主要是在当中心气流长期不足，调整布料时间效果不理想时，一般布料圈数在1～3间变化；中心气流宽而显弱时，压差≤150KPa，则适当缩短布焦时间，随后调整布料矩阵CO→CO，增加用矿石第四档收中心，提高煤气利用率至46%以上，煤气利用率维持在47.45%-49.74%（见表3）。

1.7 加强炉内上下部的合理调节

10#高炉在调整煤气流时，主要是在炉况稳定的基础上微调，煤气流在炉内的总体反映趋势是中心主导气流约偏强，边缘适当发展。

表4 2011年的炉喉十字测温表

从表4的炉喉十字测温我们可以判断出：10#高炉在这种状况下是中心主导偏强，边缘气流适当发展约偏弱，导致10#高炉煤气利用率小于45%，偏低，高炉燃料比高，各指标欠佳。同时边缘负荷过重，边缘气流较弱，导致炉墙易粘瘤，特别是在原燃料大幅波动后，导致炉温及碱度不稳定，易造成高炉炉墙结厚，极易破坏高炉的理想操作炉型，给炉况的抗稳定性带来较大的影响。10#高炉在2011年7月就是因为炉墙结厚的现象导致高炉炉况出现了失常，通过相当长的时间才处理好。

表5 2012年的炉喉十字测温表

在今年，10#高炉在处理炉内气流时以两股气流的均衡发展为模式。在保证中心主导气流强劲的条件下，适当放轻高炉边缘负荷，发展边缘气流。实现两股气流的均衡发展，主要通过中心加焦的比例，10#高炉是通过布焦时间的调整来控制两股气流的合理分布。

从表5的炉喉十字测温我们可以判断出：在采取措施后10#高炉炉喉十字测温边缘第五点温度下降至117℃，实践操作中来观察十字测温，来调整煤气流分布，不仅保证了10#高炉理想的操作炉型，而且使10#高炉炉况得到长期稳定顺行，两股气流的合理分布大大的提高了10#高炉的煤气利用率。煤气利用率从2011年7月的44%上升到47%，燃料比下降了30kg/t，取得较好的经济效益[4]。