浅谈如何把控2500 m3高炉煤粉喷吹量

董 超

(河北钢铁集团宣钢公司炼铁厂,河北宣化 075100)

浅谈如何把控2500 m3高炉煤粉喷吹量

董 超

(河北钢铁集团宣钢公司炼铁厂,河北宣化 075100)

宣钢2号2500 m3高炉通过技术创新,重点从高炉操作参数着手,通过多年的理论研究和生产实践,合理地依据小时料速来控制喷吹煤粉量。从2017年1月起,焦比降低,高炉煤比提高至120 kg/t,同时生铁成本也大大降低,高炉实现稳定顺行。

高炉喷煤;低煤比

1 引言

宣钢2号高炉于2010年9月18日投产,设计炉容2500 m3。从炉底到炉喉钢砖下沿共设14段冷却壁,其中炉腹、炉腰、炉身下部区域采用4段铜冷却壁,其余均为铸铁冷却壁。共设置30个风口,3个铁口。煤气系统采用重力除尘、旋风除尘、布袋干法除尘工艺。高炉喷煤设施单独设置,制粉和喷吹设备布置在同一建筑物内。

2 煤粉对高炉的影响

2.1 煤粉对高炉的作用[1]

(1)使理论燃烧温度下降,使炉缸中心温度略有上升。喷吹煤粉的分解吸热、增加风口前燃烧产物的热能,使理论燃烧温度降低;喷吹煤粉后由于鼓风动能增加,使炉缸中心温度上升。

(2)增加料柱阻损,热交换变坏。焦窗减小,透气性变坏,热交换变差。炉腹煤气增加使风压上升,炉内压差增大。

(3)影响矿焦比。随着喷煤量增加,料柱的矿焦比增大。

2.2 煤粉对炉缸热量的影响[2]

煤粉在炉缸分解吸热增加,初期使炉缸温度降低,直到新增加的喷吹量带来的煤气量和还原气体浓度的增加,改善了矿石的加热和还原,进入炉缸后开始提高炉缸温度,最后反应到炉缸温度的结果是煤粉喷吹得越多,炉缸的热量就越充足。进入高炉内的风量和氧量相对来说是一定的,煤粉的燃烧是需要氧量的,煤粉量越大需要的风中的氧量就越多,最后供给焦炭燃烧的氧量变少了,那么小时消耗焦炭量减少进而导致料速变慢,炉缸热量向热。

3 煤粉量的把握

对高炉而言必须先保证高炉稳定顺行,再保证高炉的参数,其主要是热量的控制。首先依照当前风量、焦炭量和小时煤粉量精确推算出理论小时料速,小时料速影响小时燃料比,实际小时料速与理论小时料速偏差越小,燃料比控制越稳定,炉温也就越稳定,小时料速的判断成为了关键的主观因素[3],有以下几种情况。

(1)热负荷稳定和冷却壁九、十段温度稳定的情况下,见图1、图2。依照料速来调剂煤粉,根据实际小时料速与理论小时料速的差值来调剂煤粉量,见表1(△料速为实际小时料速减理论小时料速)。

图1 热负荷趋势图

图2 冷却壁九、十段温度趋势图

表1 △料速与△煤粉量对应表

(2)热负荷稳定和冷却壁九、十段温度不稳定的情况下,见图3和图4。以实际料速与计算料速的差值来调剂煤粉量为主,微调整煤粉量。

当温度变化△T＜30℃时,见表2。

当温度变化△T在30～50℃时,见表3。

当温度变化△T在50～90℃时,属于气流失常现象,煤粉量调剂已无意义。

(3)热负荷和冷却壁九、十段温度都不稳定的情况下,见图5和图6。首先将R2提高0.02倍,可参考表3。

图3 热负荷趋势图

图4 冷却壁九、十段温度趋势图

表2 △料速与△煤粉量对应表

表3 △料速与△煤粉量对应表

4 效果

从2016年12月实施新技术操作后,高炉煤比有明显提高,焦比较之前有明显降低,风量、产量有大幅提高,见图7、图8。

图5 热负荷趋势图

图6 冷却壁九、十段温度趋势图

图7 产量、燃料比趋势图

图8 焦比、煤比趋势图

由图7、图8可知：2016年12月份以后煤比逐渐上升,焦比降低,最低降至344 kg/t,燃料比较之前明显稳定,产量逐步上升。2016年12月至2017年4月共节省168 t标煤,按照煤价650元/t计算,共节约10万余元成本。

5 存在的问题

(1)准确地把控小时料速是关键,料速失控超出两个小时,就有可能造成炉缸向热或向凉。对于大高炉来说就会造成一炉次或两炉次铁的参数不合格。

(2)在当前原燃料条件下,高炉炉温水平一直控制在中上限,铁水平均Si含量0.30%～0.38%,物理热1490～1510℃。如何采取其他方式和手段降低成本,还需进一步探讨和研究。

6 结语

(1)提前并准确地判断每个小时的料速是关键因素之一。

(2)根据小时料速变化清晰地判断料速是快还是慢,如何把控增减煤粉量的时机成为了最关键的因素。

(3)根据热负荷的变化量与波动时间长短把控煤粉量,有效地控制了炉温和煤粉使用量,以节约煤粉量、降低焦比的方式降低生铁成本。

[1] 卫计刚,阮根基,杨志荣.太钢4号高炉提高煤比实践[J].炼铁,2006(25)：33-35.

[2] 李红卫,唐顺兵.大型高炉实现高煤比高产量生产的条件和措施[J].中国冶金,2013(23)：26-30.

[3] 刘仁检.攀钢1号高炉提高煤比生产实践[J].炼铁, 2015(34)：55-56.

Discussion of Controlling Coal Injection Quantity on 2500 m3Blast Furnace

DONG Chao
(Xuanhua Steel Corporation of Hebei Iorn&Steel Group,Xuanhua 075100,Hebei,China)

The practical guidance for production was provided on basis of studies for many years.The amount of pulverized coal was controlled by the feeding velocity from blast furnace operating parameters.Since january 2017,coal ratio was increased to 120 kg/t with coke rate lowered,the cost of pig iron was reduced,and BF is stabilized and smoothed gradually.

blast furnace coal injection,low coal ratio

TF538.6

B

1001-5108(2017)04-0033-03

董超,硕士,工程师,主要从事高炉炼铁研究工作。