阳春新钢铁2BF提煤降焦生产实践

阳春新钢铁2BF提煤降焦生产实践

李铁

阳春新钢铁有限责任公司

摘要：文中对阳春新钢铁2号高炉提高煤比降低焦比生产实践进行了总结，高炉通过改善原燃料质量、提高富氧率、高定压等一系列措施，使高炉降低了焦比，提高了煤比从而达到了降本增效的效果。

关键词：高炉；提煤比；焦比；高风温

1、现状及原因分析

阳春新钢铁炼铁厂2BF有效容积1250m³，设计采用全冷却壁薄壁内衬结构，炉体采用软水密闭循环冷却，设有22个风口，2个90°夹角的铁口，于2009年12月26日投产，历年来通过对装料制度和送风制度的不断优化以及加强对原燃料有害元素的管控，炉况稳定性逐步增强，各项技术经济指标不断改善（见表1），从表1中可看出2BF的燃料比、利用系数等指标在行业内属于领先水平，但焦比偏高煤比偏低的状况长期存在，铁水成本较行业先进水平差距较大，前期也尝试过提煤比降焦比，但煤比提高后煤的置换比严重下降，燃料比大幅上升，达不到提煤降焦的目的，被迫退回，经过数据对比分析，认为提煤比后燃料比大幅上升的主要原因是煤比提高后煤粉燃烧不充分，未燃煤粉大幅增加导致燃料比大幅上升，其次2BF瓦斯灰中的碳含量长期较高（见表2），针对以上情况厂部成立提煤降焦攻关小组，通过改善煤粉粒度组成、改善原燃料质量、缩短煤枪长度、提高富氧率、高顶压等一系列措施，高炉提煤降焦取得了较好的效果，达到降本增效的目的。

表12BF2018年1-9月经济技术指标

表22BF2018年1-9月瓦斯灰碳含量

2、提煤比降焦比的方向及思路

(1)炉况稳定顺行是高炉提高煤比的前提条件，高炉根据每天的冶炼参数以及原燃料质量的变化情况制定相应的操作方针，操作上力求稳定，加强炉况的管理，根据当前原燃料条件制定高炉各项操作制度，坚持以高产、稳产、低耗、长寿为指导方针，高炉各项参数的调整由炉长提出，攻关小组集体讨论决定，避免因考虑不周全而导致炉况波动，确保炉况长周期稳定。

(2)改善原燃料质量，改善原燃料质量是2BF生产顺行、提煤比降焦比的基础要求。主要从两个方面入手，一是做好内部精料工作，减少粉末入炉，改善料柱透气性，为提高煤比提供条件，二是在配矿方面，尽量减少碱金属和锌等有害杂质入炉，碱负荷控制在2.8kg/t以内，锌负荷控制在0.30kg/t以内。

(3)调节方面：1、改善煤粉粒度组成；2、优化喷吹工艺，加强高炉风口区域巡检；3、提高顶压；4、提高风温；5、提高富氧率；6、做好设备点检工作；7、做好炉前渣铁排放工作。

3、优化提高煤比的具体措施

3.1改善煤粉粒度组成

理论上煤粉粒度越小，比表面积越大，与鼓风中的氧接触面积越大燃烧越充分，置换比就越高，新钢铁的喷吹煤粉粒度＜200目的占比长期仅在71%左右，通过对不同煤种、不同水分，匹配不同温度、加载压力、粗粉分离器角度、风量等参数的不断优化，煤粉粒度-200目的占比由71%提高到76%左右。2019年将通过磨机设备技改，煤粉粒度-200目将达到85%左右。

3.2优化煤枪参数，提高煤粉置换比

煤粉燃烧需要完成加热脱气、挥发份燃烧碳化、残碳燃烧三个阶段，如果三个阶段依次进行需要4.3s，而风口前段到燃烧带2m多长度上的空间，煤粉通过的时间约0.01-0.04s，实际不同煤粉颗粒叠加进行，有模拟实验表明，在有限时间0.01-0.04s内煤粉燃烧率在80%左右，行业内大多数高炉为了防止煤粉磨风口特意将煤枪加长至平风口前段，2号高炉同样采取了该方法，这种做法虽然可保证煤粉不磨风口，但是减少了煤粉与氧的接触时间，不利于煤粉的充分燃烧，鉴于该情况，攻关小组决定分步改短煤枪，2018年9月开始高炉煤枪长度由1950mm缩短至1750mm，休风观察更换下来的风口无明显磨损情况；2019年年初继续将5个已经接近更换周期的风口的煤枪长度由1750mm缩短至1650mm进行试验，待下次计划检修时观察风口是否有磨损，如果风口未出现磨损则将全部风口的煤枪长度由1750mm缩短至1650mm，让煤粉在风筒内就开始燃烧，增加煤粉燃烧时间，提高煤粉置换比，为提高煤比创造条件，其次工长以及配管人员每两小时点检一次，发现有煤粉磨风口的迹象或者枪位不正时要及时调整枪位，防止煤粉磨风口。

3.3提高炉顶压力

根据高炉冶炼参数，及时调整操作方针。高炉在保持原来风量以及风压范围内，保持高顶压降低了未燃烧煤粉对炉况顺行度的影响，提高炉顶顶压后，炉内煤气流速降低、料柱阻力损失降低，全压差减小，提高了煤气透气性，延缓煤气流在炉内的流速，增加煤气流与矿石的接触时间，降低未燃烧煤粉对炉况的影响，从而提高炉况的稳定性。高炉根据原燃料质量情况和操作要求，炉顶压力长期保持在205kPa以上，日常调剂实行定顶压操作，稳定了炉况，提高了煤比，降低了焦比。

3.4提高风温

2BF2016年将原有的管式预热器升级为板式预热器，预热效果大幅提升，单用高炉煤气烧炉可使风温达到1180℃以上，但是2BF采用的板式预热器在焊接工艺和设计方面存在缺陷，投入使用一年后由于钣金拉裂存在煤气泄漏，2018年4月计划检修时将煤气预热器退出检修，煤气预热器退出后风温从原来的1180℃下降至1160℃左右，通过优化热风炉烧炉参数，加上提高富氧后煤气热值增加，高炉风温仍然可稳定在1180℃以上，主要采取措施如下：

（1）根据每个热风炉蓄热能力定送风时间，当混风调节开度＜10%时必须换炉，可有效避免风温的大幅波动。

（2）控制换炉时间，换炉过程时间控制在15分钟到20分钟之间，可有效避免风温的波动，同时也可避免因风温的大幅波动引起高炉热风压力的波动，其次通过控制换炉过程时间，也可有效避免因换炉时间过长造成热风炉热量损失及热风炉烧炉时间不够。

（3）烧炉过程中手动进行调节，当各项参数稳定后立即转成自动烧炉，同时根据当前的煤气热值情况设定好自动烧炉的各项参数，采取该措施后，能达到快速烧炉的目的，其次可保证热风温度的稳定。

（4）增加工艺纪律检查的频次，发现未按规定烧炉或参数控制不达标，按制度进行通报。

3.5提高富氧量

富氧率提高1.0%，理论燃烧温度升高35～40℃，允许多喷煤粉20－30kg，产量增加4.76%。高富氧可以提高风口理论燃烧温度，同时又可以提高煤粉的燃烧率减少吨铁煤气体积，提高炉料透气性。采用高富氧来提高煤比可以降低焦比、提高产量，降低成本和提高综合效益，2BF根据高炉对氧量的接受情况，逐步将富氧率由2018年初3.0%提高至目前的4.2%，提氧过程密切关注探尺走势和气流分布，如加氧后探尺走势变差或者是中心气流弱化则延缓加氧时间，直至探尺气流正常时再考虑继续加氧，日常操作中氧量不做调剂手段，如有特殊情况需要减氧必须汇报后得到批准方可减氧。

3.6做好设备点检工作

设备稳定运行是高炉高产稳产的前提，严格落实三方点检制度，在点检过程中发现的问题能够在线处理的要及时处理，不能在线处理的要采取特护措施，同时做好每一次高炉计划检修的质量验收工作，尽可能的避免因设备原因造成低压操作或者休风，对提高煤比降低焦比提供有利支撑。

3.7做好炉前渣铁排放工作

炉前岗位维护好铁口，铁口深度必须在要求范围（铁口深度≥3.1m），如深度小于控制下限时，当班班长、炉前技师必须分析原因，并立即采取对应措施，确保铁口深度在要求范围内，铁口工作环境恶劣，是炉缸安全的薄弱环，通过控制好铁口深度既能确保炉缸安全工作，又有利于排尽渣铁，如有渣铁排放不净的情况及时采取相应措施，杜绝因渣铁排放不净造成炉内减风情况，确保风量的连续稳定，为提煤比降焦比创造有利条件。

4、效果

2号高炉通过采取以上措施，提煤降焦效果较明显，煤比从攻关前123.3kg/t提高到平均134.1kg/t左右，煤比提高10.8kg/t，焦比下降14kg/t，燃料比下降3.2kg/t，瓦斯灰中的碳含量下降了7%，燃耗指标改善较明显。煤粉置换比升高(瓦斯灰C含量下降7个点，见表4)，煤比提升后平均燃料比下降，铁水综合成本下降。

表32BF攻关后部分技经指标

注：2018年12月为了配合炼钢转炉大修2BF限产，故12月份指标剔除。

表42BF攻关后瓦斯灰中碳含量

5、结语

（1）高炉适时优化操作、优化炉料结构、优化喷吹工艺、保持炉缸活跃，为高炉稳定顺行提高煤比创造条件。

（2）保持高顶压、提高高氧率等降低和减少了炉内粉末含量、改善了料柱透气性和透液性，有利于高炉实现大喷吹。

（3）保持重负荷，及时根据焦炭实际水分调整负荷，平衡焦比。

（4）坚持以“高产、稳产、低耗、长寿”8字生产方针，强化提高工长、炉前工操作水平以及各个相关岗位的操作水平，提高责任心。

参考文献

[1]秦艾水钢1350m³高炉提高煤比实践.炼铁交流，2017（6）：29-31.