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德胜集团川钢公司3#高炉提高喷煤比实践

张杰，何益先，王平，刘德安

（德胜集团川钢公司炼铁厂）

摘 要：钒钛矿冶炼下通过提高原、燃料，改进操作技术等，把喷煤比提高到174kg/t,焦比降到456kg/t。

关 键 词：高炉；喷煤；措施；改进

1 慨况

德胜集团四川钢铁有限公司炼铁厂3#高炉（1250m3），于2010年9月9日新建投产，采用串罐式无料钟炉顶，炉底、炉缸采用陶瓷杯+炭砖结构，风口、渣口采用复合棕刚玉组合砖，铁口区域采用微孔碳砖。冷却设备为炉缸、风口带采用冷却壁冷却方式，其中风口带以下采用3段光面冷却壁；风口区采用1段异形光面铸铁冷却壁；炉腹下部设置4层单室六通道铜冷却板进行过渡，其上至炉身下部采用3段镶砖铜冷却壁；炉身中下部至炉身上部采用7段满镶砖球墨铸铁冷却壁。热风炉采用3座顶燃式热风炉，热风炉附带燃烧炉的空气两级预热装置，利用热风炉烟气和燃烧炉产生的烟气，预热煤气和助燃空气。煤粉喷吹采用并列罐喷吹主管加分配器直接喷吹系统。

在新的钢铁形势下，企业必须降低成本，提高效益。炼铁厂以提高喷煤比，降低焦比为指导方针，加强原料管理，制定合理的操作制度，通过不断探索和实践，逐步推进钒钛磁矿冶炼，3#高炉渣中（TiO2）长期在18～20%，综合入炉品位在49%左右的条件下，实现逐步提高喷煤比，在2012年5月喷煤比达到174kg/t,焦比达到456 kg/t。

表1     3#高炉2012年2月～6月主要生产指标

2 喷煤对钒钛磁铁矿冶炼的影响

在保证煤粉充分燃烧率的前提下，高炉大喷煤会较大幅度的降低入炉焦炭量，减低滴落带、软熔带的部位的渣焦接触面积，从而抑制渣中（TiO2）的过还原，减少TiC、TiN、Ti(C、N)的生成。因此，喷煤有利于钒钛磁铁矿高炉强化冶炼。[2]这为高炉钒钛磁矿冶炼中进行大喷煤操作提供了理论基础,钒钛磁铁矿冶炼进行大喷煤是可行的。

3 提高喷煤比实践的措施

3.1采用高风温

一般认为每提高风温100℃，理论燃烧温度可提高60～80℃，且带入的热量是被高炉全部利用。由于煤粉喷入后，煤粉的加热和挥发分解大量吸热，降低炉缸的理论燃烧温度，影响炉缸的热分布，降低煤粉置换比，所以高风温是提高煤粉置换比、喷煤比的前提。3#高炉充分利用热风炉自身的预热装置及配套技术，考虑到风温过高送风系统局部发红问题，使风温长期稳定在1170℃左右。

3.2  提高富氧率

富氧能提高理论燃烧温度，补偿因提高喷煤比引起理论燃烧温度的降低，保证煤粉的置换比。一般认为每提高1%的富氧率，理论燃烧温度可提高35～45℃。提高富氧率可提高氧的过剩系数，提高煤粉的燃烧率。钒钛磁铁矿冶炼中，增加钛渣中氧势，可对钛渣消稠，改善高炉透气性。鼓风中增加1%富氧率，约可提高煤粉的燃烧率2%～2.8%。3#高炉逐步把富氧率由0.64%提升到2.45%。

3.3  提高原、燃料入炉质量

3.3.1 焦炭质量

喷煤比提高后，焦炭负荷加大，焦炭质量是提高喷煤量的基础条件，3#高炉稳定焦炭质量并逐步提高，入炉焦炭由60%攀煤化捣固焦+30%贵州焦+10%山西焦逐步调整为50%攀煤化捣固焦+20%达兴焦+30%山西焦。

 表2      3#高炉焦炭主要指标（%）

3.3.2 提高烧结矿中MgO

 钛渣中MgO取代等重量的CaO，保持三元碱度不变时，随着MgO取代量增加，钛渣粘度降低，有利于改善高炉透气性。[1]我厂在生产中，烧结矿中MgO含量由2.7%逐步提到3.8%，让钛渣中的MgO含量提高到9.5%左右，充分改善了钒钛渣的流动性和脱硫能力,提高了高炉的透气性，降低了高炉炉前强度。

3.3.3 加强炉后筛分管理

对原、燃料的筛分不好，使过多的粉末入炉，容易堵塞块状带的空隙，增加阻损，影响高炉透气性。为此，3#高炉加强了对炉后筛分管理，通过调节给料机的阀门，在不堵塞下料口的情况下，控制尽量小的料流，控制好筛分料层；定时对炉后筛面进行清理，保证筛面的清洁，及时更换损坏的筛面，保证对原、燃料的筛分效果。

3.3.4 煤粉的质量

在公司采购的煤粉种类多，各种无烟煤的成分差异较大的情况下，喷煤车间通过合理的搭配，保证高炉所需的煤粉成分稳定。钒钛磁铁矿冶炼的炉渣粘度大，若煤粉未在风口充分燃烧，未燃煤粉过多时会严重影响高炉的透气性。为了使煤粉在高炉风口前充分燃烧，对喷吹煤粉的粒级要求为小于200目的达到80%以上。

表3     3#高炉煤粉2月～6月主要指标（%） 

3.4 优化高炉操作，确保高炉稳定顺行

高炉稳定顺行是提高喷煤比的决定性因素和基本前提，而提高喷煤比后对高炉煤气分布有一定的影响。因此要做好高炉的调剂，取得一个合理的基本操作制度。

顶压的提高可减少管道行程，降低炉尘吹出量，降低煤气流在高炉内的流速，延长煤气在高炉内的停留时间，改善煤气利用率，促进间接还原的发展，利于高炉顺行。3#高炉将顶压从160Kp逐渐提升到175Kp。上部装料制度根据高炉气流的变化进行合理的调剂，布料由3环改为5环来疏导气流，矿批由28吨逐渐扩为34吨，保证两道气流的合理分布，提高煤气利用率，保证高炉稳定顺行。

保持炉缸活跃，使初始煤气流分布均匀是高炉稳定、顺行的关键。要保持炉缸的活跃就需要合适的高风速、大动能，使炉缸的径向工作均匀。3#高炉采用的是AV63-14静叶可调轴流式电动鼓风机，进行全风量操作，生产中实际风速控制在220m/s左右。同时喷煤时保证全风口喷吹，做到“均喷、匀喷”，使各风口的风口回旋区尺寸大致相同，让初始煤气流尽可能分布均匀。

随时关注冷却壁的温度变化，通过对冷却水量的调节，使高炉各处温度维持在一个合理的温度内，控制好各处的热负荷，保证合理的操作炉型不被破坏。 

3.5 加强炉前管理

在高炉炼铁的高温和还原条件下，渣中（TiO2）可以部分被还原成低价钛氧化物并生成TiC、TiN及其固熔体新相，随着TiO2还原过程和新相出现，炉渣的物理性质发生变化，表观粘度变大，炉渣变稠。[1]因此炉渣是否及时排出对高炉炉况影响重大。钒钛矿冶炼对炉前操作、管理要求比普通矿冶炼高。提高喷煤比后，对炉前操作、管理要求更高，炉段加强了对炉前工作的管理。狠抓铁口合格率、出铁均匀性、出铁时间、出铁正点率、铁量差。严格控制铁口深度在2800～2900mm。

4 结束语

（1） 原、燃料质量是提高喷煤量的基础条件。

（2） 做好高炉的调剂，取得一个合理的基本操作制定，特别是针对提高喷煤后的气流变化，制定合理的操作制度。

（3） 通过提高风温、富氧来控制合理的理论燃烧温度和喷吹煤粉的质量来保证煤粉的充分燃烧，做到“广喷、匀喷”，提高煤粉的置换比，减少未燃煤粉对高炉透气性的影响。

（4） 炉前管理的加强，特别是钒钛磁铁矿冶炼，是高炉稳定顺行的保证。

参 考 文 献：

[1]   杜鹤贵等﹒高炉冶炼钒钛磁铁矿原理﹒北京：科学出版社,1996年﹒

[2]   何绍刚﹒喷煤对钒钛磁铁矿高炉冶炼的有利影响﹒四川冶金,2002年2期﹒