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汉钢1080m³高炉提煤比降焦比生产实践

毛洁成，拜金明

(陕钢集团汉钢公司炼铁厂)

摘 要：汉钢公司1080m³高炉于2011年12月23日投产，2012年3月具备喷煤条件后迅速实施喷煤富氧。通过采取了调整布料矩阵、扩大矿石批重、提高顶压、提高风温、提高富氧率，以及混合煤喷吹等技术措施，使高炉煤比不断提高，焦比不断降低，至2012年6月实现高炉煤比165.7 kg/t，入炉焦比380.2 kg/t。

关 键 词：布料矩阵；风温；富氧；煤比；焦比

1 前言

陕钢集团汉钢公司1080m³高炉是陕西省产业整合技术改造灾后重建重点工程。高炉于2011年12月23日投产出铁，投产后因受外围条件制约和喷煤富氧系统还未完善无法投运影响，高炉未能实现快速达产达效。自2012年3月4日开始喷煤，3月11日开始富氧后，对高炉喷煤比和入炉焦比进行了攻关，通过三个多月的努力，高炉各项技术经济指标都取得了大幅度提升，至2012年6月高炉喷煤比达165.7kg/t，入炉焦比实现380.2kg/t，达到了预期的效果。攻关阶段高炉主要技术经济指标见表1。

表1   汉钢1080m³高炉攻关阶段主要技术经济指标

2 布料矩阵的调整

无钟炉顶布料矩阵是高炉炼铁的关键技术之一。以前，钟式炉顶料制的调整主要是考虑边缘与中心两股气流。现在，无钟炉顶对气流分布的控制更为灵活，通过布料角度与环数的变化形成不同的矩阵，可对整个料面的气流进行调整，使气流在整个料面分布合理，煤气利用得到大幅度改善[1]。1080m³高炉开炉后布料矩阵及料线调整情况见表2。通过调整，保证了煤气流的合理分布，提高了煤气热能和化学能的利用。高炉煤气分布由“双峰”形变为边缘略高于中心的“展翅”形，炉顶煤气中CO2含量由16.5%提高到19.6%，煤气利用率由43.2%提高到45.3%，煤气利用改善后为提高喷煤比和降低焦比打下了良好基础。

表2   布料矩阵及料线调整

3 扩大矿石批重

攻关前矿石批重为25t，随着冶炼强度的提高和喷煤量的增加，矿石批重显小。高炉表现的主要征兆有：小时料批数达8批，有时料线赶不上，炉顶温度较低（小于120℃）,风压波动大（10kPa）。在攻关阶段将矿石批重由25t逐步扩大到35.5t。大矿批使用后有利于稳定煤气流，风压波动变小，小时料批数基本稳定在7批，顶温稳定在120℃-150℃之间，并且在入炉焦比降低的情况下，大矿批保证了焦层厚度，有利于改善整个料柱的透气性。

4 提高顶压

喷煤量增加后，料柱的透气性变差，提高顶压可使压差降低，煤气流速减慢，煤气在炉内停留时间延长，有利于矿石还原反应进行；顶压提高后作用于炉料的浮力也相应的降低，使炉料下降顺畅；并且顶压提高后对硅还原反应不利，有利于降硅。1080m³高炉的顶压在此过程中由165kPa逐步提升到190kPa，顶压提高后有利于高炉强化和提高喷煤比降低焦比。

5 提高风温

为了提高喷煤比和降低焦比，必须提高风温使用水平。攻关前由于高炉为全焦冶炼，风温使用水平仅为950℃，在攻关阶段随着喷煤量的增加，风温逐步提高到1150℃。风温提高后，可有效补偿风口前煤粉分解吸收的热量，改善了喷吹煤粉的利用。为了充分利用风温，在炉内操作中我们采取固定高风温用煤氧量来调剂炉温。针对热风炉助燃风机能力较大的现状，采取固定煤气量，调节空气量的快速烧炉法。根据高炉所需风温水平来决定燃烧操作，在确定煤气用量后，以最小的空气过剩系数来强化燃烧，在30min内将拱顶温度烧到规定值，然后适当加大空气过剩系数，在保持拱顶温度不超过1350℃的情况下，将烟道温度烧至350℃，当拱顶温度、烟道温度达到规定值后立即换炉。采用此种方法可使风温使用水平达1150℃以上。

6 提高富氧率

高炉富氧喷煤是高炉强化冶炼、降低焦比和生铁成本的重要技术措施。但富氧和喷煤对冶炼过程的影响大部分是相反的，高炉喷煤只有与富氧有机结合，才能扬长避短改善高炉顺行[2]。1080m³高炉刚开始喷煤时由于喷煤系统故障较多，所以喷煤量受限，富氧率也较低。针对这一情况，先对喷煤系统进行了改造，然后在炉况顺行、炉温充沛的前提下逐步增加焦炭负荷，增加喷煤量和富氧量。在攻关阶段焦炭负荷由3.3逐步增加到4.24，喷煤量由5t/h逐步增加到25t/h,，富氧量由2500m³/h逐步增加到6500m³/h。根据1080m³高炉富氧喷煤实践，富氧率提高1%，理论燃烧温度增加35℃左右，喷煤比增加10kg/t-20kg/t，产量相应增加2%-3%。

7 采取混合喷吹技术

无烟煤挥发份低，含碳量高，置换比高，但可磨性和燃烧性差；烟煤挥发份高，发热量低，但可磨性和燃烧性好；将两种煤按一定比例配合起来喷吹，能扬长避短，提高喷煤比和降低焦比。1080m3高炉起初由于喷煤系统的安全措施不太完善，喷的是全无烟煤，5月8日我们开始配入10%的烟煤进行混合喷吹，并逐步提高烟煤的配比，到5月28日烟煤配比提高到了40%；目前日喷煤比最高可达186kg/t，但离目标烟煤配比70%和喷煤比200kg/t还有一定的差距，在今后的生产中我们将继续完善喷煤系统，并进一步摸索提高喷煤比和降低焦比的措施。

8 结语

此次1080m³高炉提高喷煤比和降低焦比攻关，实现高炉煤比165.7 kg/t，入炉焦比380.2kg/t，高炉各项技术指标都取得了大幅度提升，达到了预期的效果。但与国内同行业先进水平相比还有较大的差距。为了进一步提高喷煤比和降低焦比，全面提升1080m³高炉各项技术经济指标，必须解决以下几个制约因素：

（1）焦炭全部外购，有时水分高达10%，硫高达0.73%，热态强度欠稳定，应坚持按质量标准严格把关，进购符合公司内控标准的焦炭来保证高炉生产。

（2）综合入炉品位低于56%，烧结矿品位仅53%左右，且碱度波动大，小粒度多（16mm粒级约占45%），且随着当地钒钛矿配加比例的不断增加，烧结矿粒度组成有变差趋势，应考虑优化烧结工序工艺参数，采取积极的改进措施来提高烧结矿质量。

（3）自产竖炉球团矿抗压强度低（≥1500N的低于80%），应采取有效措施来提高球团矿抗压强度。

（4）设备故障多，尤其是炉顶装料设备。应加强设备的点检、润滑和维护，尽量降低设备的故障慢风率和休风率。

（5）对一些不能满足高炉强化冶炼的项目应尽快进行完善和整改。如风口直吹管质量不能满足1200℃高风温的需要，喷煤制粉能力不够等。

9参考文献

[1]   周传典. 高炉炼铁生产技术手册[M]，北京:冶金工业出版社，2003:328-330.