西钢6号高炉末期生产提煤降耗

肖祖斌

(黑龙江省、伊春市西林区、西林钢铁集团公司炼铁厂、邮编153025)

摘 要 ：西钢6号高炉在高炉进入末期生产的情况下。通过实施原燃料质量管理标准，调整布料矩阵、优化风速动能与控制炉腹煤气量，使用长风口、高风温等管理措施，实现了高炉末期的生产顺行，取得了良好的技术经济指标。

关键词 ： 降焦增煤 护炉  理论燃烧温度

1概述

西钢6号高炉于2016年炉缸碳砖温度持续升高，电偶测温点显示炉缸第三层碳砖北侧591.9度、西侧500.3度、西南侧517.2度、东南侧523.5度、东北侧512.3度，炉缸第四层碳砖北侧717.5度、西侧611.9度、西南侧636.3度、东南侧616.2度、东北侧647.1度。冷却壁水管监测点热流强度偏高，碳砖温度持续报警显示炉缸侧壁耐火材料浸蚀严重，高炉进入末期护炉生产。6号高炉单支煤枪喷吹煤粉能力在1.25t/h，在长期同时堵14#、15#、16#风口，并且其他风口长期缩径，限制冶炼强度护炉生产，能喷吹煤粉的风口数量减少，煤比受到很大的影响，为了降低成本，提煤降耗，6号高炉通过理论分析，实践证明，严格的管理方针，取得了技经指标，实现了高炉末期生产煤比140kg/t的攻关目标。

2末期生产高煤比难度

2.1产量影响

由于护炉期间高炉降低冶炼强度，单位时间内煤气生成量减少，在保证煤气利用情况下，可利用高炉煤气不足，风温提高困难，对高炉降低焦比，提高煤比难度较大。

2.2风温影响

西钢6号高炉配备三座新型卡鲁金顶燃式热风炉，格子砖式蓄热室，高炉煤气烧炉，在高炉高炉降低冶炼强度，煤气发生量减少，并且煤气发热值低，风温在1130℃左右，远远低于初期的1200℃，煤比按140kg/t计算，理论燃烧温度低于正常喷煤所需充沛理论燃烧温度。

2.2堵风口影响

喷煤量的增加，炉内煤气分布会有较大改变，合理的煤气分布是炉况顺行的基础，因此如何疏导利用好炉内高温煤气是调整的关键，西钢6号高炉设有20个风口，由于末期生产，长期堵风口3到4个相邻风口，炉缸工作不均匀、死区较大，炉缸内部温度梯度较大，渣铁温度不足，炉内煤气分布会有较大改变，煤气分布不合理，炉内料面高低不均，崩料滑尺现象频繁，导致炉缸频繁出现亏热，难以保证煤粉在喷入炉内完全燃烧和达到正常的理论燃烧温度。所以在这种情况下保证煤粉的正常理论燃烧温度，及充沛的炉温温度有很大的难度。

3提煤比实践

3.1理论燃烧温度

高炉大部分热量来自于风口区域燃料燃烧和鼓风带入的物理热，风口燃烧带的热状态的主要标志就是理论燃烧温度，它不仅决定炉缸的热状态，也对炉料的热传递、还原反应，造渣，脱硫及渣铁的温度成分有极大的影响，理论燃烧温度与风温、湿度、煤粉物化性能、富氧量及喷吹量有关。理论燃烧温度直接影响喷煤量及置换比，燃烧温度低，置换比低，煤粉燃烧不充分，滞留在炉料空隙中，恶化下部透气性和透液性；燃烧温度过高，又造成SiO大量挥发，引起炉况不顺。且较高的燃烧温度得不到利用，造成能源浪费，提高生产成本，当操作煤比发生变化时，要以适宜的理论燃烧温度为基准，各项操作参数要相互协调进行。

3.2改善风口区域煤粉燃烧条件

3.2.1保证活跃的炉缸工作状态

由于长期堵风口3到4个相邻风口，炉缸工作不均匀、死区较大，加之长期钒钛物料护炉，导致炉缸容积不规则缩小，保持炉缸活跃的工作状态及适合的风量及鼓风动能，是提高煤比并保持顺行的基础，把风口小套460mm×115mm的小套，有规律的更换为460mm×125mm在扩大风口面积的同时加长风口，扩大回旋区并保证中心气流，并定制缩径瓷套，有规率相对风口缩径，以保证气流分布不偏行。在减小死区的同时，保证合理的风速与鼓风动能，克服了堵风口造成炉缸工作不均匀，死区较大的问题。

3.2.2风温

由于护炉期间高炉降低冶炼强度，单位时间内煤气生成量减少，在保证煤气利用情况下，可利用高炉煤气不足，风温提高困难，但高风温是提高炉缸热源最经济的手段，占高炉热收入的20％以上，也是提高煤粉燃烧率，补偿煤粉分解和水分蒸发吸热。6号高炉通过多次优化炉烧炉方案，实现风温1180℃以上的目标

3.2.3合理的富氧率

氧量的增加可提高理论燃烧温度，与提煤量造成的风口区降温形成互补，而提高煤粉燃烧率。每提高1％的富氧率，大概可提30℃--40℃的燃烧温度，可曾15kg/t.Fe—20kg/t.Fe的煤比，且可增加煤气中的CO浓度，使高温区下移，提高炉缸物理温度，有利于间接还原，促进炉况顺行。因此，合理的富氧率是降耗保顺的前提。6号高炉虽着煤量的逐步提高，富氧率也逐渐提升，从1％提至2％，喷吹效果良好，燃料比下降显著。

3.2.3合理的渣铁温度

充沛的渣铁温度及炉缸热量储备是低理论燃烧温度下提高煤粉燃烧率的前提，实践证明，在渣铁物理热不足时，炉缸在亏热状态下，煤粉在进入高炉后汽化裂解燃烧所需的热量得不到有效补偿，煤粉的燃烧率降低，未燃烧的煤粉参与造渣，恶化了透气透液性，导致渣铁粘、流动性差，造成高炉炉况难行。

3.3炉内操作

3.3.1装料制度的调整

装料制度调整 装料制度是否合理，关键在于是否与送风制度相匹配，是否能有效利用煤气能，保持煤气流分布合理稳定，以达到炉况顺行的目的是调整的重点。 由于煤量增大而引起的煤气生成量增加，一味的疏导随能保炉况顺行，但造成能源浪费；一味的追求煤气利用又造成煤气通路不畅，炉况顺行遭到破坏。因此充分利用煤气能与炉况顺行达到相对平衡是上部调剂的重点。料制见表1

表1矩阵调整

3.3.2严格控制硅、钛含量

生铁含硅控制高低及稳定是喷煤高低关键。高煤比一方面需要低硅冶炼，减少煤气量，降低下部压差，另一方面需要足够的渣铁物理热，通过6号高炉末期生产以来实践证明，在铁水物理热达到1420℃以上，铁中含钛控制0.12%-0.15%之间，铁中含硅控制在0.35%-0.4%之间，既能有效控制炉缸温度的攀升，又能保证渣铁的流动性。所以6号高炉在日常生产中，操作方针严格控制Si+Ti在0.45%-0.6%之间，铁水物理热大于1420℃，稳定小时料批。

3.4原燃料质量管理

3.4.1焦炭质量管理

因炉内焦炭量的不断减少，焦炭作为料柱骨架和气窗的作用日益加重，如何改善焦炭质量成为制约喷煤量的关键。

西钢自产焦炭质量偏差且产能满足不了高炉的生产需求，大量购入外进焦炭，且购入焦炭品种多，质量优略不一。6号高炉为满足生产成本需要，经过多次调整优略焦比例，保证了焦炭的综合入炉质量，且通过调整焦炭排料顺序，满足了炉内气流的分布需求，为提高喷煤量创造条件。其焦炭成分见表2：

表2焦炭成分                                 /%

3.4.2煤粉质量管理

煤粉的物理﹑化学性是提高煤比及置换比的重要指标。煤粉的物理性包括：粒度﹑可磨性﹑水分及流动性等；煤粉的化学性包括：燃烧性﹑反应性﹑成分等。在满足制粉能力﹑喷吹能力的前提下，使用混合煤粉，优化成本，合理配煤，追求最大置换比，6号高炉煤粉管理的关键。其混合煤粉成分见表3：

表3混合煤粉成分                      /%

3.5炉前操作

由于长期堵风口3到4个相邻风口，炉缸工作不均匀、死区较大，加之长期钒钛物料护炉，导致炉缸容积不规则缩小，炉前排渣排铁不及时，不仅严重影响炉内正常冶炼进程，且随着渣铁液面的上升，导致风口前煤粉与渣面接触的比例增加，造成炉渣成分不稳并降低炉渣温度，恶化渣系，生铁成分得不到保证，影响炉况顺行。因此，6号高炉对炉前操作做出严格规定：两铁口交替出铁，铁口深度控制在2800mm—3000mm，全风堵口，铁间在35±5min，出铁时间在55±5min，稳定打泥量，保证泥套与炮头的完整，严禁跑泥，增加炉前设备的检查，实现炉前设备长期稳定运行。

4结语

(1)通过合理配煤，优化炉内操作参数，调整适宜的配料比例，优化炉料结构，稳定成分，分级入炉。从而降低炉料对煤气的阻力，为提煤创造条件。

(2)在堵风口情况下，保持活跃的炉缸工作状态，达到气流分布合理，是提煤降焦的关键。

(3)稳定的热制度是高卢接受高煤比的必要条件，高钛物料入炉，合适的铁中含硅钛控制尤为重要。

参考文献

[1] 那树人.炼铁计算[M].北京:冶金工业出版社，2005.

[2] 王筱留.高炉生产知识问答[M].2 版.北京:冶金工业出版社 2004:295.