新钢2500_m-3高炉脱湿鼓风的研究与应用_李伟华.pdf
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1、新钢 2 500 m3高炉脱湿鼓风的研究与应用李伟华,钱堃,古勇合,胡小刚(新余钢铁集团有限公司,江西新余338001)摘要:针对新钢高炉取消中心加焦之后为提产降耗引入鼓风脱湿技术的现状,对高炉操作制度进行一系列的调整:风量增加扩大风口面积及布局的变化;喷煤量增加逐步扩大矿批;装料制度矩阵改矿、焦同角为“焦包矿”的布料模式,在开放中心气流时适当疏松边缘,保持合理的煤气通路;理论燃烧温度的提高相应调整热制度、造渣制度。通过鼓风脱湿技术运用与生产过程中四大制度合理调整,使高炉各项指标迈上一个新的台阶。关键词:高炉炼铁;脱湿鼓风;四大制度;喷煤系统中图分类号:TF526+.4文献标识码:A文章编号:
2、1672-1152(2023)05-0174-030引言新钢 2 500 m3高炉在低品位冶炼下取消了中心加焦技术后,边缘与中心两股气流发展相对均衡,形成了合理的操作炉型,高炉产量、焦比和煤比等技术指标得到大幅改善。但是随着我国提出双碳战略决策,对钢铁行业的节能减排的任务提升到了新的高度,各高炉行业纷纷采取低碳冶炼技术。新钢采取鼓风脱湿技术使得各项指标迈上一个新的台阶。1新钢 2 500 m3高炉鼓风脱湿的需求新余钢铁集团有限公司(全文简称新钢)2 500 m3高炉提倡高煤比降低焦比的操作理念,但是煤比一直维持在 155 kg/t,全年湿度变化较大是难以突破重要因素(见表 1)。以 2020
3、年数据为例,1 月、2 月、3 月、11 月和 12月鼓风湿度小于 13 g/m3(见表 2),风口平均理论燃烧温度 2 299,炉缸热状态较好,易实现提高煤比操作;5 月10 月绝对湿度均值高于 13 g/m3,6 月、7 月、8 月湿度最高,超过 20 g/m3,5 月10 月风口平均理论燃烧温度 2 230,在高煤比情况下很难长时间维持炉况稳定顺行。故新钢公司实施脱湿鼓风技术非常有必要。收稿日期:2022-12-21第一作者简介:李伟华(1983),男,江西新余人,研究生,毕业于江西理工大学冶金工程专业,工程师,从事高炉冶炼生产技术工艺工作。总第 208 期2023 年第 5 期山西冶金
4、Shanxi MetallurgyTotal 208No.5,2023DOI:10.16525/14-1167/tf.2023.05.066表 1新钢 2 500 m3煤比及入炉品位情况表 22020 年高炉每月理论燃烧温度下的煤比年份2015 年 2016 年 2017 年 2018 年 2019 年 2020 年 2021 年煤比/(kg t-1)147145146145146155158入炉品位(全铁质量分数)/%55.6455.6355.7856.8256.5656.6557.38月份1 月2 月3 月4 月5 月6 月7 月8 月9 月10 月11 月12 月湿度/(g m-3)4.
5、236.449.6313.1517.6921.0723.2524.319.1115.279.217.89燃烧温度/2 2992 2942 2782 2802 2162 1852 1992 2172 2292 2882 3062 316煤比/(kg t-1)1581591591591571581521551521541551572脱湿鼓风降低含湿量提高理论燃烧温度C+H2OCO+H2-131.3(kJ mol/L).(1)t高理=1 559+tB0.839+4 972QO/60(QB-QO/60)-6.033HB-3 250-VPCI1 000/60QB(2)式中:tB为风温,;VB为风量,m3
6、/min;VO为氧量,m3/h;VPCI为煤量,t/h;HB为送风湿度,g/m3。从式(1)、式(2)中可看出脱湿鼓风大气含湿量下降,理论燃烧温度上升会降低能源消耗、增加喷煤量、增加鼓风量、提高理论燃烧温度的一系列效果,实现增煤节焦降本增产的目的。3高炉操作上的调整3.1加强原料管理精料一直是高炉炼铁研究的框架,对高炉顺行起决定性影响。在生产上高炉操作者应从原料端把控,做好以下工作。3.1.1监控焦炭和烧结矿质量焦炭不仅为高炉提供热量来源,也是渗碳剂还原剂,同时起到料柱骨架的作用,即焦炭质量的好坏对高炉的冶炼起到非常重要的作用。高炉焦炭主要使用新钢炼焦产的 7.0 m 干熄焦和部分 4.3 m
7、 焦进行搭配使用,日常生产时要及时了解焦炭使用模式和质量跟踪调剂,避免大量使用湿熄焦。烧结矿主要由六、七烧车间供给,高炉与六、七烧车间建立工作群每个班进行实物样检查,发微信图片及时了解变化并与之沟通反馈,尤其是 w(FeO)和 R2要求在合理范围。对应 2 500 m3高炉 R2应被控制在1.950.12 倍,w(FeO)为 7.0%9.0%,转鼓强度不小生产实践2023 年第 5 期于 77.5%。3.1.2关注槽下筛分情况高炉非常重视对原燃料筛速的管理,炉料大小粒度尺寸及比例对炉料在炉内的透气透液性能起着决定性作用。高炉槽下控制焦炭筛速在 2.0 t/min 以内,烧结的筛速在 6.0 t
8、/min 左右,对成品矿小于 5 mm 粒度的要求不大于 5%,二次返矿中大于 5 mm 的不超过 10%,同时平衡好筛速和设备上料能力。关注焦、烧槽存量,定期检查并清理筛网情况,保持入炉原燃料粒度均匀,降低入炉粉末。3.1.3合理搭配炉料结构高炉用料结构为高碱度烧结矿+良矿球团+块矿(进口块、国内块),了解各种炉料的冶金性能,关注如何合理搭配提高熟料率降低锌负荷,炉渣中氧化铝以不大于 16%为目标,若超过目标值则可以适当降低烧结用量或者使用云浮矿来改善炉渣组成。3.2高炉四大制度的调整3.2.1送风制度随着脱湿鼓风使用,原燃料质量的监控,为提高高炉冶炼提供了条件。2 500 m3高炉风量由年
9、初的4 850 m3/min 提高至 5 400 m3/min,富氧率由 3.5%提高至 6.5%,上部炉顶压力从 210 kPa 提高到 232 kPa。相应扩大风口直径(即进风面积),使实际风速 240 m/s控制到 255 m/s,鼓风动能由 12 800 kg m/s 提高至14 000 kg m/s,炉腹煤气指数从年初的 62 m3/(min m2)提高到 66 m3/(min m2),铁水物理热充足,炉缸活跃性得到极大改善。3.2.2装料制度为保持中心煤气通路顺畅,同时适当拓展矿焦平台,稳定边缘煤气,最外矿角从 39.5扩到 42.8,随着焦炭负荷的提高,喷煤量的增加,矿批从 66
10、 t 逐步扩大至 78 t,增加矿批可以减少料层的界面效应,煤气利用率从 48.5%提高到 49.7%。目前高炉装料制度矩阵继续维持 O8765(3332)C876543(333211)不变,改矿、焦同角为“焦包矿”的布料模式,在开放中心气流时适当疏松边缘,保持合理的煤气通路,边缘温度保持 90110 之间,W 值为 0.60.7,Z 值为 1012。3.2.3热制度、造渣制度调整采取脱湿鼓风,理论燃烧温度控制在 2 3002350。2021 年 2 500 m3高炉全年平均 wSi=0.36%,铁水物理热 1 502,实行低硅不低热操作,确保渣铁有良好的流动性,炉缸热量充沛,是实现高炉稳定顺
11、行的关键因素之一。碱度调剂结合现场实物样、烧结碱度变化以及铁水硫含量来综合评估计算判断,高炉采取大矿批冶炼技术,入炉品味达到 57.5%以上,平均渣比 320 kg/t 左右,同时为了更好的控制炉渣,二元碱度 R2由 1.20 倍提高至 1.221.25 倍,提高炉渣碱度可以提高炉缸热制度,改善炉缸工作状态,提高脱硫系数,2021 年高炉生铁 wS0.040%,合格率达 96%。同时为了更好的改善炉渣流动性,炉渣中 m(Mg)/m(Al)保持在0.550.60,提高高炉排碱率。3.2.4渣铁排放及时出尽渣铁是高炉顺行的保证,高炉实行三铁口重叠出铁制度,采取各项措施来提高铁口维护水平,达到及时排
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