淺談如何把控2500 m3高爐煤粉噴吹量

董 超

(河北鋼鐵集團(tuán)宣鋼公司煉鐵廠,河北宣化 075100)

淺談如何把控2500 m3高爐煤粉噴吹量

董 超

(河北鋼鐵集團(tuán)宣鋼公司煉鐵廠,河北宣化 075100)

宣鋼2號(hào)2500 m3高爐通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新,重點(diǎn)從高爐操作參數(shù)著手,通過(guò)多年的理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐,合理地依據(jù)小時(shí)料速來(lái)控制噴吹煤粉量。從2017年1月起,焦比降低,高爐煤比提高至120 kg/t,同時(shí)生鐵成本也大大降低,高爐實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定順行。

高爐噴煤;低煤比

1 引言

宣鋼2號(hào)高爐于2010年9月18日投產(chǎn),設(shè)計(jì)爐容2500 m3。從爐底到爐喉鋼磚下沿共設(shè)14段冷卻壁,其中爐腹、爐腰、爐身下部區(qū)域采用4段銅冷卻壁,其余均為鑄鐵冷卻壁。共設(shè)置30個(gè)風(fēng)口,3個(gè)鐵口。煤氣系統(tǒng)采用重力除塵、旋風(fēng)除塵、布袋干法除塵工藝。高爐噴煤設(shè)施單獨(dú)設(shè)置,制粉和噴吹設(shè)備布置在同一建筑物內(nèi)。

2 煤粉對(duì)高爐的影響

2.1 煤粉對(duì)高爐的作用[1]

(1)使理論燃燒溫度下降,使?fàn)t缸中心溫度略有上升。噴吹煤粉的分解吸熱、增加風(fēng)口前燃燒產(chǎn)物的熱能,使理論燃燒溫度降低;噴吹煤粉后由于鼓風(fēng)動(dòng)能增加,使?fàn)t缸中心溫度上升。

(2)增加料柱阻損,熱交換變壞。焦窗減小,透氣性變壞,熱交換變差。爐腹煤氣增加使風(fēng)壓上升,爐內(nèi)壓差增大。

(3)影響礦焦比。隨著噴煤量增加,料柱的礦焦比增大。

2.2 煤粉對(duì)爐缸熱量的影響[2]

煤粉在爐缸分解吸熱增加,初期使?fàn)t缸溫度降低,直到新增加的噴吹量帶來(lái)的煤氣量和還原氣體濃度的增加,改善了礦石的加熱和還原,進(jìn)入爐缸后開始提高爐缸溫度,最后反應(yīng)到爐缸溫度的結(jié)果是煤粉噴吹得越多,爐缸的熱量就越充足。進(jìn)入高爐內(nèi)的風(fēng)量和氧量相對(duì)來(lái)說(shuō)是一定的,煤粉的燃燒是需要氧量的,煤粉量越大需要的風(fēng)中的氧量就越多,最后供給焦炭燃燒的氧量變少了,那么小時(shí)消耗焦炭量減少進(jìn)而導(dǎo)致料速變慢,爐缸熱量向熱。

3 煤粉量的把握

對(duì)高爐而言必須先保證高爐穩(wěn)定順行,再保證高爐的參數(shù),其主要是熱量的控制。首先依照當(dāng)前風(fēng)量、焦炭量和小時(shí)煤粉量精確推算出理論小時(shí)料速,小時(shí)料速影響小時(shí)燃料比,實(shí)際小時(shí)料速與理論小時(shí)料速偏差越小,燃料比控制越穩(wěn)定,爐溫也就越穩(wěn)定,小時(shí)料速的判斷成為了關(guān)鍵的主觀因素[3],有以下幾種情況。

(1)熱負(fù)荷穩(wěn)定和冷卻壁九、十段溫度穩(wěn)定的情況下,見圖1、圖2。依照料速來(lái)調(diào)劑煤粉,根據(jù)實(shí)際小時(shí)料速與理論小時(shí)料速的差值來(lái)調(diào)劑煤粉量,見表1(△料速為實(shí)際小時(shí)料速減理論小時(shí)料速)。

圖1 熱負(fù)荷趨勢(shì)圖

圖2 冷卻壁九、十段溫度趨勢(shì)圖

表1 △料速與△煤粉量對(duì)應(yīng)表

(2)熱負(fù)荷穩(wěn)定和冷卻壁九、十段溫度不穩(wěn)定的情況下,見圖3和圖4。以實(shí)際料速與計(jì)算料速的差值來(lái)調(diào)劑煤粉量為主,微調(diào)整煤粉量。

當(dāng)溫度變化△T＜30℃時(shí),見表2。

當(dāng)溫度變化△T在30～50℃時(shí),見表3。

當(dāng)溫度變化△T在50～90℃時(shí),屬于氣流失常現(xiàn)象,煤粉量調(diào)劑已無(wú)意義。

(3)熱負(fù)荷和冷卻壁九、十段溫度都不穩(wěn)定的情況下,見圖5和圖6。首先將R2提高0.02倍,可參考表3。

圖3 熱負(fù)荷趨勢(shì)圖

圖4 冷卻壁九、十段溫度趨勢(shì)圖

表2 △料速與△煤粉量對(duì)應(yīng)表

表3 △料速與△煤粉量對(duì)應(yīng)表

4 效果

從2016年12月實(shí)施新技術(shù)操作后,高爐煤比有明顯提高,焦比較之前有明顯降低,風(fēng)量、產(chǎn)量有大幅提高,見圖7、圖8。

圖5 熱負(fù)荷趨勢(shì)圖

圖6 冷卻壁九、十段溫度趨勢(shì)圖

圖7 產(chǎn)量、燃料比趨勢(shì)圖

圖8 焦比、煤比趨勢(shì)圖

由圖7、圖8可知：2016年12月份以后煤比逐漸上升,焦比降低,最低降至344 kg/t,燃料比較之前明顯穩(wěn)定,產(chǎn)量逐步上升。2016年12月至2017年4月共節(jié)省168 t標(biāo)煤,按照煤價(jià)650元/t計(jì)算,共節(jié)約10萬(wàn)余元成本。

5 存在的問(wèn)題

(1)準(zhǔn)確地把控小時(shí)料速是關(guān)鍵,料速失控超出兩個(gè)小時(shí),就有可能造成爐缸向熱或向涼。對(duì)于大高爐來(lái)說(shuō)就會(huì)造成一爐次或兩爐次鐵的參數(shù)不合格。

(2)在當(dāng)前原燃料條件下,高爐爐溫水平一直控制在中上限,鐵水平均Si含量0.30%～0.38%,物理熱1490～1510℃。如何采取其他方式和手段降低成本,還需進(jìn)一步探討和研究。

6 結(jié)語(yǔ)

(1)提前并準(zhǔn)確地判斷每個(gè)小時(shí)的料速是關(guān)鍵因素之一。

(2)根據(jù)小時(shí)料速變化清晰地判斷料速是快還是慢,如何把控增減煤粉量的時(shí)機(jī)成為了最關(guān)鍵的因素。

(3)根據(jù)熱負(fù)荷的變化量與波動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短把控煤粉量,有效地控制了爐溫和煤粉使用量,以節(jié)約煤粉量、降低焦比的方式降低生鐵成本。

[1] 衛(wèi)計(jì)剛,阮根基,楊志榮.太鋼4號(hào)高爐提高煤比實(shí)踐[J].煉鐵,2006(25)：33-35.

[2] 李紅衛(wèi),唐順兵.大型高爐實(shí)現(xiàn)高煤比高產(chǎn)量生產(chǎn)的條件和措施[J].中國(guó)冶金,2013(23)：26-30.

[3] 劉仁檢.攀鋼1號(hào)高爐提高煤比生產(chǎn)實(shí)踐[J].煉鐵, 2015(34)：55-56.

Discussion of Controlling Coal Injection Quantity on 2500 m3Blast Furnace

DONG Chao
(Xuanhua Steel Corporation of Hebei Iorn&Steel Group,Xuanhua 075100,Hebei,China)

The practical guidance for production was provided on basis of studies for many years.The amount of pulverized coal was controlled by the feeding velocity from blast furnace operating parameters.Since january 2017,coal ratio was increased to 120 kg/t with coke rate lowered,the cost of pig iron was reduced,and BF is stabilized and smoothed gradually.

blast furnace coal injection,low coal ratio

TF538.6

B

1001-5108(2017)04-0033-03

董超,碩士,工程師,主要從事高爐煉鐵研究工作。