淺談如何把控2500 m3高爐煤粉噴吹量

董 超

(河北鋼鐵集團宣鋼公司煉鐵廠,河北宣化 075100)

淺談如何把控2500 m3高爐煤粉噴吹量

董 超

(河北鋼鐵集團宣鋼公司煉鐵廠,河北宣化 075100)

宣鋼2號2500 m3高爐通過技術創新,重點從高爐操作參數著手,通過多年的理論研究和生產實踐,合理地依據小時料速來控制噴吹煤粉量。從2017年1月起,焦比降低,高爐煤比提高至120 kg/t,同時生鐵成本也大大降低,高爐實現穩定順行。

高爐噴煤;低煤比

1 引言

宣鋼2號高爐于2010年9月18日投產,設計爐容2500 m3。從爐底到爐喉鋼磚下沿共設14段冷卻壁,其中爐腹、爐腰、爐身下部區域采用4段銅冷卻壁,其余均為鑄鐵冷卻壁。共設置30個風口,3個鐵口。煤氣系統采用重力除塵、旋風除塵、布袋干法除塵工藝。高爐噴煤設施單獨設置,制粉和噴吹設備布置在同一建筑物內。

2 煤粉對高爐的影響

2.1 煤粉對高爐的作用[1]

(1)使理論燃燒溫度下降,使爐缸中心溫度略有上升。噴吹煤粉的分解吸熱、增加風口前燃燒產物的熱能,使理論燃燒溫度降低;噴吹煤粉后由于鼓風動能增加,使爐缸中心溫度上升。

(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。爐腹煤氣增加使風壓上升,爐內壓差增大。

(3)影響礦焦比。隨著噴煤量增加,料柱的礦焦比增大。

2.2 煤粉對爐缸熱量的影響[2]

煤粉在爐缸分解吸熱增加,初期使爐缸溫度降低,直到新增加的噴吹量帶來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,進入爐缸后開始提高爐缸溫度,最后反應到爐缸溫度的結果是煤粉噴吹得越多,爐缸的熱量就越充足。進入高爐內的風量和氧量相對來說是一定的,煤粉的燃燒是需要氧量的,煤粉量越大需要的風中的氧量就越多,最后供給焦炭燃燒的氧量變少了,那么小時消耗焦炭量減少進而導致料速變慢,爐缸熱量向熱。

3 煤粉量的把握

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

(1)熱負荷穩定和冷卻壁九、十段溫度穩定的情況下,見圖1、圖2。依照料速來調劑煤粉,根據實際小時料速與理論小時料速的差值來調劑煤粉量,見表1(△料速為實際小時料速減理論小時料速)。

圖1 熱負荷趨勢圖

圖2 冷卻壁九、十段溫度趨勢圖

表1 △料速與△煤粉量對應表

(2)熱負荷穩定和冷卻壁九、十段溫度不穩定的情況下,見圖3和圖4。以實際料速與計算料速的差值來調劑煤粉量為主,微調整煤粉量。

當溫度變化△T＜30℃時,見表2。

當溫度變化△T在30～50℃時,見表3。

當溫度變化△T在50～90℃時,屬于氣流失常現象,煤粉量調劑已無意義。

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

圖3 熱負荷趨勢圖

圖4 冷卻壁九、十段溫度趨勢圖

表2 △料速與△煤粉量對應表

表3 △料速與△煤粉量對應表

4 效果

從2016年12月實施新技術操作后,高爐煤比有明顯提高,焦比較之前有明顯降低,風量、產量有大幅提高,見圖7、圖8。

圖5 熱負荷趨勢圖

圖6 冷卻壁九、十段溫度趨勢圖

圖7 產量、燃料比趨勢圖

圖8 焦比、煤比趨勢圖

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定,產量逐步上升。2016年12月至2017年4月共節省168 t標煤,按照煤價650元/t計算,共節約10萬余元成本。

5 存在的問題

(1)準確地把控小時料速是關鍵,料速失控超出兩個小時,就有可能造成爐缸向熱或向涼。對于大高爐來說就會造成一爐次或兩爐次鐵的參數不合格。

(2)在當前原燃料條件下,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,還需進一步探討和研究。

6 結語

(1)提前并準確地判斷每個小時的料速是關鍵因素之一。

(2)根據小時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機成為了最關鍵的因素。

(3)根據熱負荷的變化量與波動時間長短把控煤粉量,有效地控制了爐溫和煤粉使用量,以節約煤粉量、降低焦比的方式降低生鐵成本。

[1] 衛計剛,阮根基,楊志榮.太鋼4號高爐提高煤比實踐[J].煉鐵,2006(25)：33-35.

[2] 李紅衛,唐順兵.大型高爐實現高煤比高產量生產的條件和措施[J].中國冶金,2013(23)：26-30.

[3] 劉仁檢.攀鋼1號高爐提高煤比生產實踐[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。