1、1长钢 8 号高炉大渣量高煤比下基本制度的选择张林凯 (长钢炼铁厂)摘 要： 长钢 8#高炉自 2004 年喷煤以来,从优化喷吹煤种、控制混合煤成分、改善喷煤设备性能和操作参数、制订原燃料质量标准和调整高炉操作制度等方面着手,通过不断的科学探索和生产实践,从 2006 年 7 月份起,高炉喷煤比已连续 6 个月的时间稳定在200/t 的水平,最高曾达到 205/t,并且高煤比是在大渣量、低燃料比的情况下取得的。关键词 高炉 高煤比 大渣量 制度 一 概述当前国内钢铁业发展迅猛，矿石资源日益紧张，自身无矿产资源的企业不同程度地受到影响，低耗高效已成为企业生存竞争的关键。低焦比、高煤比是高炉炼铁的
2、重要指标。在高炉吨铁渣量的增加后，高炉的透气性与顺行度一度受到制约。长钢由于所用矿石几乎全部靠外购，矿石品位低、脉石量大，导致入炉品位低，吨铁渣量大。仅 2006 年上半年平均渣量在 379kg/t，煤比一直在 170kg/t 左右，在如此大渣量的条件下，如何实现 200kg/t 煤比，2006 年下半年，我们通过不断的调整基本制度来适应高炉，最终使 2006 年 7-12 月份平均煤比达到 200kg/t，且保证了高炉的顺行。2006 上半年指标月份 利用系数t/(m3.d) 焦比Kg/t 煤比 Kg/t 富氧率%风温入炉品位%渣比kg/tSi%1 月2 月3 月2.322.282.1832
3、432431819519119511541185116956.3255.7456.73813853780.3870.3890.3974 月 2.45 299 207 1.67 1212 56.31 381 0.3685 月 2.54 290 195 2.33 1233 56.75 376 0.3706 月 2.07 320 211 1.4 1217 57.23 370 0.547平均 2.31 312 174 1.8 1195 56.51 379 0.412006 下半年指标利用系数t/(m3.d) 焦比Kg/t 煤比Kg/t 富氧率%风温入炉品位%渣比kg/tSi%7 月8 月9 月2.14
4、2.012.073053113072002001951.660.750.5211541185116957.0456.1855.593653693860.420.470.4310 月 2.26 299 205 0.38 1212 55.57 387 0.3811 月 2.39 306 202 1.12 1233 56.06 371 0.3712 月 2.48 307 199 1217 55.84 376 0.37平均 2.23 306 200 1195 56.04 376 0.41二 送风制度送风制度是指高炉鼓风以怎样的状态进入高炉，包括风量、风温、富氧、风速、鼓风动能等。高喷煤时，由于煤气量增
5、大，焦比降低，料柱透气性降低，必须采取相应的措施2维持高炉的顺行。煤气流的分布，尤其是炉缸初始煤气流的分布，不仅决定了炉缸的工作状态，同时也决定了高炉软熔带和块状带内的煤气流分布，因此合理的初始煤气流分布，是高炉顺行的基础。高炉煤气流的初始分布，主要取决于燃烧带。而燃烧带大小和形状则是由高炉风速和鼓风动能决定的。因此，寻找不同条件下合理的风速和鼓风动能，对保证高炉稳定顺行有非常重要的意义，燃烧带及其控制是高炉下部调剂的理论基础，它对炉缸煤气分布、炉温的分布和炉料下降都有较大的影响。而风速和鼓风动能又决定了燃烧带的大小，因此合理的风速和鼓风动能是保证合理的煤气流分布、炉况稳定的基础。1、风速 风
6、速是重要的鼓风参数，对高炉风口前的循环区沿炉缸直径方向的延伸程度起重要作用。合理的风速应能吹透中心，使整个炉缸截面活跃起来，这样炉缸热量充足稳定。时间 上半年 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月平均风速 m/s 168 160 173 191 188 182 180平均鼓风动能 8350 7850 8530 12230 11209 9950 9580由上表可以看出，2006 年上半年平均风速为 175m/s，从长钢实践来看，提高煤比到150kg/t 以上，随着煤比增加，边缘气流反而增加，要进一步提高煤比，必须相应缩小风口面积提高风速来保证中心气流，随煤比提高，焦炭负荷增加，煤
7、粉分解热增加，回旋区径向长度缩短，回旋区长度的改变直接影响炉缸温度的分布，导致边缘煤气流强、中心煤气流受到抑制，大量煤粉堆积在中心。长钢 8 号高炉进风面积从 0.2457 m缩为 0.2339 m，从 2006 年下半年可以看出最终将风速提至 180-185m/s 左右，这样保证了较为适宜的鼓风动能和风口回旋区. 提高了风速，增强了鼓风动能，辅之于上部调剂手段，保证吹透中心和初始煤气流的稳定。即通过发展中心边缘两道煤气流，保证煤气流合理分布，改善高炉的透气性。这样可以缓解由于未燃煤粉及回旋区长度缩短等影响，造成边缘煤气流的增强。2、风口长度的选择 提高风速至 190m/s 后，煤粉的燃烧率受
8、到了影响，大量未燃烧煤粉未经充分燃烧就被高速气流带入炉内，恶化了炉料和软熔带的透气性，高风速下，大量煤粉沉积在中心，导致压差升高，给高炉操作带来困难，塌料次数增多。未燃煤粉在炉内的行为为了解决既要提高煤比，又要保证煤气流的中心通道问题，8 号高炉把风口长度从420mm 改为 480-520mm 长风口，风速降至 180m/s，使回旋区向炉缸中心延伸，保证足够中3心煤气流和边缘煤气流分布，使未燃煤粉在炉内均匀合理分布，有利于提高煤比，保证了炉况的顺行，塌料次数明显减少。3、理论燃烧温度的选择 随煤比的不断提高,理论燃烧温度明显降低,为维持适宜的理论燃烧温度 2200-2300,8#高炉使用炼钢余
9、氧与提高风温来保证,但在富氧的使用上又因时而宜, 理论上认为：高炉喷吹燃料时，约有 的燃料在风口回旋区内燃烧，喷吹燃料气化、分解使理论燃烧温度降低的同时，燃烧产生大量气体，增加炉腹煤气量，放出大量热，使鼓风体积膨胀。喷吹燃料越多，燃烧量越高，炉腹煤气量越多，由于 8#高炉炉缸温度高,冶强的选择上时高时低,在冶炼强度不同时，采取不同的富氧措施：利用系数低时，鼓风量小，鼓风动能往往不足，因此一般富氧率较低，以保证足够的炉腹煤气量和鼓风动能,但减风后炉缸温度仍不下降,则休风堵风口,保证“打透中心”,并维持一定的富氧率；随着冶炼强度和高炉煤比的提高，高炉风量增大，如果保持同样富氧率，则炉腹煤气量将大幅
10、增加，一方面高炉透气性将恶化，同时鼓风动能将过大，因此富氧率的选择以维持合理的鼓风动能，降低炉腹煤气量，保证合适的鼓风动能，从而保证高炉的稳定顺行。提高理论燃烧温度的另一措施在高风温上，而 8 号高炉的风温使用已在 1200左右，在全国同级高炉上已属先进，高炉通过加强热风炉烧炉管理，同时要求高炉工长日常操作中必须关死冷风调节阀，施行全风温操作，最终使风温又提高到了 30-50,达到 1250的一流水平.三 装料制度的选择装料制度的选择关键要与送风制度相适应，由于 8 号高炉维持中心边缘两道气流，中心较边缘有所发展的下部送风制度。(1)多环布料,8 高炉紧紧围绕“打开中心 稳定边缘”的煤气分布思
11、路，在一定程度上分步对原有的装料制度进行了调整，随煤比的提高,矿焦比越来越大,中心相对受到抑制,为配合下部送风制度,布料角度矿焦逐步统一外扩,料制由 C 27.5（2）30（2）25（2）23（2）17（1） O 29（3）30.5（4）27.5（3）调为 C32(2)34(2)30(2)28(2)22(1) O33(3)34(4)31.5(3)。该制度的特点是: 进一步大范围开放中心,改善中心软熔带厚度,提高了炉况的应变能力,从炉顶摄像仪可以看出,中心气流得到解放,中心有一稳定火焰, 料面中心气流强(2)大矿批分装, 保持合理的炉喉焦炭层厚度,随着煤比不断提高,焦炭负荷越来越重,焦炭的透气性
12、和透液性越发显得重要,因此,在焦炭负荷调整过程中,当焦批缩小到一定程度时,应及时增大矿批,保证焦窗的厚度非常必要 8 号高炉在煤比达到 180/t 以后, 炉喉焦炭层平均厚度控制在 0.300.35m,为保证一定的焦炭厚度，把矿批由 24.8 吨逐步扩为27.5 吨。(3)炉料结构,70%烧结矿+18.5%球团矿+10%生矿+1.5%钛球,由于酸性炉料软化温度过低,软化区间过宽,球团矿温度在 570-1000区间内还原粉化较严重,而且随氧化物还原各阶段的进行,一般正常情况下有 20%-25%的体积膨胀率,从而形成多配烧结矿加少量其他矿石的炉料结构,实践证明,这种炉料结构有利于改善料柱透气性。4
13、四 造渣制度及热制度由于 8#高炉炉缸温度高,加有少量钛球,在 MgO 的选择上也较普通渣稍低一些为 5-7%,这样既保证了炉渣的稳定性,也改善了炉渣的稳定性,在二元碱度的选择上,一般为 1.15-1.21,由于渣量大,炉缸的脱硫效率也相对比较高,2006 年一级品率为 100%,炉温的理解上,不再以生铁含硅量作为唯一的标准,而以生铁的物理热与生铁含硅加含钛量作为判断炉温的标准,物理热控制在 1450-1470,生铁含硅量控制在 0.40%左右,生铁含钛控制在 0.10-0.125%, 五 强化高炉管理(1) 加强入炉原燃料管理,由于入炉品位低,渣量大,本身软熔区透气性较差, 对原燃料的粒度组
14、成更要加强检测,如果粒度组成差,很容易造成炉况不顺,通过不断强化对炉料及槽下筛分的管理,形成一套完善的管理机制, 杜绝粒度组成 5-10mm40%的料入厂,(2)统一三班思想,细化高炉操作,针对不同时期的炉况特点制定严细的操作方针,加大对工长操作及管理的考核力度,确保高炉的稳定顺行.(3)加强炉前的操作管理,由于入炉品位低,渣量大,为加强炉前出铁管理,制定了一系列考核奖惩制度,并对原炮泥配比做了多次调整,保证了炉前四大指标的稳步提高.六 结语 (1)送风制度是基础,决定了煤气流的初始分布,大渣量高煤比时,煤气流的初始分布，要使未燃煤粉在炉内均匀合理分布,保证中心边缘两道煤气流,因此，寻找不同条件下合理的风速和鼓风动能，对保证高炉稳定顺行有非常重要的意义，炉内布料角度不存在固定模式,它与不同的送风制度,原料条件,炉缸工作紧密相连,旨在疏导煤气流.(2)随着焦炭资源的日益紧张, 提高高炉喷吹煤比就显得尤为重要。8#高炉为此通过上下部调剂.采取有效措施，进行煤比攻关，使煤比达到 200Kg/t 以上，炉况顺行，焦比降低，取得突破。但其对比国内外大喷煤情况，还没有达到应有的节能降焦效果。为此，针对目前实际情况，应大力改善原燃料质量,降低渣量, 摸索富氧对炉底炉缸侵蚀的影响程度，安全的条件下，尽可能提高富氧率。
