韶鋼8號(hào)爐提煤降焦操作實(shí)踐

丁時(shí)明  柏德春  潘偉恩

（韶鋼煉鐵廠）

摘  要：為降低煉鐵成本，2019年韶鋼8號(hào)高爐開展了提煤降焦的技術(shù)攻關(guān)，通過長期生產(chǎn)實(shí)踐數(shù)據(jù)的回歸總結(jié)，不斷調(diào)整高爐操作參數(shù)，實(shí)施以來獲得良好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。2019年5、6月在持續(xù)高產(chǎn)的狀態(tài)下（產(chǎn)量由原來的8000t/d上升至8500t/d）；負(fù)荷由原來的4.5加至5.0t/t,煤比成功突破170kg/t。

關(guān)鍵詞：高爐  高煤比  爐缸溫度  活躍   

1 概況

韶鋼8號(hào)爐開爐初期，入爐原燃料質(zhì)量好，高爐投產(chǎn)初期耐材未侵蝕，操作爐型完整，開爐初期煤比達(dá)到150-160kg/t,2012-2018年期間，受入爐原燃料變差（經(jīng)濟(jì)爐料：混勻堆變小、燒礦、焦炭質(zhì)量不匹配高煤比）、熱風(fēng)溫度低等影響煤比一直徘徊在140kg/t以下（具體見圖一、表一），國內(nèi)對(duì)標(biāo)同類型3200m3高爐，煤比最高達(dá)到170kg/t.對(duì)比同行我們的煤比存在差距，有較大的提升空間。

圖一  韶鋼8號(hào)爐煤比、燃料比趨勢(shì)圖

表一  韶鋼8號(hào)爐歷年主要指標(biāo)、參數(shù)

2 提煤降焦措施

2.1 提高煤粉燃燒率

（1）提高熱風(fēng)溫度。8號(hào)爐熱風(fēng)爐開爐至今已使用10年，目前熱風(fēng)爐隔墻、火井出現(xiàn)了嚴(yán)重的掉磚現(xiàn)象，存在安全隱患，制約了高爐風(fēng)溫的上行，后續(xù)通過對(duì)熱風(fēng)爐進(jìn)行改造升級(jí)，使風(fēng)溫力爭達(dá)到1180°，有利于提高高爐噴煤的燃燒效果。

（2）增加富氧鼓風(fēng)。煤比上升至160kg/t以上，氧量按20000m3/h來控制，富氧率由原來的1.12%提高至3.95%，富氧率提高1%，煤粉燃燒率提高1.51%，風(fēng)口前理論燃燒溫度升高，可提高噴煤比20kg／t，抵消高煤比后理論燒燃溫度下降。與此同時(shí)富氧量上升后爐缸狀態(tài)進(jìn)一步得到改善，爐缸熱量更加集中，渣溫的變化區(qū)間變寬，渣在低爐溫狀態(tài)下流動(dòng)性變得更好。

（3） 脫濕鼓風(fēng)按10-15g/m3，可以產(chǎn)生提高爐缸溫度和鼓風(fēng)中氧氣含量的效果。  

（4）提高爐頂煤氣壓力，降低煤氣流速，延長煤粉在爐內(nèi)燃燒的時(shí)間，降低煤氣壓力差。在中心氣流穩(wěn)定的條件下（CCT₁>500°），爐頂壓力由原來的220kpa提高到目前的238kpa,提高爐頂煤氣壓力還促進(jìn)增產(chǎn)和冶煉低硅鐵的作用.增加TRT發(fā)電量，有利于高壓差狀態(tài)下的爐況的長周期穩(wěn)定。

（5）提高煤焦置換比

1）優(yōu)化噴吹煤粉配比。對(duì)噴吹煤粉進(jìn)行質(zhì)量和使用效果的評(píng)價(jià)，選擇含硫低，熱值高，噴吹質(zhì)量效果好的優(yōu)質(zhì)煤，韶鋼8號(hào)爐噴吹煤以煙煤+無煙煤+CDQ粉為主，優(yōu)化煙煤、無煙煤、CDQ粉的比例，煙煤揮發(fā)高，且含有一定水分，進(jìn)入風(fēng)口后會(huì)爆裂，促進(jìn)分解燃燒和殘?zhí)既紵�，燃燒效率高。但燃燒性差特別是高噴煤比時(shí)，會(huì)影響爐料透氣性和高爐順行。控制CDQ粉比例，減少對(duì)噴煤管道、小套的磨損。煤種優(yōu)化是提高置換比的重要措施，與相關(guān)大學(xué)合作對(duì)其做煤粉燃燒性能的研究。

2）煤粉噴吹要均勻，高爐所有風(fēng)口均要噴煤，流量要實(shí)現(xiàn)均勻、穩(wěn)定。高爐均勻噴吹煤粉，會(huì)使高爐每個(gè)風(fēng)口的鼓風(fēng)動(dòng)能一致，并會(huì)使?fàn)t缸熱量分配均勻，促使高爐生產(chǎn)順行和噴煤量的提高，進(jìn)而煤焦置換比得到提高。①風(fēng)口攝像改造②煤槍重新研發(fā)，減少煤粉磨小套的概率③風(fēng)口小套與高煤比噴煤配合，風(fēng)口小套前端采用無焊縫小套，避免煤粉磨到小套造成小套漏水。④噴吹系統(tǒng)智能化改造，減少噴煤換罐造成罐壓波動(dòng)，影響爐內(nèi)風(fēng)壓，，噴煤速度上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)控，避免噴煤速度的不均勻造成風(fēng)壓高，⑤每個(gè)風(fēng)口對(duì)噴煤流量進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)煤槍有無堵塞，做到真正意義上的風(fēng)口圓周勻噴。

2.2 提高料柱透氣性

    高煤比后，爐內(nèi)焦炭量減少，料柱透氣性變差，小時(shí)噴煤量增加，煤氣發(fā)生量加大，體積加大，會(huì)使?fàn)t內(nèi)壓差大幅上升。影響料柱透氣性。

（1）提高高爐入爐礦含鐵品位，減少渣量，高爐內(nèi)煤氣阻力最大的地方是軟熔帶。高爐入爐品位在58％以上，噸鐵渣量300kg以下，煤氣的阻力會(huì)大大縮小，也會(huì)減少爐渣液泛現(xiàn)象。有利于降低爐內(nèi)壓差水平。

（2）提高焦炭質(zhì)量，穩(wěn)定焦炭成分。高噴煤比條件下，焦炭質(zhì)量好壞對(duì)爐料透氣性影響比例很大，特別是焦炭的熱性能，會(huì)大大提高爐料柱透氣性。焦炭的質(zhì)量好壞決定了高爐的容積大小和噴煤比水平的高低。提高煤比對(duì)焦炭質(zhì)量的要求是：M40在87％以上，M10小于5.8％，灰分小于12.5％，硫分小于0.75％，熱強(qiáng)度CSR>68％，熱反應(yīng)性CRI<25％。

（3）燒結(jié)礦質(zhì)量提升。燒結(jié)入爐的爐料成分均勻、性能穩(wěn)定，堿度波動(dòng)±0.05 (倍)，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度＞78%，篩分小于5%，混勻礦配礦結(jié)構(gòu)力求穩(wěn)定，混勻堆力求能達(dá)到10天的使用時(shí)間，減少換堆造成的爐況波動(dòng)。

2.3 優(yōu)化高爐操作

（1）選擇合適的礦批，參考料速：6.2-6.5批/小時(shí)，礦批控制在：88-92噸，料速>6.5批/小時(shí)，爐溫低時(shí)減風(fēng)過渡，爐溫充沛時(shí)采取加礦批0.5-1t。料速<6批/小時(shí),爐內(nèi)采取退1t/ch的礦批，來改善透氣性，使高爐內(nèi)的壓量關(guān)系與料速保持一個(gè)比較好的動(dòng)態(tài)平衡，對(duì)于穩(wěn)定爐況順行和提高高爐爐料的透氣性十分有利（具體見表二）。

表二  韶鋼8號(hào)爐礦批使用效果跟蹤

（2）穩(wěn)定兩道氣流。大噴煤后，邊緣氣流會(huì)得到發(fā)展，爐內(nèi)操作上優(yōu)先保證中心氣流，中心溫度CCT1控制在500°以上，降低次中心溫度小于350°以下，邊緣氣流指數(shù)控制在0.6-0.8，優(yōu)化布矩陣，布料角度起始角度由開爐的43退到目前的39°，實(shí)現(xiàn)高爐內(nèi)煤氣流均勻分布，同時(shí)有提高爐料透氣性的作用。布料合理可以實(shí)現(xiàn)煤粉在爐料中充分燃燒，減少未燃煤產(chǎn)生量。

（3）保持爐缸熱量充沛，穩(wěn)定高爐的熱制度。煤比提高以后，噴入的煤粉需要消耗爐缸熱量，爐缸熱量是用爐缸儲(chǔ)熱水平。提高鐵水溫度的管控標(biāo)準(zhǔn)：鐵水溫度由原來的1495-1515°提高至1505-1530°，優(yōu)化風(fēng)溫、濕份、富氧、煤量的使用，風(fēng)口前理論燃燒溫度控制在2100-2250℃。大噴煤狀態(tài)下，料速快慢（使用中小礦批）對(duì)爐溫影響大，退煤、加煤的幅度較正常要大，料速與煤量對(duì)應(yīng)，及時(shí)校對(duì)燃料比，穩(wěn)定爐溫，減少人為的操作失誤，提高對(duì)大高爐溫爐趨勢(shì)化管理水平，促進(jìn)高爐熱制度的長期穩(wěn)定。造渣制度爐渣堿度按1.2控制，建立爐渣堿度、和鎂鋁比跟蹤表，高爐爐缸有充沛的熱量，保證鐵礦石還原，渣鐵流動(dòng)性好、易分離，爐渣脫硫率高和透氣性好。提高煤粉的燃燒效果，減少未燃煤粉，活躍爐缸，提高爐芯溫度。

（4）穩(wěn)定操作爐型：

在日常生產(chǎn)中，熱負(fù)荷（Q值）波動(dòng)，爐墻溫度報(bào)警，造成大塊渣皮掉入爐缸，引起高爐爐溫波動(dòng)，造成爐溫不足，爐溫忽高忽低，熱制度調(diào)整幅度大，長時(shí)間的低爐溫會(huì)引起爐況波動(dòng)，氣流紊亂，甚至爐況嚴(yán)重失常。為了讓高爐爐況能夠長期穩(wěn)定順行，減少Q值波動(dòng)帶來的影響。熱負(fù)荷波動(dòng)時(shí)，依據(jù)熱負(fù)荷Q值的大小，波動(dòng)的頻次進(jìn)行階梯性壓差、風(fēng)量、燃料比管理�。ň唧w見表三）

表三  韶鋼8號(hào)爐熱負(fù)荷、風(fēng)量、壓差、燃料比對(duì)應(yīng)表

（5）保證入爐風(fēng)量

在熱負(fù)荷、和中心邊緣氣流分布正常的情況下，提高爐頂壓力至235-238kpa,提高高爐操作的壓差值由原來的178上至185kpa，增加入爐風(fēng)量，采取綜合措施提高料柱的透氣性。

3 實(shí)施效果

     2019年5、6月通過采取以上措施，實(shí)現(xiàn)了高煤比重負(fù)荷狀態(tài)下的爐況長周期穩(wěn)定順行，負(fù)荷逐步加至5.0t/t,煤比成功突破170kg/t大關(guān)，產(chǎn)量月平均突破8552t/d.具體見下表四

表四  韶鋼8號(hào)爐2019年5、6月指標(biāo)、參數(shù)噴煤效果的跟蹤

在增加噴煤量的同時(shí)，5、6月高爐燃料比在505-507kg/t左右，沒有升高，煤粉燃燒充分，煤比是否還有上升空間需繼續(xù)跟蹤。

4 總結(jié)

1）實(shí)踐表明：長期高煤比生產(chǎn)的高爐要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定順行、高產(chǎn)低耗、優(yōu)質(zhì)長壽，爐缸活躍是一個(gè)關(guān)鍵因素。

2）關(guān)于高爐噴煤比高低的衡量標(biāo)準(zhǔn)。因各煉鐵企業(yè)生產(chǎn)條件的不同，高爐極限的高噴煤比數(shù)值是不同的，但是，行業(yè)對(duì)于噴煤極限值的條件認(rèn)識(shí)是一致的：

3）高煤比必須要有穩(wěn)定的燒結(jié)、焦炭質(zhì)量來作支撐。