韶钢8号炉提煤降焦操作实践

韶钢8号炉提煤降焦操作实践

丁时明  柏德春  潘伟恩

（韶钢炼铁厂）

摘  要：为降低炼铁成本，2019年韶钢8号高炉开展了提煤降焦的技术攻关，通过长期生产实践数据的回归总结，不断调整高炉操作参数，实施以来获得良好的经济技术指标。2019年5、6月在持续高产的状态下（产量由原来的8000t/d上升至8500t/d）；负荷由原来的4.5加至5.0t/t,煤比成功突破170kg/t。

关键词：高炉  高煤比  炉缸温度  活跃   

1 概况

韶钢8号炉开炉初期，入炉原燃料质量好，高炉投产初期耐材未侵蚀，操作炉型完整，开炉初期煤比达到150-160kg/t,2012-2018年期间，受入炉原燃料变差（经济炉料：混匀堆变小、烧矿、焦炭质量不匹配高煤比）、热风温度低等影响煤比一直徘徊在140kg/t以下（具体见图一、表一），国内对标同类型3200m3高炉，煤比最高达到170kg/t.对比同行我们的煤比存在差距，有较大的提升空间。

图一  韶钢8号炉煤比、燃料比趋势图

表一  韶钢8号炉历年主要指标、参数

2 提煤降焦措施

2.1 提高煤粉燃烧率

（1）提高热风温度。8号炉热风炉开炉至今已使用10年，目前热风炉隔墙、火井出现了严重的掉砖现象，存在安全隐患，制约了高炉风温的上行，后续通过对热风炉进行改造升级，使风温力争达到1180°，有利于提高高炉喷煤的燃烧效果。

（2）增加富氧鼓风。煤比上升至160kg/t以上，氧量按20000m3/h来控制，富氧率由原来的1.12%提高至3.95%，富氧率提高1%，煤粉燃烧率提高1.51%，风口前理论燃烧温度升高，可提高喷煤比20kg／t，抵消高煤比后理论烧燃温度下降。与此同时富氧量上升后炉缸状态进一步得到改善，炉缸热量更加集中，渣温的变化区间变宽，渣在低炉温状态下流动性变得更好。

（3） 脱湿鼓风按10-15g/m3，可以产生提高炉缸温度和鼓风中氧气含量的效果。  

（4）提高炉顶煤气压力，降低煤气流速，延长煤粉在炉内燃烧的时间，降低煤气压力差。在中心气流稳定的条件下（CCT₁>500°），炉顶压力由原来的220kpa提高到目前的238kpa,提高炉顶煤气压力还促进增产和冶炼低硅铁的作用.增加TRT发电量，有利于高压差状态下的炉况的长周期稳定。

（5）提高煤焦置换比

1）优化喷吹煤粉配比。对喷吹煤粉进行质量和使用效果的评价，选择含硫低，热值高，喷吹质量效果好的优质煤，韶钢8号炉喷吹煤以烟煤+无烟煤+CDQ粉为主，优化烟煤、无烟煤、CDQ粉的比例，烟煤挥发高，且含有一定水分，进入风口后会爆裂，促进分解燃烧和残碳燃烧，燃烧效率高。但燃烧性差特别是高喷煤比时，会影响炉料透气性和高炉顺行。控制CDQ粉比例，减少对喷煤管道、小套的磨损。煤种优化是提高置换比的重要措施，与相关大学合作对其做煤粉燃烧性能的研究。

2）煤粉喷吹要均匀，高炉所有风口均要喷煤，流量要实现均匀、稳定。高炉均匀喷吹煤粉，会使高炉每个风口的鼓风动能一致，并会使炉缸热量分配均匀，促使高炉生产顺行和喷煤量的提高，进而煤焦置换比得到提高。①风口摄像改造②煤枪重新研发，减少煤粉磨小套的概率③风口小套与高煤比喷煤配合，风口小套前端采用无焊缝小套，避免煤粉磨到小套造成小套漏水。④喷吹系统智能化改造，减少喷煤换罐造成罐压波动，影响炉内风压，，喷煤速度上实现自动调控，避免喷煤速度的不均匀造成风压高，⑤每个风口对喷煤流量进行监控，及时发现煤枪有无堵塞，做到真正意义上的风口圆周匀喷。

2.2 提高料柱透气性

    高煤比后，炉内焦炭量减少，料柱透气性变差，小时喷煤量增加，煤气发生量加大，体积加大，会使炉内压差大幅上升。影响料柱透气性。

（1）提高高炉入炉矿含铁品位，减少渣量，高炉内煤气阻力最大的地方是软熔带。高炉入炉品位在58％以上，吨铁渣量300kg以下，煤气的阻力会大大缩小，也会减少炉渣液泛现象。有利于降低炉内压差水平。

（2）提高焦炭质量，稳定焦炭成分。高喷煤比条件下，焦炭质量好坏对炉料透气性影响比例很大，特别是焦炭的热性能，会大大提高炉料柱透气性。焦炭的质量好坏决定了高炉的容积大小和喷煤比水平的高低。提高煤比对焦炭质量的要求是：M40在87％以上，M10小于5.8％，灰分小于12.5％，硫分小于0.75％，热强度CSR>68％，热反应性CRI<25％。

（3）烧结矿质量提升。烧结入炉的炉料成分均匀、性能稳定，碱度波动±0.05 (倍)，转鼓强度＞78%，筛分小于5%，混匀矿配矿结构力求稳定，混匀堆力求能达到10天的使用时间，减少换堆造成的炉况波动。

2.3 优化高炉操作

（1）选择合适的矿批，参考料速：6.2-6.5批/小时，矿批控制在：88-92吨，料速>6.5批/小时，炉温低时减风过渡，炉温充沛时采取加矿批0.5-1t。料速<6批/小时,炉内采取退1t/ch的矿批，来改善透气性，使高炉内的压量关系与料速保持一个比较好的动态平衡，对于稳定炉况顺行和提高高炉炉料的透气性十分有利（具体见表二）。

表二  韶钢8号炉矿批使用效果跟踪

（2）稳定两道气流。大喷煤后，边缘气流会得到发展，炉内操作上优先保证中心气流，中心温度CCT1控制在500°以上，降低次中心温度小于350°以下，边缘气流指数控制在0.6-0.8，优化布矩阵，布料角度起始角度由开炉的43退到目前的39°，实现高炉内煤气流均匀分布，同时有提高炉料透气性的作用。布料合理可以实现煤粉在炉料中充分燃烧，减少未燃煤产生量。

（3）保持炉缸热量充沛，稳定高炉的热制度。煤比提高以后，喷入的煤粉需要消耗炉缸热量，炉缸热量是用炉缸储热水平。提高铁水温度的管控标准：铁水温度由原来的1495-1515°提高至1505-1530°，优化风温、湿份、富氧、煤量的使用，风口前理论燃烧温度控制在2100-2250℃。大喷煤状态下，料速快慢（使用中小矿批）对炉温影响大，退煤、加煤的幅度较正常要大，料速与煤量对应，及时校对燃料比，稳定炉温，减少人为的操作失误，提高对大高炉温炉趋势化管理水平，促进高炉热制度的长期稳定。造渣制度炉渣碱度按1.2控制，建立炉渣碱度、和镁铝比跟踪表，高炉炉缸有充沛的热量，保证铁矿石还原，渣铁流动性好、易分离，炉渣脱硫率高和透气性好。提高煤粉的燃烧效果，减少未燃煤粉，活跃炉缸，提高炉芯温度。

（4）稳定操作炉型：

在日常生产中，热负荷（Q值）波动，炉墙温度报警，造成大块渣皮掉入炉缸，引起高炉炉温波动，造成炉温不足，炉温忽高忽低，热制度调整幅度大，长时间的低炉温会引起炉况波动，气流紊乱，甚至炉况严重失常。为了让高炉炉况能够长期稳定顺行，减少Q值波动带来的影响。热负荷波动时，依据热负荷Q值的大小，波动的频次进行阶梯性压差、风量、燃料比管理！（具体见表三）

表三  韶钢8号炉热负荷、风量、压差、燃料比对应表

（5）保证入炉风量

在热负荷、和中心边缘气流分布正常的情况下，提高炉顶压力至235-238kpa,提高高炉操作的压差值由原来的178上至185kpa，增加入炉风量，采取综合措施提高料柱的透气性。

3 实施效果

     2019年5、6月通过采取以上措施，实现了高煤比重负荷状态下的炉况长周期稳定顺行，负荷逐步加至5.0t/t,煤比成功突破170kg/t大关，产量月平均突破8552t/d.具体见下表四

表四  韶钢8号炉2019年5、6月指标、参数喷煤效果的跟踪

在增加喷煤量的同时，5、6月高炉燃料比在505-507kg/t左右，没有升高，煤粉燃烧充分，煤比是否还有上升空间需继续跟踪。

4 总结

1）实践表明：长期高煤比生产的高炉要实现稳定顺行、高产低耗、优质长寿，炉缸活跃是一个关键因素。

2）关于高炉喷煤比高低的衡量标准。因各炼铁企业生产条件的不同，高炉极限的高喷煤比数值是不同的，但是，行业对于喷煤极限值的条件认识是一致的：

3）高煤比必须要有稳定的烧结、焦炭质量来作支撑。