炼铁厂新四号高炉强化煤比冶炼实践

炼铁厂新四号高炉强化煤比冶炼实践

康 媛

(河北钢铁集团承钢公司炼铁厂)

摘 要：承钢炼铁厂新四号高炉通过采取强化入炉原燃料质量、控制合理的理论燃烧温度、优化生产操作、和强化炉前出铁组织使得煤比逐渐提高，从而降低焦比。为实现高效、低成本生产创造条件。

关键词： 提高煤比 原燃料质量 理论燃烧温度 高炉操作

1、前 言

　炼铁厂有8座高炉，其中1260m³一座、450m³一座、380m³一座、279m³一座、2500m³三座，其中五号高炉、新三号高炉、新四号高炉为2500 m³高炉，新三号高炉正处于建设之中，年产铁800万吨。当前，金融危机波及全球，整个钢铁行业遇到了前所未有的冲击，生铁成本日趋上升，降低生铁成本成为炼铁工序的重之重。新四号高炉燃料消耗较高是制约单位生铁成本降低的主要因素，因此必须制定措施，以上攻煤比为主，其他措施为辅，降低焦比，从而降低吨铁成本。

　承钢炼铁厂新四号高炉于2008年9月16日正式点火生产，并于七天之内实现顺利达产。新四号高炉投产初期出现了几次炉况波动，限制了煤比的提高，为使高炉稳定顺行，调整操作制度，制定了一系列措施，使煤比由2008年9月的91．07 kg／t提高到2009年5月的137．43kg／t。2008年9月～2009年5月新四号高炉各项经济技术指标如表1所示：

2 控制好原燃料质量

2．1稳定焦炭质量

　焦炭质量的稳定是高炉稳定顺行的基础，焦炭在炉内不仅起发热剂、还原剂的作用，更重要的作用是作为高炉料柱骨架，对高炉的稳定顺行起着决定性的作用，特别是冶炼钒钛矿大高炉存在钒钛矿低温还原粉化严重、高炉透气性差的特点，对焦炭料柱骨架的作用就显得尤为突出。

　新4^#高炉通过对焦炭分级入仓管理、稳定一级焦炭的配比至70％，同时采购质量较好的大土河一级焦炭，确保了入炉焦炭的质量稳定。同时加强高炉槽下筛分工作，有效控制入炉焦粉量，提高高炉透气性，为高炉的长周期稳定顺行和煤比等指标的强化奠定了基础。

2．2稳定烧结矿质量

　 (1)稳定烧结矿成分

　 高炉入炉原料中烧结矿用量占70％左右，烧结矿质量的波动对高炉炉况的稳定影响很大，通过提高烧结矿普粉配比、稳定烧结矿成分、加强铁精粉的检验工作、加强岗位操作与管理、减少热停机等措施，稳定烧结矿质量，提高烧结矿的稳定性能。

　 (2)控制入炉烧结矿粒度

　 加大高炉槽下烧结矿筛底，减少粉末入炉，使入炉烧结矿粒度<5mm比例控制在3％以内，5~10mm比例控制在20％以下，同时对烧结矿喷洒防粉化剂，降低烧结矿的低温还原粉化率，使高炉透气性和煤气流分布有了明显的改善，为高炉提高煤比创造了良好的条件。

3 优化煤粉配比，保证煤粉质量

　 调整煤粉配比，主要考虑到混合煤粉的挥发份、可磨性、磨机出力、喷吹性能以及喷煤成本，新4^#高炉通过调整煤粉配比，实现了神华烟煤、平罗洗无烟煤和贫瘦煤混喷，保证了煤粉挥发份20~25％，煤粉的粒度影响制粉出力、输送性能和煤粉在风口前循环区内的燃烧率，在提高磨机出力的同时控制煤粉粒度小于200目的比例在65％左右，大于80目的比例不大于2％，提高煤粉燃烧率，提高了煤焦置换比，减少其对高炉操作的不利影响。

　为保证喷煤比的提高，喷煤工段严格按岗位作业标准操作，做好煤粉的储运、制粉、喷吹等环节的工作，确保高炉煤粉供应充足。

4 控制适宜的理论燃烧温度

　 维持适宜的理论燃烧温度，是保持炉缸正常工作的基本前提，富氧、喷煤、风温则是调节风口前理论燃烧温度的主要手段。随着喷煤比的提高，风口前理论燃烧温度也相应的降低，需要提高风温和富氧率来维持风口前合理的理论燃烧温度，经过生产实践证明，新4^#高炉合理的理论燃烧温度应控制在2330℃左右。表2为新4^#高炉投产以来喷煤比、富氧、风温使用水平与理论燃烧温度控制范围。

4．1提高雷氧

　富氧喷煤是高炉高效喷吹技术的发展方向，是提高煤比、改善喷吹效果的重要技术手段。随着喷煤量增大，循环区煤粉燃烧率降低，未燃煤粉量增加，入炉焦炭粉化加剧，高炉透气性下降，炉顶吹出的未燃煤粉量上升，导致煤气流分布发生变化。富氧不仅提高风口前理论燃烧温度，而且有利于提高煤粉的燃烧率，改善风口前的工作状态，但富氧率增加到一定值后，随着富氧率的进一步提高，煤粉燃烧率的提高幅度逐渐减小，富氧率过高还会对送风设备造成一定的威胁，增加送风设备的损耗，因此富氧率必须控制在合理的范围内，经过生产实践证明，新4^#高炉合理的富氧萝应控制在35~45m³／t·Fe之间。

4．2提高风温

　提高风温一方面可使理论燃烧温度提高，加快煤粉挥发物挥发速度和燃烧速度，为提高喷煤比创造条件，另一方面由于煤粉的加热、气化和分解吸热反应，更有利于接受高风温，同时风温带入的热量可以替代一部分燃料产生的热量，减少焦炭消耗。新四号高炉通过稳定送风设备、强化烧炉操作、助燃空气预热等措施，使风温使用水平稳步提高，由开炉时1004℃提高到1190℃，新四号炉风温变化情况见图1。

5 强化高炉操作

5．1稳定炉温

　 利用喷煤量调剂是正常生产过程中调剂炉温的最主要手段之一，与其它炉温调剂手段相比，其具有见效时间短、调剂效果明显的优点，被高炉操作者广泛采用，特别是大高炉冶炼周期较长、喷煤量较大，喷煤调剂炉温的优点就更加明显。

　 稳定炉温操作是最大限度的发挥高炉喷煤能力、减少减停煤的关键。炉温过高或过低，不仅需要降低喷煤比或加入净焦调剂，而且会导致渣铁黏度增加、影响出渣出铁和软熔带的透气性，进而造成喷煤比进一步降低。因此，新4^#高炉在稳定炉温方面做了大量的工作，首先制定了Si Ti控制范围0．25％~0．6％的操作方针，在炉温控制方面，加强基础数据管理，量化高炉操作，强化交接班制度，稳定各班之间的燃料比控制，并实行工长打分制度，将炉温控制作为一项重点指标与工长绩效挂钩，大大提高了炉温的稳定性。下图2为新4^#高炉强化煤比过程中炉温稳定性与煤比关系趋势。

5．2优化操作制度

　 提高煤比会导致高炉料柱阻损增加，压差升高，透气性有所降低，因此高炉炉况的稳定及合理的煤气流分布是提高喷煤比的基础。稳定煤气流分布除了原燃料方面的影响外，关键在于高炉上、中、下部操作制度的调整。新4^#高炉在生产过程中，引进热负荷、静压等先进的监测手段，对上、中、下部操作制度进行了反复摸索。由于新4^#高炉采用并罐式无钟炉顶，布料过程中出现炉料偏析现象，对煤气流的合理分布造成很大的影响，为了解决这一问题，在开炉之前建立了布料模型，对高炉布料规律进行实测，与理论计算进行对比分析，提高了布料的精确度，在生产过程中坚持“上稳下活”的原则，上部采用大矿批布料，逐步增大矿批至50t、提高炉顶压力至210kpa以上，下部采用合理的风速和鼓风动能，以吹透中心、活跃炉缸，中部通过调节热负荷，维持合理的操作炉型，保证边缘、中心两条稳定的煤气流通道，并适当抑制边缘煤气流，提高煤气利用率，使高炉在2009年2月份之后得以长周期的稳定顺行，煤比指标得以强化。

5．3强化炉前出铁的组织

　 炉前能否及时出净渣铁直接影响到高炉的顺行情况，为保证高炉稳定顺行和进一步强化冶炼，炉前严格按照岗位作业标准进行组织生产：控制合理的铁口深度，保证铁口合格率；减少憋铁、带潮泥出铁，减少渣铁对铁口的侵蚀；杜绝铁口跑泥、倒泥等现象的发生；严格控制出铁时间，保证出铁正点率，从而确保高炉生产顺利进行。

6 结 语

　 炼铁厂新四号高炉自开炉达产以来，期间经历了几次炉况波动后，炉况至今比较稳定，截止至5月份，利用系数达到2．21，焦比降至377．14 kg／t，累计喷煤比达137．43，各项指标均达到较好水平。综合以上内容得到以下经验：

　 (1)控制好原燃料质量为高炉的长周期稳定顺行和煤比等指标的强化提供保障；

　 (2)控制适宜的理论燃烧温度，保障炉缸活跃的工作状态，确定合理的操作制度，维持合理的操作炉型使高炉稳定顺行的基础，提高煤比要与高风温、高富氧有机的结合起来，只有这样，高炉生产才能进一步进行强化冶炼，降低成本；

　 (3)强化高炉操作，确定合理的操作制度，控制炉温稳定率，减少因炉温波动引起的减停煤现象。适当抑制边缘煤气流，提高煤气利用率，使高炉得以长周期的稳定顺行，煤比指标得以强化。

　 (4)炉前严格按照岗位作业标准进行组织生产，避免了憋渣铁影响高炉稳定顺行，适应了高论进一步强化冶炼的需要。