宣钢2#高炉低燃料比操作技术
时间：2016-03-18 13:47 来源：未知 作者：admin 点击：次
根据钢铁市场的严峻形势，宣钢提出了“低成本战略”的生产经营理念。宣钢2#高炉依靠技术进步和加强管理，研究高炉操作技术，采取一系列的技术措施，提高炉况稳定性，适应原料变化，燃料消耗逐步降低，成功实施了低成本战略，使铁前工序成本大幅度降低。
关键词 高炉 操作 低燃料比
1 概述
宣钢2#高炉有效容积2500m3，30个风口，铁口呈“Y”字形排布，2010年9月18日建成投产。近年来，钢铁行业进入微利时代，甚至出现亏损状态。炼铁工序涉及大宗原料的使用，占整个钢铁成本的70%左右，还是钢铁联合企业的能耗大户。而炼铁成本中，燃料消耗成本占相当大的比重。宣钢提出“低成本战略”后，铁前原料成本下降后，高炉燃耗指标还较高，已经影响炼铁成本的进一步降低。宣钢2#高炉根据冶炼条件研究高炉操作制度，采取了一系列的技术措施，及时对操作制度进行调整，保持上、下部制度合理，重视中部调剂，最终形成适应宣钢原燃料条件的基本操作制度。在维持高炉顺行的基础上降低燃料比，降低炼铁成本。
2 宣钢2#高炉的原燃料特点
宣钢高炉原料特点是：（1）烧结矿成分波动较大。尤其是进入冬季后烧结生产使用直供料，烧结矿SiO2、FeO、R波动较大，高炉需要频繁地调整入炉料结构平衡炉渣碱度，烧结矿比例偏低。烧结机检修周期为1.5个月，以及非计划停机，高炉需要配加200t/h~500 t/h，有时全部使用落地烧结矿，高炉料柱透气性变差。烧结生产每10d左右切换料堆，以及频繁地调整入烧原料结构，导致烧结矿理化性能变化较大。由于全厂平衡入炉料结构，导致了高炉频繁地调整入炉料种。入炉烧结矿平均粒度只有15~17mm左右。（2）入炉焦炭结构不稳定。宣钢2#高炉使用三种焦炭，尤其是干熄焦配比变化大，焦炭裂纹多，粒级偏小。（3）入炉综合品位偏低，杂质含量高。由于入炉综合品位偏低，渣量380kg/t~390kg/t。有害元素含量较高，碱金属含量3.5~5.0kg/t，钛负荷阶段性高12~14kg/t，锌含量400g/t以上。宣钢高炉的原料特点使高炉操作难度较大。
3 技术措施
宣钢2#高炉开炉后，由于外围设备的连续影响，炉缸堆积，炉墙下部粘接，高炉顺行程度差，高炉技术经济指标低下，焦比426kg/t，燃料比578kg/t。保持高炉长期稳定顺行是改善各项技术经济指标的前提条件。宣钢2#高炉根据冶炼条件和炉型特点对高炉操作制度进行调整，匹配高炉操作制度，最终形成适应宣钢原燃料条件的基本操作制度，改善炉况顺行程度。在炉况稳定顺行的基础上，进一步实施各种技术措施，通过缩小风口面积、合理用风，提高风速、鼓风动能，改善炉缸工作状态，改善初始煤气流分布,；小批快料，重边缘畅中心，提高煤气利用；结合原料、边缘温度情况灵活调整布料圈数及料线，阶段性调整矿批大小与焦炭负荷，适当提高炉渣碱度，实施低硅冶炼，从而降低燃耗，提高产量，高炉冶炼效果明显，大幅度地改善了高炉技术经济指标。
3.1 合理用风，活跃炉缸，稳定气流，提高煤气利用率
根据炉况顺行程度和原料条件，确定压差的合理控制范围，使用上限风量，保持较高的顶压，风量逐步达到了4700~4800m3/min，提高了风速，提高了鼓风动能，鼓风动能达到了117.6 kJ/s ~127.4 kJ/s，确保炉缸工作的活跃性，初始煤气流合理分布。在长期生产实践中发现，宣钢2#高炉自开炉以来1#、2#铁口方位的气流一直偏强。针对2#高炉煤气流分布特点，在下部送风制度上针对性的调整风口布局，在边缘气流较强的方向增加了8个φ110mm风口，且增加7#、13#、20#、24#4个斜8°风口，使初始煤气流分布更加均匀。同时严格控制高压低量，以稳定气流为主，防止出现局部气流。因此，调整上部装料制度对边缘进行抑制，同时杜绝边缘局部气流，不破坏煤气流在上升过程中均匀稳定。通过合理的控制用风，保证了中心气流的充足与稳定，有效地控制了边缘气流，提高了煤气利用率，进而降低了炉体热负荷，节约了热量消耗，有利于节焦降耗。
3.2 高压操作
2012年10月2#高炉基本稳定顺行后，实施高压操作，逐步提高炉顶压力至215 ~220 kPa，维持压差≤160kPa，进一步改善了炉况顺行程度和提高了煤气能量利用，有利于发展炉内间接还原，抑制直接还原，减少炉尘吹出量，促进炉温稳定并逐步降低，从而降低燃耗。
3.3 提高风温
热风带入的物理热占高炉热量收入的17%-19%，又是廉价的能源，进一步提高风温仍然是高炉炼铁节能降耗的重要技术措施。2#高炉提高风温措施是：（1）充分发挥热风炉烧炉用的空气、煤气双预热系统的优势；（2）积极与厂、公司调度联系，保证高炉烧炉所需高炉煤气压力并配以一定量的转炉煤气，提高煤气发热值；（3）缩短送风周期，2#高炉每小时一换炉，定点换炉；（4）加强对热风工的技能培训，提高热风炉岗位工的操作水平。
3.4 低硅冶炼
降低生铁含硅，实施低硅冶炼并提高炉温稳定率，也是重要的节能降耗的技术措施。调整炉渣制度，保证充沛的渣铁热量和良好的流动性，促进炉缸工作的进一步改善，以利于低硅冶炼。目前2#高炉炉渣碱度提高至1.10～1.20倍，控制铁水温度在1490℃～1510℃，保证了热量收支平衡和高炉安全运行。由于宣钢入炉原料中TiO2含量相对偏高，据有关资料介绍，当生铁中[Ti]含量达到0.080%以上时将会起到护炉作用，或多或少的会影响炉缸工作状态。为了降低钛还原带来的弊端，在保证充沛的渣铁热量前提下，降低生铁含[Si]0.25～0.40%（原0.35～0.50%），最大限度地降低生铁含[Ti]，保持良好渣铁流动性。
3.5 阶段性减轻焦炭负荷
外围原燃料条件变化大时，超出高炉的承受能力，压量关系转紧，压差超过175kPa，出现频繁减风，炉体各部温度频繁大幅度波动，炉体热负荷居高不下，减轻焦炭负荷，减少焦炭200kg~500kg/批，改善料柱透气性，维持炉况稳定顺行，避免出现炉况失常。高炉一旦有了顺行，在原料条件好转后就加重焦炭负荷，扩大矿批，降低焦比，优化指标。
4 高炉提高产量降低燃耗生产实践
在2012年5月至9月炉况恢复的过程中，采用了中心注焦和“平台+漏斗”两种布料模式，炉况恢复工作未取得显著成效。在总结上述两种布料模式的基础上，结合宣钢高炉实际原料条件，研究、探索符合宣钢高炉原料条件的上部装料制度。2012年7月31日确立符合宣钢原料条件的上部装料制度—布料角度 ，矿四环焦五环或六环，班料速54±2批，料线1300mm～1700mm。确立符合宣钢高炉原料条件的上部装料制度后，炉况恢复进程加快，7月份平均风量3643m3/min，8月份平均风量4000m3/min，9月份平均风量4460m3/min，9月下旬风量超过了4550 m3/min，鼓风动能达到了102.9kJ/s，截止9月份炉况基本恢复正常。10月份之后平均风量达到了4600m3/min以上，鼓风动能达到了107.8kJ/s以上，高炉燃料比下降趋势明显。
2012年10月份进一步优化上部装料制度，布料角度外扬，抑制边缘气流，提高煤气利用率，布料角度变为 ，煤气中CO2含量上升至19.8%。并在此基础上，根据边缘温度、烧结矿质量，灵活调整第一环矿角布料圈数与料线，操作方便、简单，较好地适宜了外围条件的变化，始终保持了炉况的长期稳定顺行，较高的煤气利用率、较低的燃料比。2012年12月份为了提高鼓风动能堵一个风口作业，送风风口面积0.3358m2（全开风口面积0.3471m2），鼓风动能达到了102.9-112.7kJ/s。
进入2013年后，由于宣钢原料中含有钛，将炉温降低至0.25%~0.40%，炉渣碱度提高至1.15倍~1.20倍，实施低硅冶炼，降低钛对高炉的影响。2013年3月份，随着产能提高，加之铁前系统不配套，入炉原料紧张，质量下降，入炉焦炭结构大幅度改变。为了提高炉况的稳定性，高炉操作制度进一步优化，缩小风口面积至0.3280m2，10月份再次缩小风口面积至0.3248m2，鼓风动能提高至122.5kJ/s左右，进一步提高炉缸工作的活跃性，炉底FK温度呈明显的上升趋势；上部装料制度将34°焦炭的布料圈数由3.0圈增加至3.5圈，以增强焦炭的“挡墙”作用，既保证中心畅通，同时又兼顾边缘气流的稳定。
2014年5月份风口面积缩小至0.3158m2，6月份进一步缩小风口面积至0.3122m2，鼓风动能提高至接近127.4kJ/s，炉底FK温度维持高位运行，表明炉缸工作比较活跃。上部装料制度依然坚持小批快料的原则，根据边缘与中心气流的匹配情况，灵活调整边缘矿与中心焦的圈数，第一环矿焦的圈数分别为4.5圈、1.5圈，中心焦的圈数3.0圈~3.5圈，以维持较强的中心气流。进入2014年4月份，2号高炉的燃料达到了破五见四的历史最好水平，燃料比499kg/t。2014年焦比较2013年降低了5kg/t，燃料比降低了13kg/t。
2015年在炉况长期稳定顺行的基础上，结合之前降低焦比的成功经验，微调上部装料制度，主要是调整边缘第一环、内环焦炭的布料圈数，改善料柱透气性，降低压差，继续加重焦炭负荷，坚持小批快料，重边缘，焦炭负荷达到了4.84倍，全焦负荷达到了4.33倍，3月份焦比降至350kg/t左右，燃料比500kg/t左右。
5 高炉冶炼效果
由于实施了缩小风口面积，提高了鼓风动能，改善了炉缸工作状况，配合上部装料制度的调整，平衡边缘与中心气流的关系，提高了煤气利用率，高炉接受风温的能力提高，实施一系列的节能降耗的措施，技术经济指标得到了有效改善，
结语
由于技术方案中各项技术措施的成功实施，宣钢2号高炉风量上升，提高了风速、鼓风动能，炉缸工作得到了很大的改善，进一步改善了炉况顺行；并在稳定顺行的基础上，进一步优化各项技术经济指标,2号高炉燃料比已进入全国同类型高炉的先进行列。但是与同行业先进水平比较，2号高炉焦比偏高，煤比、风温低。下一步攻关的方向是降低焦比，提高煤比，提高风温。
