高炉富氧喷煤冶炼特征及生产实践顾爱军（河北钢铁集团宣化钢铁公司炼铁厂）摘要：宣钢三座１０００ｍ３高炉。通过不断探索和完善高炉的富氧喷煤操作技术，在外部原燃料条件逐步改善的情况下，合理喷煤，积极调整高炉操作制度，冶炼低硅生铁，加强炉内及炉前管理，采用高风温、高富氧大喷煤、烟煤混喷技术，实现了提高喷煤比、烟煤比的目标，煤比达到１５０ｋｇ／ｔ以上．烟煤比达到了６５％，经济效益显著。关键词：高炉富氧喷煤生产实践引言高炉富氧喷煤冶炼特征是富氧和喷煤冶炼特征的结合，富氧和喷煤对冶炼过程的影响是相反的，两者有机结合，相辅相成，可产生最大的经济效益。宣钢大高炉富氧后使煤比及烟煤比提高，焦比降低，燃料比降低，节能降耗，对降低炼铁成本起到了重要作用，提高了宣钢在钢铁市场的竞争力。１富氧喷煤冶炼特征１．１控制适宜的风口面积．组织好煤气的初始分布。富氧鼓风单位生铁煤气体积缩小，如综合煤气体积增大，则应扩大风口面积，如缩小则应适当缩小风口面积，以控制适宜的鼓风动能。１．２维持适宜的理论燃烧温度富氧喷煤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。富氧鼓风使ｔ理提高，喷煤则ｔ最降低，富氧喷煤则综合两者变化，维持—个适宜的ｔ曩。如果过低，则煤粉燃烧不完全，会导致炉凉；如果太高，将导致炉况不顺，产生崩料和悬料。一般富氧提高ｌ％，喷煤量可增加１３—２３ｋｇ／ｔ。１．３控制一定的氯过剩系数碳的气化速度与气相中氧的浓度成正比，氧浓度的提高，加快氧向碳表面传递速度，因而反应速度加快。一般大气鼓风时煤粉燃烧率不超过７０％，而富氧鼓风时能提到８０％以上，最高达９０％。氧过剩系数与置换比及增产率有一定关系，氧过剩系数降低，置换比和增产率也相应降低，适宜氧过剩系数应不低于１．１５。氧过剩系数越大，置换比越高。喷吹量一定时，喷煤的风口越多，则氧过剩系数越高，所以保持全风口喷煤是扩大喷煤量和提高置换比的重要措施。１．４提高热风温度提高热风温度可加快煤的挥发物挥发速度和燃烧速度。另一方面，由于煤的加热、气化和分解吸热反应，更有利于接受高风温。但当喷吹量提高到一定程度时，再提高喷吹量，风温或湿分已没有潜力，只能靠富氧鼓风。１．５调整装料制度。改善煤气流合理分布高炉喷煤增加后，炉料中起骨架作用的焦炭减少，以及未燃煤粉的作用，使高炉透气性变差，当在大喷煤的情况下，通过调节装料制度，维持合理煤气流分布，改善炉料透气性，仍能保持高炉３８２稳定顺行。高富氧大喷煤后，在喷煤量不超过ｔ８０ｋｇｌｔ的情况下，下部适当缩小风口面积，活跃中心气流，上部采用适当发展边缘的装料制度，炉况可稳定顺行。当喷煤量增加到１８０－－－２００ｋｇ／ｔ以上时，出现了相反的趋势，需要适当抑制边缘，发展中心。１．６控制适宜的煤粉粒度从燃烧角度讲，煤粉粒度越小，燃烧率越高，当粒度过小，磨煤机产量降低，电耗升高。而且灰分熔点低、粘度较大的煤粒度越细，渣化早，容易堵塞喷。一般要求粒度．２００目以下为７０－８０％，对易磨、易燃（如烟煤）和结晶水较高的煤可控制在５０％左右。Ｉ．７喷吹配煤无烟煤挥发份低，可磨性和燃烧性不好，但发热量很高。烟煤挥发份高，可磨性和燃烧性好，但发热量低，所以单一喷那一种煤都不太经济，扬长避短，可获得最佳经济效益。宣钢１０００ｍ３以上高炉均喷吹混合煤，高炉喷煤量均在１５０ｋｇ／ｔ以上，且置换比维持在０．８以上。平均挥发份在２１－２２％。１．８改善原燃料质量一切改善原燃料质量的措施，如提高焦炭强度，减少渣量，降低入炉粉末等都能扩大喷煤量。２宣钢富氧喷煤生产实践我厂有１０００ｍ３以上级高炉三座．错高炉（１３５０ｍ３）、辨高炉（１８００ｍ３）、１ｔ３＃高炉（２５００ｍ３），各高炉都有各自的喷吹系统。由于煤质差，煤种杂等原因提高烟煤比后，高炉燃料比提高，以及提高烟煤比后的喷吹系统安全问题，使烟煤比一直在３０－４０％之间，我厂通过调整操作制度、配煤制度以及对制粉和喷煤系统进行了一系列的有效改造，确保了提高烟煤比后喷吹系统安全运行，以及高炉操作制度适应高烟煤比、高煤比的操作条件。使烟煤比由３５％提高到４５％，４５％到５５％，由５５％－６０％。到２００８年底烟煤比提高到６５％，煤比在１５０ｋｇ／ｔ以上，最高达到１６５ｋｇ／ｔ。高炉富氧最高达到３．５％，也为提高煤比及烟煤比创造了条件。我厂大高炉２００９年煤粉质量：灰分８．０９％，挥发份２２．２４％；粒度：．２００目以下为７０％左右，水分２．０。宣钢富氧喷煤高炉操作如下：２．１精料高炉要稳定顺行，接受大喷煤量，精料是基础。２．１．１优化炉料结构。稳定烧结矿碱度在２．０—２．１，确保烧结矿具有较好的强度及较高的产量。重视烧结矿ＦｅＯ含量和碱度的变化对高炉生产的影响，同时配加自产球团及澳矿。我厂大型高炉的炉料结构如表ｌ：表１２００９年大高炉原料结构另一方面，全面做好入炉原燃料的筛分工作，减少人炉粉末，保证炉况顺行。３８３２．Ｉ．２不断提高焦炭质量。使用质量较高的自产焦炭，焦炭的反应性和热强度控制在２５％１）．／下及６５％１）．／＿ｈ。焦炭质量如表２。表２２００９年焦炭分析Ｉ％）２．１．３加强对入炉原燃料质量的监控管理。（１）加强槽下筛分管理。要求槽下每４小时循环空振烧结矿筛、焦炭筛一次，并对焦炭筛每１２小时手工清理３次，对块矿筛不定时手工清理，以保证筛分效果，减少粉末入炉，入炉烧结矿＜５ｍｍ的控制在１．Ｏ％左右，人炉烧结矿及焦炭粒度如表３和表４：表３２００９年入炉烧结矿粒级组成（％）（２）加强对烧结矿料仓、料位的管理，保证每个料仓存料料位不低于５ｍ以上。２．２合理调整各部制度（１）下部调剂。高炉富氧以后，单位生铁煤气量减少，而随着煤比的增加，焦炭负荷不断加重，料柱透气性也会随着不断恶化。为保证炉况顺行，高炉上下部必须合理而且相互适应，为此，对风口布局和进风面积进行了合理的调整。（２）上部调剂。上部布料必须根据冶炼条件的变化与下部制度相适应。随着送风制度的变化，保证足够的中心焦炭量，进一步将矿石布往中心和边缘，这样既保持合理的中心煤气流，又改善煤气利用，煤气利用率稳定在４５％水平。（３＞控制合理的热制度和造渣制度。由于钛负荷高，为防止炉缸产生粘结，必须保持ｆＳｉ）＋｛瓢ｌ受控，做好低硅冶炼，关键是保证充足的物理热。实践中采用控制较高渣碱度及较高的煤气利用来确保低硅高物理热，控制铁温１４７０．１５００℃，严禁铁温低于１４６０气２。２．３提高风温实现大喷煤以后，风口前理论燃烧温度大幅度降低，根据实践，每增加煤比ｌＯｋｇ／ｔ，约降低理论燃烧温度２０．２５。１２，为保证适宜的理论燃烧温度，就必须通过富氧和提高风温度来予以补偿。我厂利用热风炉烧炉产生的烟气对高炉煤气和助燃空气进行预热，以提高热风温度，保证热风温度在１１００＇１２以上，为煤比及烟煤比的提高提供了保障。２．４提高富氧提高富氧是提高煤比的有效措施之～：、高炉富氧后冶炼进程加快．有利于含钛物料的冶炼．另外．提高富氧率后．炉缸理论燃烧温度提高有利于炉缸活跃．提高煤比．为此，在高炉接受氧量的前提下．各高炉积极调整炉内制度．增加富氧量．大高炉的富氧率均达到３．２％１，Ｊ，ｌ－。２．５加强炉前管理（１）努力降低出铁间隔，及时出净渣铁，渣铁在炉内存放时间长，容易导致钛的还原，生成高熔点物质，使渣铁流动性变差，易形成粘结，另一方面，导致高炉憋风，致使煤气流发生变化，诱发渣皮脱落乃至出现上部气流，故及时排净渣铁，是高炉顺行的重要方面。（２）由于入炉品位低，含钛高，渣量大，如果不能及时排出渣铁，容易形成憋风、难行，处理不当或不及时，对炉况影响很大，采取了以下措施，保证出铁质量：①严格控制开口时间；②合理使用钻头；③严格要求出渣时间。从而出净渣铁。２．６解决高烟煤比喷吹系统安全问题严格控制中速磨入口、出口温度，除尘箱体、煤粉仓、喷吹罐温度不超标。中速磨入口温度≤３２０，５。Ｃ、７０６Ｃ≤出口温度≤８５℃．，煤粉仓温度≤７５℃，喷吹罐温度≤６５℃。严格控制中速磨机人口、除尘箱体出口氧含量不超标。中速磨机人口氧含量≤６％、除尘箱体出口氧含量≤１２％。中速磨机采取自动充氮，除尘箱体改氮气反吹清扫，煤粉仓采用氮气硫化，喷吹罐采用氮气充压、补压。加热炉炉膛压力保证常压．确保空气和煤气充分混合燃烧。系统在定修及停车状态下，煤粉仓的煤粉存放时间要小于８小时，喷吹罐里的煤粉存放时间要小于４小时。通过以上技术措施解决了高烟煤比下喷煤系统生产的安全问题。２．７喷煤操作随着炉况顺行程度的改善和富氧率的增加，煤比及烟煤比不断提高，最高煤比达到１６０ｋｇｔｔ，烟煤比达到６５％。这种情况下．喷煤对高炉冶炼过程的影响极为重要。一是煤粉质量、灰分波动对炉温及炉渣碱度影响较为明显。二是喷煤量增大，磨损风口数量增加，要加强对风Ｉ＝Ｉ的管理，勤调勤换煤防止风口磨坏。三是突然限煤甚至停煤对高炉影响增大，一旦停煤或减煤，必须立即加焦补足煤量，并视情况减风操作，适当调整布料。２００９年宣钢大高炉主要技术经济指标如下表５：表５２００９年宣钢１０００ｍ３以上各高炉主要技术经济指标（１０。为２００９年１０月）３结束语（１）富氧大喷吹是高炉实现增产节焦的有效措施，有利于促进高炉各项技术经济指标的提高。（２）富氧大喷煤的中心问题是改善煤粉的燃烧，提高置换比。（３）宣钢通过对喷煤性能的研究，合理配煤、积极调整高炉操作制度，采用高风温、高富氧大喷吹、烟煤混喷技术．实现了提高喷煤比、烟煤比的目标，经济效益显著。高炉富氧喷煤冶炼特征及生产实践
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顾爱军
河北钢铁集团宣化钢铁公司炼铁厂
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