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1、加焦技加焦技术术运用分析运用分析报报告告中心加焦技术最早是由日本神户钢铁公司于20世纪80年代开发的一种高炉布料方式,从炉顶向高炉中心加入一定量的焦炭,以减小高炉中心区域的矿焦比,使中心透气性改善,在高炉中心区域形成类似烟囱作用的“气孔”,有利于形成倒V型软熔带。在该布料模式下,中心气流强而稳定,使中心区域内CO分压增大,使得碳溶损反应受到抑制,高炉中心区域的焦炭就会比布在外围的焦炭粒径相对大一些。随着高炉冶炼的不断进行,死料柱得以很好地更新,这样就可以大大改善死料柱的透气性和透液性。该布料模式适合于原、燃料条件相对较差的高炉。随着优良的煤炭、矿石资源的消耗,高炉所使用的焦炭、煤粉、矿石质量将
2、会呈下降趋势,但随着焦炉、烧结机、造球机等装备的大型化,以及原料准备及炼铁技术的进步,将有可能使高炉原燃料质量保持相对稳定的状态,长远来看,使用该炼铁技术的高炉还会有很多。武钢炼铁厂已采用中心加焦技术20多年,经过多年的吸收、改进、消化及升华,武钢的中心加焦技术日渐成熟,多年来保持了高炉炉况的稳定顺行。尤其是近几年,通过优化该技术,在运用该技术稳定炉况的前提下,可巧妙运用该技术防止炉身粘结、快速处理炉身粘结,较好地解决了采用该技术后炉身粘结频繁的技术难题。相比其他先进厂矿的布料技术,中心加焦技术模式下的高炉,以往其燃料消耗要高出非中心加焦布料模式的高炉30kg/t以上。多年来,武钢炼铁厂技术人
3、员一直在为缩小该差距而努力优化中心加焦技术。近几年来,在观念上进行转变之后,武钢炼铁厂的燃料消耗呈下降趋势,技术指标(武钢炼铁厂主要技术指标见表1)好的高炉,目前已将该差距缩小至10kg/t左右。表1武钢炼铁厂经济技术指标一览表、均衡气流、稳定炉况合理的煤气流分布可保持炉况的稳定顺行,实现煤气利用率的提高和燃料消耗的持续降低。XX年以来,随着钢铁市场形势的恶化,武钢炼铁高炉锌负荷(表2)普遍过高,其中4号高炉锌负荷均值范围为/t,最高时为/t;5号高炉锌负荷均值范围为/t,最高时为/t。表2武钢高炉锌负荷情况为增加锌从炉顶煤气的排出量,采取适当弱化边缘煤气流,开放中心气流的措施。重要原因之一是
4、:中心气流不仅温度较高(一般中心温度高达500以上,而边缘煤气流温度在60左右),锌重新凝固的机会较小,由于煤气在高炉内平均行程时间只有10s左右,而中心气流的行程时间更短,中心的强气流可以在短时间内将锌带入煤气而不会形成高炉内的锌循环,可实现锌从煤气中排出,最大限度减少锌在高炉内的循环量。XX年1月以来,武钢高锌负荷冶炼的4号、5号高炉开始采用“小进风面积和大布料角度”的调整思路,适当开放中心而抑制边缘煤气流,取得了很好的效果,2座高炉相继走出了炉身粘结的怪圈。与国内其他锌负荷较低的高炉相比,武钢高炉难以取消中心加焦,其中重要原因之一就是武钢的锌负荷高,不能过分抑制中心,否则会关闭锌的排出通
5、道,不利于锌的排出。、利用气流、调整炉型随着炼铁原、燃料条件的恶化,将维持合理操作炉型置于日常工作的重点成为必需。近3年来,在总结以往炉身粘结的经验教训后,认为在当前原、燃料条件难以大幅改变的情况下,维持合理的操作炉型尤为重要。在日常操作中,应使炉身渣皮处于动态平衡中。基于此,将冷却壁进出水温差控制在35,超出此范围则对布料制度进行调整,防止炉身粘结或者渣皮大面积脱落。当冷却壁进出水温差低至3时,则对布料制度进行相应调整:风量多时,视炉身温度分布情况减中心焦炭1环;风量相对较少时,在边上(靠近冷却壁一侧)布焦角位垫一环焦;在处理前期有粘结征兆的炉型时,在调整布料制度的时候不对矿石进行调整,仅调
6、整布焦方式,以此来弱化中心气流,适当发展边缘气流,通过气流的切换及短期内适当加强边缘煤气流,可将形成不久的炉身渣皮快速清洗下来,达到预防粘结之目的。当冷却壁进出水温差超过5时,则需进一步加强中心煤气流,适当弱化边缘煤气流,以利于炉身脱落渣皮处尽快形成保护性渣皮。通过采取上述措施,实现了炉况的长期稳定顺行,高炉操作炉型保持良好,为继续缩小和先进高炉之间燃料消耗的差距创造了良好条件。 、增加焦炭筛网孔径和小块焦用量要提高煤气利用,必须改善高炉内部的间接还原(FeO+CO=Fe+CO2)。由于间接还原在块状带,即5701100的区域进行。因此,增加煤气流与矿石的接触机会,可以提高煤气利用,降低消耗。
7、目前,国内外利用小粒度焦炭(1525mm),有些指标好的高炉可达到7080kg/t,而武钢高炉在增加焦炭筛网孔径、提高小块焦使用量之后,目前的小块焦比在50kg/t左右,与先进高炉仍存在差距,今后可通过改进焦炭筛网,摸索与之适应的高炉操控制度,逐步缩小这一差距。、封闭烧结筛网,增加小粒度烧结矿用量使用小粒度烧结矿,增加熟料率,可为降低焦比创造条件。使用小粒度烧结矿,降低烧结二次返矿,可以降低燃料消耗,从而降低烧结成本。大粒度的返矿特别是5mm的返矿,在二次混入烧结过程中不利于烧结矿粘结成型,不仅降低烧结生产能力,而且影响烧结矿的强度。武钢通过转变操作思维和技术改造,烧结返矿率得以大幅降低,目前
8、在13%左右。通过摸索,目前武钢高炉已适应小粒度烧结矿用量的增加,炉况保持稳定顺行。为提高中心加焦模式下高炉煤气利用率,今后可继续探索合理的小粒度烧结矿的用量,在保证高炉稳定顺行的情况下进一步提高烧结矿的使用率,以提高煤气利用,降低企业综合工序成本。、提高二元碱度,采用高碱度炉渣冶炼高炉二元炉渣碱度由以往的左右提高至左右。炉渣二元碱度提 高后,渣系热焓升高,高炉炉渣蓄热能力加强,可改善炉缸热工作状态,利于提高炉缸温度,铁水温度易于上抬至需求温度;在提高高炉炉渣二元碱度之后,炉渣脱硫能力大大提高,铁水中的S含量大大降低,可为下道工序提供合格的铁水。武钢中心加焦技术模式在原燃料变差的情况下,优势会
9、愈发明显,但中心加焦技术模式下的生产有几点需要注意:1)武钢高炉炉身中、下部高温区均采用铜冷却壁,以加强冷却效果,达到长寿之目的,但在原燃料条件变差、渣比升高的情况下,若炉内气流控制不均衡,则极易造成炉身粘结,炉身粘结将是今后该技术模式生产过程中需要面临的最大挑战。2)随着原、燃料质量的变差,为提高各高炉抗外界干扰能力,武钢高炉近几年都不同程度地缩小了进风面积,以提高各高炉抗风险能力。对于缩小多少进风面积是合适的,对于不同的冶炼条件,应该有个合适的区间。若减少过多,短期内可能利于提高煤气利用率,但炉况难以保持长期的稳定顺行。主要原因就是近几年,武钢在布料制度上进行了较大改进,采取了抑制边缘气流
10、,适当发展中心气流的装料制度。缩小进风面积,则进一步抑制了边缘气流,强化了中心气流,再加上武钢的高渣比,极易造成炉身粘结。3)高锌负荷及高富氧条件下的高炉冶炼,该技术模式下矿石的布料制度宜适当抑制边缘,相对发展中心气流,以保持良好的操作炉型和稳定的炉况。若布矿采取发展边缘气流的制度,则易造成炉身锌粘结,处理起来较为棘手,这是武钢高炉在生产中需重视的地方。4)该技术模式下,武钢高炉的燃料消耗较其他模式的高炉,相对高出1030kg/t。主要原因在于,中心加焦技术模式下的高炉中心存在类似烟囱作用的“气孔”,其煤气利用率难以达到50%以上并稳住。近2年来,随着武钢技术人员的不断探索,突破旧思维,目前调整较好的高炉,其煤气利用率可达50%左右,其他高炉在47%49%之间徘徊。由于煤气利用率存在较大差距,所以给人印象是“中心加焦技术等同于高消耗”,目前武钢技术人员正在通过采取一系列技术手段,以脱掉高消耗的帽子。中心加焦的高炉的燃料比通常高于取消中心加焦的高炉,但取 消中心加焦需要更好的原燃料条件。随着炼铁资源的日益消耗,煤炭、铁矿石资源变差将是大趋势,但随着焦炉、烧结机、造球机等装备的大型化,以及原料准备及炼铁技术的进步,将有可能使高炉原燃料质量保持相对稳定的状态。尽管武钢炼铁技术取得一定成绩,但和国外先进高炉相比,燃料比还是偏高。
