安钢6号高炉降低焦比的技术攻关

安钢6号高炉降低焦比的技术攻关摘要对安钢6号高炉降低焦比的技术攻关进行了总结。通过分析影响因素，更新操作理念，采取改善入炉原燃料质量；大矿批、全正装、灵活布料、高风温、高煤比、高氧量；合适的低[Si]低[S]冶炼；强化出铁出渣管理等措施，使6号高炉在2007年3月焦比达到358kg/t，比去年同期降低45kg/t。关键词高炉焦比操作管理0前言安钢6号高炉（380m3），设计1个渣口，1个铁口，14个风口，液压双钟炉顶，陶瓷杯综合水冷炉底，配置四座改进型内燃式热风炉，D1300—31离心鼓风机，干法布袋除尘，炉前采用矮式KD75型液压泥炮，一个水冷撇渣器。高炉1999年元月22日建成投产，取消了放上渣操作，2005年5月开始富氧喷煤强化冶炼，截止到2007年3月底累计单位炉容产铁量为10222.22t/m3，已经处于炉役末期。但是进入2007年，炼铁厂提出了“指标立厂，管理强厂，科技兴厂”的战略目标，要求高炉在保证高产稳产的情况下，努力降低焦比，进一步挖潜增效。为此，6号高炉结合自身生产状况和特点，开展了一系列优化生产指标的技术攻关，使高炉在2007年3月焦比达到358kg/t，比去年同期降低45kg/t，在炉役末期创一代炉役开炉以来最好的焦比生产指标。1影响因素1.1炉底温度高6号高炉开炉以来，不断进行强化冶炼，在2003年8月炉底温度从430℃急剧上升至513℃，后来采取灌浆等措施，使炉底温度降到440℃左右[1]。可是经过多次灌浆，到2006年底炉底温度已经高达680℃，现在能否继续强化冶炼？是否应该停炉大修？按照以往《安钢炼铁厂高炉操作规程》，自焙炭块和复合棕刚玉砖砌筑的陶瓷杯综合水冷炉底，炉底温度上限为450℃。1.2原燃料条件精料是高炉强化冶炼，降低焦比的物质基础。如果原燃料不稳定、质量差，有可能引发塌滑料、炉凉等事故。目前，安钢正在贯彻低成本运行思想，特别是2200m3高炉在2005年10月投产后，焦炭缺口大，6号高炉必须不定期吃部分外购焦。另外，为了弥补烧结不足，烧结碱度已经从1.85提至2.20左右，品位有所下降，徘徊在56.5％，烧结入炉配比下降约10％。随着煤比提高，使用煤的种类增多，喷入高炉内煤粉的灰份、硫含量波动较大。1.3炉前出铁及设备6号高炉取消放上渣后，仍然使用原来的有水炮泥，对铁口维护提出了更高的要求。2006年出铁均匀率不高，存在着连续出不尽渣铁现象，容易发生安全隐患。在炉役末期，除了炉底温度高之外，设备老化和各种不确定因素与日俱增。2007年2月2日曾经由于炉顶大钟料斗吹漏长期休风18小时10分钟，炉喉及炉喉钢砖变形严重，炉体整体向东南方向倾斜，炉顶及干法除尘煤气管道多处跑煤气，限制高炉顶压不能超过80kPa。2技术措施2.1更新操作理念高炉尽管炉底温度高，但是炉底冷却水温差不高，炉基温度也不高，主要是串煤气影响，可以暂时不采用钒钛矿护炉[1]。6号高炉炉底温度热电偶是从炉底封板上部插入炉底中心，安钢1～5号高炉炉底温度热电偶是从炉底封板下部插入炉底中心，安装部位不同，以往《安钢炼铁厂高炉操作规程》所规定上限炉底温度不能作为参考。只要采取措施使得炉缸铁水1150℃等温线上移，融凝层增厚，消除炉底串煤气，高炉可以从提高煤气利用率、提高煤比、降低铁水[Si]%含量等方面继续强化冶炼。2.2改善入炉炉料（1）减少粉末6号高炉使用了双面上15mm下5mm梳齿式振动筛，集中筛分入炉烧结矿。为了减少粉末入炉，将烧结矿料仓给料闸门改小，控制给料料流，延长振动筛振动时间；同时加强筛分管理，规定槽下每班必须检查和清理集中筛筛孔，严防堵塞。对于含有粉末的块矿和球团，在原料场也安装了筛子，要求全部过筛后才能运入高炉料仓。经过改造和加强管理，使入炉矿粉末在5％左右。（2）炉料结构结合生产实际，采用了高碱度烧结矿+8～10%澳矿+低于30％酸性球团无熔剂炉料结构。为了控制渣中MgO合适的含量，要求烧结矿中MgO含量不低于1.65％。烧结矿实行定时取样，每一个半小时取一次成分，输入计算机内编制的自动化配料计算程序，应用固定澳矿配比，调整烧结矿和球团比例，实现无熔剂配料入炉。为了降低烧结矿在炉内的低温还原粉化率，在烧结矿上喷洒CaCl2溶液。为了提高焦炭焦炭热强度CSR，降低反应性CRI，在焦炭上喷洒了ZBS钝化剂。2.3装料制度（1）扩大矿批6号高炉未喷煤时，使用中矿批，一般情况下在12200Kg，并且稳定矿批，以增减焦丁调焦炭负荷[2]。喷煤后，逐渐将矿批由12200kg加到13200kg，加重焦炭负荷，提高喷煤量。在2007年2月8日将矿批加到15500kg，后来又逐步把矿批加到15900kg。（2）逐渐过渡为全正装随着矿批的扩大，稳定料线在1.5m，将料制由5OOCC+2CCOO改为4OOCC+CCOO。当矿批加到15500kg时，改料制为4OOOCC+CCOOO。稳定有半月后，扩大正装比例，料制又改为6OOOCC+CCOOO，当矿批加到15900kg时，最后料制改为了OOOCC。（3）布料处于炉役末期，高炉操作炉型不太规则，炉料偏行严重，料面有时南北相差达1m左右。6号高炉改造空转螺旋不定点布料为六点定点布料[3]，一批一布,布料角度60о,认为高炉风口明亮，顶温相对较高，单位时间内料线下降快的一侧煤气流较发展，通过三点布料、四点布料、六点布料、定点压料等形式，结合大矿批稳定上部煤气流，为炉况稳定顺行奠定了基础。2.4送风制度（1）适宜的风口布局由于炉体已经整体向东南方向倾斜，长期不放上渣，于是在铁口两侧使用直径ø100mm、长度L230mm或L260mm小风口，在其对侧配置了直径ø114mm、长度多为L200mm的大风口。下部调剂是高炉调剂的基础，适宜的风口布局（见表1），进风面积一直保持为0.1334m2，稳定了原始煤气流分布。表1安钢6号高炉风口布局（2）提高风温使用高风温，有利于活跃炉缸，改善渣铁物理热和流动性。6号高炉在2006年对风温水平较低的1#、2#、3#热风炉进行了轮流抢修，富化高热值混合煤气，在2007年努力强化热风炉班组职工烧炉技能，全关混风大闸全风温操作，使风温水平提高到了1050℃。具体情况见表2。表26号高炉2006年3月~2007年3月风温、铁水含硅含硫和渣碱度变化日期/月3456789101112123风温/℃100010601030103810361039103210201141036104710251050[Si]/%0.550.530.540.510.530.540.530.550.550.530.530.530.44[S]/％0.0350.0350.0310.0320.0300.0320.0340.0350.0350.0350.0340.0360.027渣碱度1.101.101.101.091.101.091.091.081.071.081.101.111.15（3）大氧量实际生产中，6号高炉当氧量提至2500~4000m3/h时，给高炉带来两大效果。一是料速可增加0.5~0.8批/h，二是改善了大喷煤量煤粉在炉内的燃烧，有利于增大料柱透气性，提高渣铁物理热和流动行，增加炉缸脱硫效果[4]。随着安钢制氧厂新制氧机的投产，6号高炉可以稳定用氧2500m3/h以上，这避免了使用炼钢余氧常常限氧或停氧后，造成高炉风口理论燃烧温度、料速、煤气流较大波动。其富氧率趋势见图1。风口1234567891011121314长度,mm260230230230230200200200200200230230230230直径,mm100100114114114114114114114114114114100100（4）逐步增加煤量高炉向炉内喷煤降低焦比，是当前挖潜降本较为成熟的技术。在目前生产条件下，6号高炉煤比到底控制在多少最为经济合理，这需要不断摸索。在2006年，矿批在13200kg时，煤量大多在9500～10000kg/h，煤比一直在150kg/t。进入2007年随着大矿批全正装的使用，以增加500kg/h为单位，配合大氧量，坚持14个风口全部喷煤，实行广喷、匀喷，加重焦炭负荷，逐步把煤量提至11000～11500kg/h。化验此时高炉瓦斯灰中碳含量，没有多大变化，渣铁流动性仍然良好。这表明增加煤量，使煤比在170kg/t是可行的。其煤比变化情况如图1所示。2.5相匹配的热制度和造渣制度（1）低[Si]冶炼低[Si]冶炼可以使高炉增加产量，降低焦比，对于炼钢也有好处。但是一味地降低[Si]，容易诱发炉凉、炉缸堆积等事故。6号高炉处于炉役末期，采取逐步压低[Si]，设法提高渣铁物理热的方法，操作方针中[Si]由原来的0.45%～0.60%，以降低0.05％为单位，最后规定为0.35%～0.50%，每班料速55＋1批，突出强调工长每班最多间隔2小时，必须看料仓，观察分析限定焦批后焦炭振动筛筛下碎焦量、焦炭在料罐内的体积，结合目测情况和厂部M40、M10、S、水分和固定碳通报、外购焦补仓情况，及时准确判断出焦炭质量变化，限定[Si]下限为0.30%，严禁连续两炉铁[Si]小于0.30%，正常条件下两班料速差别不得大于2批，煤焦综合负荷不得连续超出正常值0.05t/t。（2）提高渣碱度6号高炉[Si]在0.45%～0.60%时，以[S]在0.030%~0.045%范围内为基准，控制渣碱度。但是当[Si]降到0.35%～0.50%时，仍然控制[S]在上述范围，尽管风温和氧量用到上限，渣铁物理热还明显不足。后来在低[Si]冶炼的同时，提高了渣碱度，控制[S]在0.020%~0.030%（具体变化情况见表2），此时，炉缸三层光面冷却壁中一层、二层水温差不同程度全部都略有升高，分析认主要是渣铁物理温度上升所致，测量此时铁水温度为1490℃。2.6强化炉前出铁出渣炉前出铁出渣对于优化生产指标非常重要。针对偶尔有连续出不净渣铁的现象，使用了二次出铁技术，在保证安全和铁口泥包不被损坏的前提下，出一炉铁，若遇到炮泥不耐冲刷等情况，出铁不足理论出铁量的75％，可以临时堵上铁口，打正常泥量的1/3，停约10min再出铁。同时用氧气烤铁口，避免时间间隔短出现潮铁口。通过实施炉前安全出铁确认制，炉前交接班制度，出铁主沟和撇渣器定期维护规定，出铁均匀率等指标有所改善。由厂调度协调配备两组渣铁罐，先对上空罐再拉重罐，改进了对罐方式，为按时按量出净渣铁提供了有力保障。3效果6号高炉通过技术攻关，技术经济指标逐步改善，在2007年3月实现煤比170kg/t，[Si]0.44％，[S]0.027%，利用系数3.84t/m3d，CO2为19.15％，在炉役末期取得了较好的生产效果。特别是进入2007年，高炉生产焦比逐步降低，1月份焦比为379kg/t，2月份焦比为371kg/t，进入3月份煤比突破170kg/t，焦比达到358kg/t，在降低焦比方面取得了长足的进步。其2006年9月~2007年3月焦比与往年同期对比情况见图2。4几点体会（1）结合本企业的实际情况，抓住高炉自身特点，分析限制性影响因素，更新操作理念，制定合理的操作方针，对于降低焦比至关重要。（2）焦炭质量对于高炉降低焦比非常关键。焦炭质量差，灰份增加，其作为料柱骨架，将致使高炉透气性指数减小，炉缸活跃程度下降，制约着进一步提高煤比和扩大矿批。（3）改善入炉原燃料质量，大矿批、全正装、灵活布料、高风温、高煤比、高氧量，合适的低[Si]低[S]冶炼，强化出铁出渣管理，是降低焦比较为实用的措施。