2015高炉会议-炉腹煤气量和高炉过程.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,评价高炉生产效率的,一种核实方法,一种实用工具,项钟庸王筱留,中冶赛迪工程技术股份有限公司重庆,北京科技大学冶金与生态工程学院北京,炉腹煤气量的性质,2,1,3,炉腹煤气量指数与风口耗氧量,应用,Rist,线图的校算方法,4,一种评价热量消耗的工具,本世纪钢铁产能过剩，过去主要以强化高炉操作为主导，正在转变到降低能耗，降低燃料比的方向上来。,因此，近年来降低燃料比取得了惊人的效果。,为此，推动了高炉理论研究、过程理论、解剖调查等，对炉内现象研究的热潮。,精料，以及操作技术的进步，炉况稳定，进一步积极研究降低燃料比的条件和可能性。,在这方面，我们在会议论文集上介绍了一些研究方法。,我们按照大会要求，在此应用,A.Rist,线图分析当前进一步降低燃料比的一些方向，供大家参考。,前言,炉腹煤气量指数,改善炉料,透气性,提高原燃,料质量,改善炉内,煤气分布,炉腹煤气,提高煤气利用率,风口耗氧量,吨铁炉腹煤气量,降低燃料比高利用系数,炉腹煤气量,热平衡,物料平衡,Rist,线图,炉,内,煤,气,流,速,热,能,化,学,能,1,炉腹煤气量的性质,方框红点表示最低燃料比,圆形绿色点为各高炉操作期间平均燃料比,右上角的黑色圆点为有效容积利用系数,2000m,3,级高炉的,“,U,”,字型回归曲线,U,字型,反映强化与,降低燃料比,之间的矛盾,？,随着炉腹煤气量指数,BG,的增加，高炉面积利用系数并没有明显上升，而是吨铁炉腹煤气量,v,BG,迅速上升；风口耗氧量和燃烧带热收入的上升，煤气利用率降低。,为了充分利用碳素的还原能力，减少风口耗氧量，提高煤气利用率是我国高炉亟待重视的问题。,2.,炉腹煤气量指数,与炉腹煤气量和风口耗气量,炉腹煤气量，,m3/min,：,风口耗氧量,m3/min,：,炉腹煤气量指数,与风口耗氧量和煤气利用率,FR,Q2,507.1,(503),254,49.24,N2,507.3,(515),269,50.15,T2-2,535.7,(600),322,42.54,红色为校算后的数据,在图,1(b),中为,Q2,、,N2,、,C2,和,T2-2,炉腹煤气量指数与吨铁风口氧气量和煤气利用率的关系,（,1,）操作指标较好的高炉,炉腹煤气量指数在,66m/min,以下,。炉腹煤气量指数较高燃料比也较高。,（,2,）操作点经常在“,U,”,字型的上升段上，,说明调整强化程度可以降低燃料比。,（,3,）,燃料比,回归曲线的最低点,在,500kg/t,以下,的高炉,炉腹煤气量指数均在,60m/min,左右,。,说明控制炉腹煤气量指数对降低燃料比有利，对高炉操作有重要意义。,数据分析的结果,用提高炉腹煤气量来强化冶炼，不符合降低燃料比和降低成本的要求，利用系数也得不到提高。,因此，寻求合适的强化程度，控制炉腹煤气量指数仍然是我国高炉降低燃料比的方向。,反应种类和温度及反应生成热和煤气成份的关系,反应名称,反应式,热效应,kJ/mol,温度范围,/oC,煤气成分的变化,/%,CO,CO,2,CO+CO,2,碳素不完全燃烧,C,1/2O,2,=CO,+125.45,0,碳素完全燃烧,C,O,2,=CO,2,+408.76,0,CO,燃烧,CO,1/2O,2,=CO,2,+283.31,0,铁的直接还原,FeO+C=Fe+CO,-158.78,1200,0,溶损反应,CO,2,C=2CO,-172.34,8001200,氧化铁的间接还原,FeO+CO=Fe+CO,2,+13.60,1200,0,125,409,碳燃烧成,CO,放出的热量不到完全燃烧热量的,1/3,。,间接还原消耗热量不到还原的,1/10,。,3.运用Rist,线图,代号,炉容,面积利用系数,富氧率,风温,燃料比,炉腹煤气量指数,吨铁炉腹煤气量,吨铁风口耗氧量,风口前燃烧温度,风口碳素燃烧,的热收入,估算,直接还原度,m,3,t/(m,2.,d),%,o,C,kg/t,m/min,m,3,/t,m3/t,o,C,GJ/t,%,T1-2,2000,56.34,2.73,1182,580,62.0,1587,311,2137,5.10,58.6,T1-3,2000,56.15,2.85,1187,571,60.7,1556,306,2147,5.05,57.7,T2-2,2000,55.73,2.65,1175,602,63.7,1647,322,2146,5.35,62.5,T2-3,2000,55.73,2.68,1182,594,62.8,1618,318,2160,5.29,61.2,G,2318,58.94,3.42,1174,528,58.1,1433,293,2056,4.54,55.8,N1,2500,58.42,2.14,1178,517,58.0,1387,265,2096,4.39,52.2,N2,2500,59.21,2.14,1147,515,57.8,1406,269,2071,4.32,50.0,Q1,2650,61.95,1.20,1179,501,54.4,1342,250,2228,4.22,51.2,Q2,2650,59.19,2.15,1224,503,54.3,1326,254.,2150,4.28,51.8,校算后,2000m,3,级高炉数据及,风口燃烧温度及热量收入,有时候，即使知道会受惩罚，但还是会勇敢地站出来，因为，这才是最真实的我们。在被打磨成光滑的圆之前，我们带着小小的棱角和周身柔软的刺，带着无畏的自信和坚强，当一次短暂却帅气的英雄。夏至未至只管走过去，不要逗留着去采了花朵来保存，因为一路上，花朵会继续开放的。泰戈尔飞鸟集我坚持，无论有多绝望，无论有多悲哀，每天早上起来，都要对自己说，这个世界很好，很强大。这句话，不是在满怀希望时说得，而是在绝望，无助，很痛苦，迷茫的时候，说这句话。要坚信，你是一个勇敢的人。当年明月明朝那些事爱情是世界上最神奇的巫术，它能让自私者无私、怯懦者勇敢、贪婪者善良、狡猾者愚钝。桐华那片星空，那片海我44岁的时候，在经营中被骗了200万，被国企南油集团除名，曾求留任遭拒绝，还背负还清200万债。妻子又和我离了婚，我带着老爹老娘弟弟妹妹在深圳住棚屋，创立华为公司。我没有资本、没有人脉、没有资源、没有技术、没有市场经验，我唯有勇敢向前，我用了27年把华为带到世界500强，行业世界第一的位置。我不觉得跌倒可怕，可怕的是再也站不起任正非我曾剪下自己的一段青春，用来奋,风口吨铁耗氧量增加风口碳素消耗量上升,E,点下移,E,点下移冶炼单位生铁的热消耗量上升,P,点下降,E,点下移,AE,直线向相反方向转动炉身效率下降,A,点向左移动煤气利用率下降,AE,直线斜率增加燃料比上升,国外在高炉月报中的重要内容是用,Rist,线图来分析高炉炉况,从理论上说明了,:,控制炉腹煤气量指数的重要性,Rist,线图,从风口耗氧量的,E,点开始,A,、,P,、,B,各,点都在一条直线上。,具体地说，亦即,校算了风口燃烧带的热平衡、高炉下部高温区的热平衡,确定,P,点以及铁的直接还原量确定,B,点。,由高炉上部热平衡以及各区域的碳平衡、氧平衡。,由风口燃烧带逸出的炉腹煤气发生的,CO,量和直接还原产生的,CO,量作为上部间接还原的原动力，由其产生的,CO,2,量来确定,A,点。,在燃烧带和高温区采取逐步调整漏风率以及碳、氧和高温区的热量收支，如渣量、渣铁温度、石灰石用量、直接还原度等，然后对低温区进行各项平衡计算。经过反复计算，使得,EP,、,PB,、,BA,及,EA,等直线的斜率相等，亦即燃料比相等。由于要使各点都在一条直线上。,用,Rist,线的特征,校算方法,T1-2,T1-3,T2-2,T2-3,G,N1,N2,Q1,Q2,T2-2,T2-3,T1-2,T1-3,G,Q1,Q2,N1,N2,G,T2-3,T1-3,T1-2,T2-2,N2,N1,Q1,Q2,T1-3,T1-2,T2-3,T2-2,G,Q1,N1,Q2,N2,P,E,B,A,P,A,B,风口耗氧量,E,点决定高炉的热量需要,P,点，同时也决定了炉内的还原过程,B,点，还决定了煤气利用率,A,点。,风口耗氧量增加，,AE,直线的斜率增加，燃料比上升。,高炉炉身部份煤气利用差，即间接还原没有得到发展，就必然要依赖高炉下部消耗大量热量的直接还原，风口必须燃烧大量碳素产生热量。,这正是高炉中能量利用方面的辩证关系。,（,1,）使用,Rist,线图提供了研究冗余热量，促使过剩热量的利用。,（,2,）,Rist,线图也提出了研究炉内的还原过程。,（,3,）高炉风口鼓风参数对高炉过程起着关键性的作用，因此精细化操作要抓住这个环节。,（,4,）,T,组高炉调整后,Rist,线的斜率降低约,0.2,，理应大幅度降低了燃料比；可是按调整后,Rist,线的斜率计算,燃料比较报表还要高约,60kg/t,。是否采用了综合焦比作为燃料比不得而知；,T,组高炉与,N,、,Q,组高炉,Rist,线的斜率约大,0.5,，燃料比相差近,80kg/t,。,（,5,）在提高炉腹煤气量指数时，应充分考虑对燃料比、产量、成本的影响。,炉腹煤气量指数过高，还引起燃料比上升、能源介质增加；生铁成本提高。,应该经常用物料平衡和热平衡校正鼓风、氧气流量计，计算风口耗氧量和燃烧碳素量，掌握高炉热量消耗和还原过程的状况。,（,1,）风口碳素燃烧的热平衡决定炉腹煤气温度,T,BG,。,（,2,）下列经验公式决定,T,BG,。,T,BG,=1559+0.839,T,B,+4.972O,2,-6.033,W,B,-,kP,c,T,B,热风温度，,o,C,；,O,2,富氧量，,m,3,/m,3,W,B,鼓风湿度，,g/m,3,P,c,喷煤量，,kg/km,3,两种计算风口燃烧温度,两者的风口燃烧带出口炉腹煤气温度,T,BG,基本相同。,4.,一种评价热量消耗的工具,诺模图的制作,炉缸面积利用系数,等,炉腹煤气量指数,反比例函数曲线,吨铁炉腹煤气量,v,BG,A,/1440=,BG,评价生产效率新指标之间的关系,等,风口燃烧带热量收入,Q,bu,反比例函数曲线,吨铁炉腹煤气量,风口前燃烧温度,Q,bu,吨铁炉腹煤气量与高温热消耗之间的关系,评价生产效率的诺模图,热收入量,Q,in,=5.5GJ,.,t,-1,5.2GJ,.,t,-1,4.9GJ,.,t,-1,4.6GJ,.,t,-1,4.3GJ,.,t,-1,热收入量,Q,in,=4.0GJ,.,t,-1,A,C,B,炉腹煤气量指数,BG,=66m,.,min,-1,63m,.,min,-1,A,B,C,60m,.,min,-1,57m,.,min,-1,54m,.,min,-1,BG,=51m,.,min,-1,燃烧带出口炉腹煤气温度,/,o,C,（,1,）,A,组热量收入在,4.9GJ/t,以上，炉腹煤气量指数,60m/min,以上，吨铁炉腹煤气量约,1500m,3,/t,以上，风口耗氧量约,300m,3,/t,或,1.6mol,氧,/molFe,以上；燃料比高达,580kg/t,左右。,（,2,）,C,组热量收入为,4.3GJ/t,左右的炉腹煤气量指数较低，为,57m/min,以下，吨铁炉腹煤气量小于,1400m,3,/t,，风口耗氧量,260m,3,/t,或,1.31.4mol,氧,/molFe,；燃料比,510kg/t,左右，如,Q1,、,Q2,和,N1,、,N2,高炉。,国外先进高炉炉腹煤气量指数较低，高温区的热量收入在,4.0GJ/t,以下；宝钢在,4.2GJ/t,左右。,Q2,、,N2,高炉校算后，高温区热量收入,4.3GJ/t,左右。,不过也有一些高达,5.2GJ/t,，甚至,5.5GJ/t,。过剩热量无论对高炉冶炼，对高炉设备和内衬都有负面的影响。,按高温区的热量收入分为两组：,从,Rist,线图可知，,高炉强化程度和燃料比与风口耗,氧量燃烧带供热量密切相关，,应抓住这个源头。,（,1,）,风口耗氧量、燃烧热量与直接还原度之间的关系，,由,Rist,线反映出它们之间互为因果的辩证关系。,（,2,）在高炉操作和管理上，应该重视,风口耗氧量、吨铁风量、吨铁炉腹煤气量和燃烧带供应的热量。,首先要经常使用高炉物料平衡和热平衡，并对高炉入炉风量进行校算。,（,3,）采用,评价高炉生产效率的新指标与与燃烧带出口热量及炉腹煤气温度的诺模图,可以方便地对高炉冶炼过程进行掌控。,（,4,）诺模图对高炉热状态的监控，对改进高炉操作能起到积极的作用。,结语,根据以上分析，可以归纳为：,（,1,）炉腹煤气量指数,66m/min,为宜。,（,2,）由于原燃料质量下降，,64m/min,。,（,3,）,2000m,3,高炉在,60m/min,左右。,（,4,）能否提高炉腹煤气量指数的标准是：,不提高吨铁炉腹煤气量；,不增加风口耗氧量。,合适炉腹煤气量指数值,为了进一步降低燃料比，降低成本应该加强对炉内现象的分析研究，我们汇集了一些研究方法，请参阅本论文集。,十字测温计,料面温度计,炉顶煤气分析,料面探测计,炉身下部探测器,垂直取样器,高炉上部,高炉下部,炉体温度计,热流计,风口温度计,风口取样器,测量设备,无料钟炉顶,风压、风量、氧量、鼓风动能,操作制度,炉身效率,炉身温度,煤气利用率,炉况,风口耗氧量,风口热量,炉腹冷却设备温度,透气阻力系数,与炉况的关系,降低还原热量,维持高炉炉型,炉体解剖调查,软熔带合理分布,精料为基础,维持高炉顺行,改善热交换,降低热损失,稳定炉温,低燃料比的稳定操作,降低,Si,谢谢大家！,