本钢7号高炉炉况强化实践.pdf

DOI:10.3969/j.issn.1000-6826.2021.09.2702本本钢钢 7 号高炉炉况强化实践号高炉炉况强化实践Furnace Condition Strengthening Practice of No.7 Blast Furnacein Benxi Steel供稿|丁洪海，周洋/DING Honghai,ZHOU Yang导读内容本钢 7 号高炉采用中心加焦的布料模式，边缘过重导致产量和燃耗水平不佳，通过轻负荷、开边缘、减中心和提产量四步调整，经过一个月的炉况强化，高炉压量关系逐步改善，有效提高了煤气利用率水平，缓解了压量关系，鼓风动能大幅度提升，经调整后高炉参数稳定，炉温合适，壁体温度均匀、渣皮稳定，产量稳步提升至 6850 t/d 以上，焦比下降至 370 kg/t，燃料比下降至525 kg/t，实现了产量的提升和能耗的降低，达到了预期的调整目标。本钢 7 号高炉（2850 m3）于 20200223 3#热风炉大修投用后，风温由 990 上升至 1130 C，产量6550 t/d，燃料比 560 kg/t，初期高炉经济技术指标未达到正常水平，经过一个月的强化后，压量关系逐步改善，产量提升至 6850 t/d 以上，焦比下降至370 kg/t，燃料比下降至 525 kg/t，达到了预期目标，在提产降耗方面取得良好的效果。高炉参数C98765422222215.3O9876533321本钢 7 号高炉采用中心加焦的布料模式，焦矿同角度，布料矩阵（C 为焦炭，P 为矿石，上标为布料角度，下标为布料圈数）为、，主要经济指标见表 1。经研究分析，当前炉况的主要问题是中心焦量偏多，边缘过重，导致煤气利用率偏低，矿石在炉内下降的过程中得不到充分的预热和还原，不得不经软熔带后通过直接还原生成液态生铁，而直接还原是强吸热过程，因此相对低温的渣铁进入炉缸，造成炉缸物理热较差，活跃度降低，压量关系紧张12。此时在焦炭负荷一定的情况下，需增大喷煤量来补充热源，但是将造成燃料比上升，同时大量喷煤导致料柱内未燃煤粉激增，孔隙度下降，压量关系再次上升，形成恶性循环。因此通过优化布料矩阵，来减轻边缘焦炭负荷，从而提高煤气利用率，改善矿石的预热还原是解决燃耗和产量问题的关键所在。表1高炉主要指标 风量/（m3/min）产量/（t/d）配料焦比/（kg/t）46506550386燃料比/（kg/t）煤气利用率/%高炉操作压差，P/kPa56042.5170 调整步骤由于 5 月份高炉原燃料条件相对稳定，高炉操作人员以此为契机开始炉况的强化操作。为保证炉况的稳定顺行，本次调整的操作方针可概括为“退负 作者单位：本钢集团炼铁厂，辽宁本溪117000 622023 年第 4 期荷抬炉温降压差，收角度加环数开边缘，减中心提利用率增产量，增负荷提富氧达目标”。退负荷抬炉温降压差因炉况调整前高炉压量关系比较紧张，铁水w(Si)=0.30%0.35%，为防止调整过程中出现气流变化、渣皮脱落等引起的炉温波动，及降低高炉操作压差，为高炉调整提供操作空间，首先对焦炭负荷进行调整，见表 2。5 月 11 日配料焦比由386 提高到 418 kg/t 后，风量加至 47504800 m3/min，煤气利用率由 42.5%降至 40.0%，压差 165 kPa 左右，炉温水平 w(Si)=0.6%，具备进行下一步操作的条件。表2负荷调整情况 负荷矿批/t焦批/t配料焦比/（kg/t）调整前7315.0386调整后7216.2418负荷燃料比/（kg/t）w(Si)/%P/kPa调整前5600.35170调整后5650.60165 收角度加环数开边缘当炉温和压差达到合理范围内后，结合高炉操作参数和分析结果，通过收角度和增加边缘焦炭环数来减轻边缘焦炭负荷，从而改善矿石的预热和还原，从根源上解决燃料比和压量关系偏高的问题。（1）收角度。本钢 7 号高炉炉况调整前矿角差 8.6，布料最外档 41.1，为防止布料距炉墙太近影响布料效果，在矿角差不变的情况下，最外档角度分两步由41.1收缩到 40.5，之后由 40.5收缩到 40.0。较小的布料角度在炉料的冲击和滚动效应下更容易发展边缘。（2）加环数。C98765422222215.3C98765422222215.8此次调整是本次炉况强化的重中之重，是解决矿石预热还原问题的关键所在。在收角度的同时，最外档和次外档布焦环数由 2 圈增为 3 圈，同时为保证中心焦比例的稳定，中心焦环数由 5.3 圈改为5.8 圈，即改为。本次调整后高炉参数稳定，壁体温度无明显变化，无渣皮脱落，水温差由 1.7 上升至 2.2 C 后趋于稳定，煤气利用率由轻负荷后的 40.0%上升至41.5%，无减风现象，在轻负荷的保障下，煤气流的改变并未给压量关系带来明显冲击，且炉温水平稳定在 w(Si)=0.5%0.6%水平，平稳过渡到理想的调整状态。减中心提利用增产量通过对壁体温度、炉体水温差、压量关系等数据的观察，操作参数变化趋势平稳后，进行减中心焦调整。此次调整是通过减少中心焦量来缩小中心煤气通路，从而驱使部分气流由中心转移至环带和边缘，使其在块状带与下降的矿石进行热交换，参与矿石的预热还原，充分利用煤气的热能和化学能，高炉参数的主要表现为炉顶打水的逐渐减少和煤气利用率的稳步提升。C98765423322215.8C98765423322215.3开边缘操作 24 h 后参数趋于稳定，5 月 12 日本次 调 整 措 施 为 中 心 焦 由 5.8 圈 减 为 5.3 圈，即改为。炉况的主要表现为：在风量保持 4750 m3/min 的情况下，风压由上下波动变为非常平稳，尺型规整，无起尖现象，水温差在调整后的 12 h 内由 2.1 上升至 2.7 C，说明边缘气流形成。但煤气利用率 41.5%42.0%变化不大，说明中心焦量还有较大的优化空间。C98765423322215.3C98765423322214.85 月 13 日 9:00 继 续 将 中 心 焦 由 5.3 圈 减 为4.8 圈，即改为，同时为防止中心焦减量过大，矿石向料柱中心推移，影响中心气流的通畅性，在最外档角度 40.0不变的情况下，矿角差由 8.6缩小到 8.0。炉况表现为：壁体温度稳中有升，水温差稳定在 3.0 C，由于焦炭负荷较轻，煤气利用率依然 42.0%左右，但炉顶打水明显减少，燃料比由 565 下降至 555 kg/t，说明上升煤气与下降炉料的热交换明显加强，达到预期的效果。增负荷提富氧达目标经过前 3 步的调整，炉况顺行程度较好，压量关系宽松，炉型规整，在原燃料条件发生波动时，炉况适应能力较强，因此在接下来的一周时间内，主要是根据实际炉况进行增负荷和提富氧操作，力争达到高产低耗的目标，具体操作步骤见表 3。高炉炼铁企业论坛Enterprise Forum63表3负荷调整情况 日期风量/（m3/min）产量/（t/d）配料焦比/（kg/t）燃料比/（kg/t）煤气利用率/%富氧/（m3/min）5月13日4800655041855542.01705月14日4750675039554543.01905月20日4700685037052546.5230 在逐步加料和提富氧的过程中，由于中心气流和边缘气流的分配合理，风压参数平稳，煤气利用率逐步上升至 46.5%水平，燃料比下降至 525 kg/t，达到了预期目标。操作分析高炉操作炉型控制应当以“两道气流”为主线，尤其是在原燃料条件不稳定的情况下，必须保障中心气流通畅，边缘气流稳定3-4。通畅的中心气流可以保证高炉顺行，有良好的原燃料适应性；稳定的边缘气流可以增加矿石与煤气的热交换率，提高煤气利用率，降低燃耗；同时边缘气流可以与中心气流形成互补，在中心气流受到抑制时，边缘气流自动增强，保持压量关系稳定。本次炉况调整以此为指导思想，以冷却壁水温差间接代表边缘气流变化，结合实时的煤气分析数值作图，如图 1。504.03.53.02.52.0水温差/水温差煤气利用率1.51.0454035煤气利用率/%302520初始状态第一步第二步第三步调整步骤第四步图1不同阶段煤气利用率和水温差变化 由图可以看出，在炉缸冷却水量 3600 m3/h，炉身冷却水量 3000 m3/min 不变的情况下，第一步轻负荷，煤气利用率由初始的 42.5%降至 40.0%，但由于炉温的提升，炉体水温差并无太大变化，维持 1.7 C左右；第二步开边缘，主要是对中心和边缘气流的重新分配，调整后边缘气流明显增加，表现为水温差由 1.7 上升到 2.2 C，同时煤气利用率也小幅上升至 41.5%水平；第三步减中心，是对中心和边缘气流的再次微调，通过减少中心焦量促使部分中心气流过渡至边缘，表现为水温差由 2.2 上升至 3.0 C，同时由于负荷较轻，煤气利用率增幅不大，仅为42%左右；第四步增产量，是在上述调整后，炉型规整，参数平稳的基础上，通过逐步增加负荷将煤气利用率提高至46.5%，通过增加富氧提产至6850 t/d，从而实现提产降耗的总目标。结束语（1）合理的中心和边缘两道气流是操作炉型的控制标准，具有很好的外围条件适应性，通畅的中心气流和稳定的边缘气流能够实现优势互补，是高炉实现高产低耗的重要途径。（2）炉体水温差可间接代表边缘气流的发展情况，但需结合壁体温度、顶温情况等综合判断，确保炉况调整准确合理。（3）焦炭负荷是调节炉况最有效的手段之一，在调整初期通过减轻焦炭负荷能够有效的缓解压量关系，抬高炉温水平，调整后期增加焦炭负荷可以快速提高煤气利用率，降低燃料消耗水平。参考文献 周传典.高炉炼铁生产技术手册.北京：冶金工业出版社，2008：4431 杜楠.高炉炉况预测和煤气流分布关系建模方法研究学位论文.长沙：中南大学，20142 齐万兵，王善增.韶钢7号高炉炉役后期强化冶炼的措施.炼铁，2018，37（3）：503 谢孔明，高维平.高炉炉缸高效运行的改进措施.金属世界，2022（4）：954 作者简介：丁洪海（1978），男，辽宁省本溪市人，炼铁工程师，2001 年毕业于包头钢铁学院钢铁冶金专业，现任职于本钢板材股份有限公司炼铁总厂七炉作业区作业长，通信地址：辽宁省本溪市钢铁路 20 号本钢板材股份有限公司炼铁总厂七炉作业区；E-mail：btu-zy-。高炉炼铁Metal World 642023 年第 4 期