国内特大型高炉生产技术点评Word文档格式.docx
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其中:
小焦(kg)
25
18
26
33
36
39
48
10
31
40
52
71
37
煤比(kg)
154
185
170
177
140
155
161
187
176
34
120
151
158
99
159
燃料比(kg)
489
491
488
532
514
523
502
503
598
521
531
529
511
休风率(%)
1.895
1.341
1.568
0.92
0.339
0.5
1.281
2.88
0.7
2.711
1.01
0.89
0.801
1.265
1.1
点评:
1-114座高炉中除京唐公司的2座5500m3处于炉况失常(1#BF)和不理想状态外(2#BF),其它高炉炉况基本正常,所公布数据基本能代表他们当前水平。
1-2高炉利用系数多数在2.2~2.5之间,其中>2.4的有三座;
2.3~2.4的有2座;
2.2~2.3的有4座;
以上占总数的75%,2.0~2.2有3座(本节统计未计入京唐2座高炉的数据)。
总体水平基本达到了国内2500~3200m3级的水平。
这说明国内已完全掌握了4000-5800m3级高炉的设计、建设能力,掌握了必要的操作技术能力并达到了一定的水平,特别是其中几座高炉的利用系数已达到或超过2.5,表明这几座高炉已经具备较高水平的综合能力,并达到国际先进水平。
如指标先进的韩国光阳厂5座特大型高炉,2010年平均利用系数2.243t/m3.d,其中4#高炉最高2.55t/m3.d,我们的水平与之相近。
1-3特大型高炉明显表现出燃料消耗低的特点。
上半年12座高炉平均焦比344kg,较同期重点企业低30kg;
燃料比平均510kg,较同期重点企业低45kg。
宝钢的3座高炉,沙钢、太钢、迁钢的高炉燃料比低于或接近500kg,居全国前列。
鞍钢、本钢、武钢、马钢(B)5座高炉燃料比高于520kg(523~532kg),虽然比上边几座高炉高10~20kg,却依然较重点企业平均低10~20kg。
1-412座特大型高炉平均煤比159kg/t,比重点企业同期高12kg/t。
但总的看,与他们风温、富氧以及原料等条件相比,喷煤量不算高。
除宝钢3#、太钢5#>185kg,宝钢4#、武钢8#、迁钢3#≥170kg外,其他高炉均低于160kg/t(沙钢161kg/t)。
鉴于当前喷煤的巨大经济效益,应该设法提高喷煤量。
1-5扣除检修的休风率都不高,平均1.10%,其中6座高炉<1.0%。
说明国内特大型高炉设备状况良好,维护管理和维护技术能满足高炉高水平运转的需求。
1-6除本钢、鞍钢、鲅鱼圈和沙钢外,小焦块使用量都不多,根据国外提高小焦率的趋势,应对这项技术给予重视和研究。
2.原燃料状况
精料是高炉正常生产最重要的基础条件,这些拥有特大型高炉的企业深知精料的重要性,都为特大型高炉配备了较高的原燃料条件。
2-1焦炭、煤粉
特大型高炉上半年焦炭与煤粉情况
表2
马钢B
沙钢
首钢迁
钢3#
鲅鱼圈
1#
2#
本钢新
焦炭
灰分
(%)
12.09
12.14
12.12
12.65
12.88
12.84
12.38
12.33
11.91
12.34
12.35
12.20
S
0.65
0.66
0.75
0.64
0.78
0.67
0.77
0.73
68.7
M40
86.87
87.77
87.78
88.72
89.57
89.63
89.1
89.93
87.9
91.18
90.72
87.84
88.20
88.79
M10
6.17
6.12
6.14
6.05
5.54
5.56
5.78
5.25
5.49
6.82
5.80
5.94
CRI
25.79
25.4
25.65
26.53
24.08
24.56
23.45
24.46
23.62
5.46
2306
27.05
20.37
24.7
CSR
66.79
66.58
67.78
66.44
69.28
68.95
68.67
69.04
66.64
/
68.82
62.53
67.19
67.17
煤粉
A
9.28
9.2
10.09
10.81
9.33
10.04
10.11
10.35
9.78
9.71
9.85
9.83
V
18.18
18.04
16.11
14.18
20.94
21.54
17.94
18.65
21.09
20.14
18.55
16.3
18.48
0.41
0.49
0.36
0.4
0.55
0.47
0.46
0.51
0.43
0.45
2-1-1由表2可以看出特大型高炉焦炭的总体质量比国内绝大多数1000-3200m3高炉高出一个台阶。
只有鞍钢鲅鱼圈2座高炉焦炭质量略低,大致相当国内2500-3200m3高炉的焦炭水平,对其综合指标有一定的影响。
2-1-1-1焦炭灰分优势不大,较重点企业2010年自产焦炭平均低0.31%;
比国外有较大差距。
大部分高炉12.3-12.4%,只有首钢迁钢低于12%,宝钢趋近12%。
2-1-1-2有8座高炉焦炭含硫0.65%左右,低于重点企业自产焦炭平均(0.72%);
6座高炉焦炭含硫较高,在0.75%左右,高于重点企业自产焦炭平均值。
2-1-1-3大多使用大型焦炉干熄焦,冷热强度明显高于较小容积级别高炉的焦炭。
M40≥88%,6座高炉>89%。
宝钢M40较低,可能与取样方法有关,实际上宝钢焦炭质量是很好的。
M10基本在6%左右,平均5.94%,其中7座高炉<6%。
CSR为67%左右,平均67.17%,只有鞍钢鲅鱼圈的2座4038m3高炉CSR为62.53%。
CIR为25%左右,平均24.70%,只有马钢A高炉和鲅鱼圈的2座高炉较高。
初步归纳特大型高炉的焦炭质量和上半年生产状况,可以认为,目前的焦炭质量能满足现有高炉的炉况需求,从而可以认为,4000m3以上级特大型高炉的焦炭质量应达到以下要求:
灰分≤12%,最高≯12.5%
S≤0.65%
M40≥88%
M10≤6%,最高≯6.5%
CSR≥67%
CIR≤25%,最高≯26%
2-1-2各大型高炉的煤粉质量普遍优良。
2-1-2-1灰分9~10%,比焦炭灰分低2~3%,这大约可使煤焦置换比等于或接近于1,做到喷煤与燃料比同步下降,且有利于降低渣量。
2-1-2-2煤粉含S基本≤0.5%,弥补了部分高炉含S偏高,成为降低硫负荷的有利因素。
2.1.2.3都实行了烟煤和无烟煤的混喷。
在采用低挥发分烟煤的情况下,混合煤挥发分18-20%,烟煤混合比45-50%。
这个比例,从安全和经济角度考虑都是好的。
鉴于喷吹用烟煤价格低于无烟煤,为降低生铁成本计,适当提高烟煤配比是可能的。
表中马钢、首钢挥发分已≥20-21%。
纵观特大型高炉的燃料质量,在我国具体煤炭资源条件下,各厂都尽了最大的努力。
但也说明只要能做到这种程度,燃料条件已经不是建设4000-5000m3高炉的限制环节。
当然为了更好的发挥特大型高炉的优越性,进一步提高和稳定燃料质量,降低焦炭灰分和含硫量,还是高炉工作者所企盼的。
2.2炉料结构
特大型高炉上半年炉料结构
表3
入炉品位(%)
59.64
60.28
59.91
58.29
58.45
58.46
59.2
59.22
58.92
58.88
59.39
59.38
59.24
烧结配比(%)
63.4
65.7
63
74.3
73.8
65.1
75
70.1
69.2
65.3
73.7
72.2
69.41
球团配比(%)
17.93
21.6
18.3
24.18
21.4
20.7
19
23.2
21.2
24.4
14.8
15.2
23.5
20.24
块矿配比(%)
14.9
16
12.82
7.7
4.8
14.2
6
6.7
9.6
10.3
11.5
11.1
4.3
10.23
2-2-1特大型高炉入炉矿石品位较高,平均59.24%,比同期重点企业平均高2.04%,其中9座高炉>59%.武钢8#最低。
这说明大部分特大型高炉都在所属的企业内“开小灶“,但这是必要的。
低品位矿石,大渣量不能适应特大型高炉的要求,这也是建设特大型高炉的原始条件之一。
2-2-2所有特大型高炉都采用烧结+球团+块矿的三元炉料结构。
烧结矿配比平均69.41%,其中7座高炉低于70%,多数63-66%,7座高炉大于70%,多数72-74%;
球团矿配比平均20.24%,大部分20±
3%;
块矿配比平均10.23%。
三种含铁原料大致形成70:
20:
10的结构。
2-2-3当前国内高炉包括特大型高炉在内,烧结矿配比都在70%左右。
这是由于烧结矿碱度和烧结高炉配套能力决定的。
余下30%的酸性矿的构成各高炉间有一定的差别,特别是块矿比例,宝钢、沙钢为15%左右,而马钢、本钢、太钢则较低。
有两座高炉小于5%。
在当前块矿成本低于球团的情况下,多用一些块矿,可以提高经济效益。
宝钢、沙钢的情况说明进口块矿用到15-16%。
其粒度、爆裂及冶金性能等方面均能满足特大型高炉顺行的要求。
当然,如果自产球团的成本低于块矿,则另当别论。
2-3.烧结矿和球团质量
特大型高炉2011年1-6月烧结和球团矿质量
表4
烧结矿品位(%)
57.52
57.54
57.56
55.4
57.05
56.96
56.74
57.57
56.49
56.75
57.55
57.49
57.9
57.24
碱度
2.08
2.11
2.09
1.91
1.89
1.9
2.14
1.92
1.98
2.05
2.04
1.99
2.06
2.01
SiO2(%)
4.65
4.64
5.75
5.17
4.92
5.15
5.37
4.94
4.88
4.77
FeO(%)
7.65
8.48
8.02
7.46
8.32
8.49
8.89
8.44
7.34
7.56
7.57
8.25
8.3
8.06
Ti
79.63
78.45
78.37
79.39
77.47
81.32
81.63
81.37
79.92
球团品位(%)
63.6
62.4
63.36
64.55
65.2
65.82
65.54
65.63
64.59
4.87
5.95
6.71
5.98
5.69
3.56
5.48
5.55
5.29
2-3-1所有的特大型高炉都使用高碱度烧结矿,碱度范围2.0±
0.1,平均2.01。
2-3-2烧结品位较高,平均57.24%,比重点企业平均高1.71%。
2-3-3大部分高炉烧结矿SiO2较低,平均4.77%。
2-3-4与特大型高炉配套的都是大型烧结机,生产工艺先进,这对保证烧结矿的冶金性能和强度是必要的。
表4中各高炉烧结矿中的FeO较低,平均8.06%。
烧结矿强度普遍较高,有数据的9座高炉平均Ti=79.92,高于重点企业1.15%,烧结矿的其他冶金性能如RI、ROI数据不全。
从几座特大型高炉生产实践看,各厂现有烧结矿质量能满足特大型高炉顺行稳定的要求。
2-3-5球团矿品位平均64.59%,武钢、马钢、沙钢偏低(<64%)。
个别高炉如沙钢SiO2偏高,对降低渣量不利。
2-4原燃料总评
总的看,拥有特大型高炉的企业,精料理念比较明确和坚定,为这些高炉组织生产了比公司内较小容积高炉质量好得多,也比国内重点企业高炉平均质量好得多的原燃料,基本能适应特大型高炉的需要,使这些高炉能够顺行稳定,达到较好的指标。
原料上的投入在指标上得到补偿。
由于资源等条件的原因,各企业之间的原燃料水平并不平衡,有些高炉在入炉品位、焦炭含硫、冶金强度、烧结和球团矿的品位、FeO、强度等方面,还存在一些差距,这些差距和高炉之间综合指标的差距是相对应的。
中国特大型高炉目前的原燃料条件和国外特大型高炉,特别是其中优秀高炉的原燃料条件也还存在一定差距,如焦炭灰分高、平均粒度小、含硫偏高等,是我们今后的努力方向。
3.送风制度
特大型高炉送风制度有关参数
表5
平均(扣京唐)
吨铁耗风
(m3/t)
1055
974
1035
1082
1065
1059
855
1205
1542
1157
921
富氧率
1.32
3.94
1.16
6.47
3.63
3.35
9.47
4.97
4.42
0.33
1.62
2.93
3.1
2.41
3.93
湿度
(g/m3)
16.4
11.2
10.2
19.2
18.2
24.1
17.7
13.3
风速
(m/s)
249
268
273
257
254
230
242
265
279
压差
(Kpa)
169.5
186.1
171
183
181
152
180
192
174
173
176
风温
(℃)
1239
1236
1254
1192
1225
1235
1230
1243
1246
1030
1219
1228
1231
3-1特大型高炉的热风炉不管是外燃式或顶燃式,都达到并使用了高风温,扣除京唐后,12座高炉平均风温1231℃,其中不少高炉日常使用风温≥1250℃,这为高炉低燃比、高喷煤量创造了良好条件。
3-2富氧鼓风对特大型高炉有非同一般的意义,其作用不仅是增产和提高喷煤量。
通过减少煤气量可以缓解因料柱增高带来的与上升煤气流的矛盾,又可以适当缓解对原燃料质量的严格要求,成为高炉顺行稳定的支撑力量。
由国内外趋势看,可能是高炉特大型化后的方向。
国内特大型高炉也普遍注意提高氧气用量。
先是武钢在前几年就率先提高用氧量,2011年上半年富氧率6.47%,沙钢后来居上,上半年达到9.47%,还有几座高炉也超过或接近4%。
从吨铁耗风的数据中,可以推论到富氧对减少炉腹煤气量的明显作用。
沙钢在高富氧下,吨铁耗风降到855m3,很能说明问题,应该指出,吨铁耗风量还与燃料比有关。
表5中燃料比偏高的高炉,虽用氧较多,但吨铁耗风下降不多。
表5中也有些高炉高富氧、低燃料比,但吨铁耗风不低,应在鼓风计量和统计上找原因。
3-3风速或鼓风动能的掌控,是高炉操作的核心技术之一,是高炉下部调剂的关键参数。
从理论上讲,特大型高炉超大的炉缸直径,为了“吹透中心”,必须采用较高的风速,使用较高的风速,有利于扩大风口循环区,活跃炉缸,并加速炉缸中心焦柱的更替,有利于改善炉缸透气性,特别是高富氧的高炉,风速应更高些。
宝钢一向采用较高风速,这可能是宝钢不用中心焦而能保证中心通畅的原因之一。
马钢、太钢、鞍钢、鲅鱼圈等高炉风速也较高,沙钢高炉也在逐步提高风速。
这些采用较高风速的高炉,实际风速都接近或超过270m/s,还有一些高炉可能长期习惯于低风速操作,有必要进行反思。
由表5可以看到,各高炉采用的风速与炉缸直径之间没有表现出明显的规律性。
虽然,风速也受原料条件和各种操作因素的影响,不完全由炉缸尺寸决定,但炉缸尺寸毕竟是最重要的决定因素。
这或者能说明国内高炉包括特大型高炉在风速的选择上还须要进一步探索。
上下部调剂相适应是高炉操作的灵魂。
关键是下部选择合理的风速,上部采用合适的装料制度与之配合。
风速既然是下部调剂的关键参数,我们应该花更大力量进行探索和研究。
而目前我们对上部调剂下工夫较多,而下部相对薄弱。
实际风速比标准风速更能反映鼓风的“穿透力”,而风速比鼓风动能计算简单。
3-4高炉压差。
高炉压差是反映高炉透气性的指标。
每座高炉在特定的冶炼环境下,应该维持一定的压差,是高炉炉况稳定顺行的重要因素。
压差过低往往是中心或边缘过分发展,管道行程的象征,煤气利用不好,冶炼强度提不高,长时间会造成燃料比升高或炉墙产生变化;
而压差过高,则说明高炉透气性不好,会造成风量萎缩,甚至发生管道或悬料。
所以,一般的高炉操作大都实行控制压差操作,在一定冶炼条件、操作制度和冶炼强度下,规定上限压差,只有计划提高冶强或改变装料时,才适当提高额定压差。
操作理想的高炉应能充分发挥压差的汘力,把压差定在高炉顺行稳定允许的上限附近,以追求理想的指标。
从表5的压差数据中,可以看出两种现象:
一是不同的高炉压差差别较大,(不算京唐高炉)最高186Kpa,最低152Kpa;
二是有几座容积和冶炼条件、冶炼结果不同的高炉,压差都在180Kpa左右。
这一现象值得深思和分析。
3-5各高炉大都设置了加湿和脱湿设施。
由上半年鼓风湿分统计看,除了沙钢因高风温、高富氧,加湿略高外,其他高炉平均湿分较低,可以看出有些高炉采用了鼓风脱湿,特别是夏季,但采取加湿的不多。
在夏季大气湿度高,波动大,采取脱湿以降低和稳定鼓风含湿量;
在高风温、高富氧、并当喷煤不足以控制理论燃烧温度时,适当加湿是可取的,像沙钢那样,可以稳定风温、富氧和喷煤。
此外用加湿调剂炉况,比调煤灵敏和反应快。
在理论燃烧温度不超标时,少用加湿手段,也是对的,这样做有利于节约燃料。
4.热制度
特大型高炉热制度数据
表6
[si]
0.37
0.44
0.38
铁水温度(℃)
1512
1513
1506
1505
1499
1497
1494
1511
1508
1495
1502
1504
4-1铁水物理温度比化学成分更能反应炉缸温度状况。
特大型高炉应该有较高的铁水温度是操作者的共识。
国内特大型高炉铁水温度见表6,几乎无例外地在1500℃±
10℃范围内,特大型高炉炉缸面积大,温度很难均匀,由操作安全性以及脱硫等方面考虑,铁水温度应不低于1500℃,至少不能低于1490℃。
这略低于韩、日和欧洲高炉的水平,但由实际情况看,我们目前的水平是可行的。
4-2为了使炉缸热量较为充足和获得较高的铁水温度,特大型高炉都维持较高理论燃烧温度(Tf=2200℃~2300℃)和较高的炉渣碱度,而不追求过低的[Si],表6中除沙钢、宝钢3#外,其他高炉[Si]均在0.45%左右,这与国外特大型高炉操作是一致的,他们甚至更高一些。
5.造渣制度
特大型高炉造渣制度
表7
Cao/SiO2
1.2
1.23
1.22
1.15
1.11
1.17
1.21
1.13
Al2O3(%)
15.03
15.07
15.43
16.05
15.95
13.99
12.59
13.64
13.77
14.45
MgO(%)
6.97
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