韶鋼8號(hào)爐提煤降焦操作實(shí)踐
丁時(shí)明  柏德春  潘偉恩
（韶鋼煉鐵廠）
 
摘  要：為降低煉鐵成本，2019年韶鋼8號(hào)高爐開(kāi)展了提煤降焦的技術(shù)攻關(guān)，通過(guò)長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐數(shù)據(jù)的回歸總結(jié)，不斷調(diào)整高爐操作參數(shù)，實(shí)施以來(lái)獲得良好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。2019年5、6月在持續(xù)高產(chǎn)的狀態(tài)下（產(chǎn)量由原來(lái)的8000t/d上升至8500t/d）；負(fù)荷由原來(lái)的4.5加至5.0t/t,煤比成功突破170kg/t。
關(guān)鍵詞：高爐  高煤比  爐缸溫度  活躍  
1 概況
韶鋼8號(hào)爐開(kāi)爐初期，入爐原燃料質(zhì)量好，高爐投產(chǎn)初期耐材未侵蝕，操作爐型完整，開(kāi)爐初期煤比達(dá)到150-160kg/t,2012-2018年期間，受入爐原燃料變差（經(jīng)濟(jì)爐料：混勻堆變小、燒礦、焦炭質(zhì)量不匹配高煤比）、熱風(fēng)溫度低等影響煤比一直徘徊在140kg/t以下（具體見(jiàn)圖一、表一），國(guó)內(nèi)對(duì)標(biāo)同類型3200m3高爐，煤比最高達(dá)到170kg/t.對(duì)比同行我們的煤比存在差距，有較大的提升空間。

表一  韶鋼8號(hào)爐歷年主要指標(biāo)、參數(shù)

年份	產(chǎn)量	焦比	煤比	燃料比	富氧率	風(fēng)溫	PT	SI	S	風(fēng)量	頂壓
2010	2862947	340	158.5	514.8	1.12	1223	1501	0.44	0.33	5692	214
2011	2718213	367	158	525	1.12	1203	1498	0.44	0.03	5714	214
2012	2634762	375	144	519	1.14	1180	1501	0.42	0.032	5719	217
2013	2872043	368	129	497	1.66	1162	1501	0.41	0.029	5850	214
2014	2923864	363	136	499	1.48	1170	1502	0.38	0.025	5807	211
2015	2506724	412	105	517	0.95	1124	1500	0.43	0.024	5653	200
2016	2493260	402	117	519	1.4	1148	1502	0.47	0.027	5795	219
2017	2853658	375	134	509	3.04	1165	1508	0.39	0.02	5764	217
2018	2844455	372	131	503	3.57	1144	1510	0.4	0.018	5730	216

2 提煤降焦措施
2.1 提高煤粉燃燒率
（1）提高熱風(fēng)溫度。8號(hào)爐熱風(fēng)爐開(kāi)爐至今已使用10年，目前熱風(fēng)爐隔墻、火井出現(xiàn)了嚴(yán)重的掉磚現(xiàn)象，存在安全隱患，制約了高爐風(fēng)溫的上行，后續(xù)通過(guò)對(duì)熱風(fēng)爐進(jìn)行改造升級(jí)，使風(fēng)溫力爭(zhēng)達(dá)到1180°，有利于提高高爐噴煤的燃燒效果。
（2）增加富氧鼓風(fēng)。煤比上升至160kg/t以上，氧量按20000m3/h來(lái)控制，富氧率由原來(lái)的1.12%提高至3.95%，富氧率提高1%，煤粉燃燒率提高1.51%，風(fēng)口前理論燃燒溫度升高，可提高噴煤比20kg／t，抵消高煤比后理論燒燃溫度下降。與此同時(shí)富氧量上升后爐缸狀態(tài)進(jìn)一步得到改善，爐缸熱量更加集中，渣溫的變化區(qū)間變寬，渣在低爐溫狀態(tài)下流動(dòng)性變得更好。
（3） 脫濕鼓風(fēng)按10-15g/m3，可以產(chǎn)生提高爐缸溫度和鼓風(fēng)中氧氣含量的效果。  
（4）提高爐頂煤氣壓力，降低煤氣流速，延長(zhǎng)煤粉在爐內(nèi)燃燒的時(shí)間，降低煤氣壓力差。在中心氣流穩(wěn)定的條件下（CCT₁>500°），爐頂壓力由原來(lái)的220kpa提高到目前的238kpa,提高爐頂煤氣壓力還促進(jìn)增產(chǎn)和冶煉低硅鐵的作用.增加TRT發(fā)電量，有利于高壓差狀態(tài)下的爐況的長(zhǎng)周期穩(wěn)定。
（5）提高煤焦置換比
1）優(yōu)化噴吹煤粉配比。對(duì)噴吹煤粉進(jìn)行質(zhì)量和使用效果的評(píng)價(jià)，選擇含硫低，熱值高，噴吹質(zhì)量效果好的優(yōu)質(zhì)煤，韶鋼8號(hào)爐噴吹煤以煙煤+無(wú)煙煤+CDQ粉為主，優(yōu)化煙煤、無(wú)煙煤、CDQ粉的比例，煙煤揮發(fā)高，且含有一定水分，進(jìn)入風(fēng)口后會(huì)爆裂，促進(jìn)分解燃燒和殘?zhí)既紵�，燃燒效率高。但燃燒性差特別是高噴煤比時(shí)，會(huì)影響爐料透氣性和高爐順行�？刂艭DQ粉比例，減少對(duì)噴煤管道、小套的磨損。煤種優(yōu)化是提高置換比的重要措施，與相關(guān)大學(xué)合作對(duì)其做煤粉燃燒性能的研究。
2）煤粉噴吹要均勻，高爐所有風(fēng)口均要噴煤，流量要實(shí)現(xiàn)均勻、穩(wěn)定。高爐均勻噴吹煤粉，會(huì)使高爐每個(gè)風(fēng)口的鼓風(fēng)動(dòng)能一致，并會(huì)使?fàn)t缸熱量分配均勻，促使高爐生產(chǎn)順行和噴煤量的提高，進(jìn)而煤焦置換比得到提高。①風(fēng)口攝像改造②煤槍重新研發(fā)，減少煤粉磨小套的概率③風(fēng)口小套與高煤比噴煤配合，風(fēng)口小套前端采用無(wú)焊縫小套，避免煤粉磨到小套造成小套漏水。④?chē)姶迪到y(tǒng)智能化改造，減少噴煤換罐造成罐壓波動(dòng)，影響爐內(nèi)風(fēng)壓，，噴煤速度上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)控，避免噴煤速度的不均勻造成風(fēng)壓高，⑤每個(gè)風(fēng)口對(duì)噴煤流量進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)煤槍有無(wú)堵塞，做到真正意義上的風(fēng)口圓周勻噴。
2.2 提高料柱透氣性
    高煤比后，爐內(nèi)焦炭量減少，料柱透氣性變差，小時(shí)噴煤量增加，煤氣發(fā)生量加大，體積加大，會(huì)使?fàn)t內(nèi)壓差大幅上升。影響料柱透氣性。
（1）提高高爐入爐礦含鐵品位，減少渣量，高爐內(nèi)煤氣阻力最大的地方是軟熔帶。高爐入爐品位在58％以上，噸鐵渣量300kg以下，煤氣的阻力會(huì)大大縮小，也會(huì)減少爐渣液泛現(xiàn)象。有利于降低爐內(nèi)壓差水平。
（2）提高焦炭質(zhì)量，穩(wěn)定焦炭成分。高噴煤比條件下，焦炭質(zhì)量好壞對(duì)爐料透氣性影響比例很大，特別是焦炭的熱性能，會(huì)大大提高爐料柱透氣性。焦炭的質(zhì)量好壞決定了高爐的容積大小和噴煤比水平的高低。提高煤比對(duì)焦炭質(zhì)量的要求是：M40在87％以上，M10小于5.8％，灰分小于12.5％，硫分小于0.75％，熱強(qiáng)度CSR>68％，熱反應(yīng)性CRI<25％。
（3）燒結(jié)礦質(zhì)量提升。燒結(jié)入爐的爐料成分均勻、性能穩(wěn)定，堿度波動(dòng)±0.05 (倍)，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度＞78%，篩分小于5%，混勻礦配礦結(jié)構(gòu)力求穩(wěn)定，混勻堆力求能達(dá)到10天的使用時(shí)間，減少換堆造成的爐況波動(dòng)。
2.3 優(yōu)化高爐操作

1. 選擇合適的礦批，參考料速：6.2-6.5批/小時(shí)，礦批控制在：88-92噸，料速>6.5批/小時(shí)，爐溫低時(shí)減風(fēng)過(guò)渡，爐溫充沛時(shí)采取加礦批0.5-1t。料速<6批/小時(shí),爐內(nèi)采取退1t/ch的礦批，來(lái)改善透氣性，使高爐內(nèi)的壓量關(guān)系與料速保持一個(gè)比較好的動(dòng)態(tài)平衡，對(duì)于穩(wěn)定爐況順行和提高高爐爐料的透氣性十分有利（具體見(jiàn)表二）。

表二  韶鋼8號(hào)爐礦批使用效果跟蹤

時(shí)間	礦批（t）	焦批（t）	料速	使用效果
2019年5月上旬	80-85	14.8-15.8	6.5-7.5	料速過(guò)快，頂溫壓的很低，料速持續(xù)大于7批，風(fēng)壓會(huì)上來(lái)較多，上料設(shè)備負(fù)荷大，適合復(fù)風(fēng)爐況恢復(fù)初期。
2013-2019	88-93	16.5-17.4	6.2-6.8	料速適中，邊緣指數(shù)合適，邊緣氣流、中心氣流較合適！料面安靜！
開(kāi)爐初期	95-100	17.8-18.9	5.2-6	透氣性大幅改善，料慢到5.5批后，料線偏差大，邊緣局部易竄管道氣流，礦批大到一定程度后，風(fēng)壓較正常會(huì)上升較多。

（2）穩(wěn)定兩道氣流。大噴煤后，邊緣氣流會(huì)得到發(fā)展，爐內(nèi)操作上優(yōu)先保證中心氣流，中心溫度CCT1控制在500°以上，降低次中心溫度小于350°以下，邊緣氣流指數(shù)控制在0.6-0.8，優(yōu)化布矩陣，布料角度起始角度由開(kāi)爐的43退到目前的39°，實(shí)現(xiàn)高爐內(nèi)煤氣流均勻分布，同時(shí)有提高爐料透氣性的作用。布料合理可以實(shí)現(xiàn)煤粉在爐料中充分燃燒，減少未燃煤產(chǎn)生量。
（3）保持爐缸熱量充沛，穩(wěn)定高爐的熱制度。煤比提高以后，噴入的煤粉需要消耗爐缸熱量，爐缸熱量是用爐缸儲(chǔ)熱水平。提高鐵水溫度的管控標(biāo)準(zhǔn)：鐵水溫度由原來(lái)的1495-1515°提高至1505-1530°，優(yōu)化風(fēng)溫、濕份、富氧、煤量的使用，風(fēng)口前理論燃燒溫度控制在2100-2250℃。大噴煤狀態(tài)下，料速快慢（使用中小礦批）對(duì)爐溫影響大，退煤、加煤的幅度較正常要大，料速與煤量對(duì)應(yīng)，及時(shí)校對(duì)燃料比，穩(wěn)定爐溫，減少人為的操作失誤，提高對(duì)大高爐溫爐趨勢(shì)化管理水平，促進(jìn)高爐熱制度的長(zhǎng)期穩(wěn)定。造渣制度爐渣堿度按1.2控制，建立爐渣堿度、和鎂鋁比跟蹤表，高爐爐缸有充沛的熱量，保證鐵礦石還原，渣鐵流動(dòng)性好、易分離，爐渣脫硫率高和透氣性好。提高煤粉的燃燒效果，減少未燃煤粉，活躍爐缸，提高爐芯溫度。
（4）穩(wěn)定操作爐型：
在日常生產(chǎn)中，熱負(fù)荷（Q值）波動(dòng)，爐墻溫度報(bào)警，造成大塊渣皮掉入爐缸，引起高爐爐溫波動(dòng)，造成爐溫不足，爐溫忽高忽低，熱制度調(diào)整幅度大，長(zhǎng)時(shí)間的低爐溫會(huì)引起爐況波動(dòng)，氣流紊亂，甚至爐況嚴(yán)重失常。為了讓高爐爐況能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定順行，減少Q(mào)值波動(dòng)帶來(lái)的影響。熱負(fù)荷波動(dòng)時(shí)，依據(jù)熱負(fù)荷Q值的大小，波動(dòng)的頻次進(jìn)行階梯性壓差、風(fēng)量、燃料比管理�。ň唧w見(jiàn)表三）

表三  韶鋼8號(hào)爐熱負(fù)荷、風(fēng)量、壓差、燃料比對(duì)應(yīng)表

熱負(fù)荷MJ/h	風(fēng)量m3/min	燃料比kg/t	壓差kpa
8000<Q<12000	5800<BV<5950	↑1<FR<3	△BP <=185
12000<Q<14000	5750<BV<5850	↑3<FR<5	△BP <=183
14000<Q<15000	BV<5800	↑FR >5	△BP <=180
15000<Q<16000	BV<5700	↑FR >10	△BP <=178
Q>15000	BV<5650	↑FR >15	△BP <=175

（5）保證入爐風(fēng)量
在熱負(fù)荷、和中心邊緣氣流分布正常的情況下，提高爐頂壓力至235-238kpa,提高高爐操作的壓差值由原來(lái)的178上至185kpa，增加入爐風(fēng)量，采取綜合措施提高料柱的透氣性。
3 實(shí)施效果
     2019年5、6月通過(guò)采取以上措施，實(shí)現(xiàn)了高煤比重負(fù)荷狀態(tài)下的爐況長(zhǎng)周期穩(wěn)定順行，負(fù)荷逐步加至5.0t/t,煤比成功突破170kg/t大關(guān)，產(chǎn)量月平均突破8552t/d.具體見(jiàn)下表四
表四  韶鋼8號(hào)爐2019年5、6月指標(biāo)、參數(shù)噴煤效果的跟蹤

月份	產(chǎn)量	日產(chǎn)	焦比	煤比	燃料比	富氧率	風(fēng)溫	PT	SI	S	風(fēng)量	頂壓
2019-5	259706	8377	337	170	507	3.95	1145	1512	0.44	0.014	5817	234
2019-6	256560	8552	334	168	503	4.0	1147	1517	0.41	0.015	5727	236

在增加噴煤量的同時(shí)，5、6月高爐燃料比在505-507kg/t左右，沒(méi)有升高，煤粉燃燒充分，煤比是否還有上升空間需繼續(xù)跟蹤。
4 總結(jié)
1）實(shí)踐表明：長(zhǎng)期高煤比生產(chǎn)的高爐要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定順行、高產(chǎn)低耗、優(yōu)質(zhì)長(zhǎng)壽，爐缸活躍是一個(gè)關(guān)鍵因素。
2）關(guān)于高爐噴煤比高低的衡量標(biāo)準(zhǔn)。因各煉鐵企業(yè)生產(chǎn)條件的不同，高爐極限的高噴煤比數(shù)值是不同的，但是，行業(yè)對(duì)于噴煤極限值的條件認(rèn)識(shí)是一致的：
3）高煤比必須要有穩(wěn)定的燒結(jié)、焦炭質(zhì)量來(lái)作支撐。