摘要：本文介紹了龍鋼高爐富氧噴吹煤粉的設(shè)計(jì)技術(shù)特點(diǎn)。實(shí)踐證明，通過狠抓入爐原燃料質(zhì)量、改善高爐透氣性、優(yōu)化高爐操作制度、狠抓爐前管理等措施，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，其中1號(hào)高爐富氧率已接近3％，利用系數(shù)達(dá)到3．12，煤比達(dá)112 kg／t。

關(guān)鍵詞：高爐；富氧；噴煤；焦比

中圖分類號(hào)：TF538．6⁺3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 引言

我國(guó)鋼鐵工業(yè)的能源消耗占全國(guó)總能耗的10％-15％。高爐噴煤技術(shù)是20世紀(jì)90年代以來煉鐵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)調(diào)整的核心，對(duì)于鋼鐵工業(yè)的全局結(jié)構(gòu)優(yōu)化也具有重大意義。

龍鋼1號(hào)高爐有效容積450 m³，于2002年12月26日開爐投產(chǎn)以來，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與全國(guó)同類型高爐相比差距較大，企業(yè)以“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、長(zhǎng)壽、安全”作為指導(dǎo)思想，堅(jiān)持精料方針，制定合理的爐料結(jié)構(gòu)，提高設(shè)備裝備水平，高爐采取強(qiáng)化冶煉、富氧大噴吹、高風(fēng)溫、大礦批、全風(fēng)冶煉操作等措施后，高爐的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)有了明顯的進(jìn)步。利用系數(shù)達(dá)到了3．12 t／m³ ·d，入爐風(fēng)溫1021℃，降低焦比，噴煤比達(dá)到112 kg／t，入爐焦比440 kg／t。

2 落實(shí)精料方針，狠抓原料質(zhì)量

2．1 配套燒結(jié)生產(chǎn)能力，穩(wěn)定優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)

沒有質(zhì)量高、數(shù)量足的原料做保證，爐況穩(wěn)定順行及強(qiáng)化就很難實(shí)現(xiàn)，為此集團(tuán)公司于2003年新建16座小球團(tuán)豎爐，50 m²燒結(jié)機(jī)于2004年9月8日投產(chǎn)，高堿度燒結(jié)礦配加多種進(jìn)口球團(tuán)礦和塊礦，入爐料結(jié)構(gòu)相對(duì)比較穩(wěn)定，以70％燒結(jié)礦+20％球團(tuán)+10％生礦為主，根據(jù)爐況需要適當(dāng)調(diào)整入爐料配比，入爐原燃料成分見表1。

積極采用小球燒結(jié)技術(shù)、均質(zhì)燒結(jié)等技術(shù)以后，燒結(jié)礦還原性提高，FeO含量逐漸減小。返礦量減少，成品率提高。從2004年6月配加了SYP燒結(jié)增效劑，不僅對(duì)固體燃料有催化助燃作用，同時(shí)還可增強(qiáng)燒結(jié)過程的氧化氣氛，加快燃燒速度，相對(duì)增加了放熱量，易形成低熔點(diǎn)液相，提高燒結(jié)礦強(qiáng)度和成品率。

2．2 改善焦炭質(zhì)量。嚴(yán)把焦炭質(zhì)量關(guān)

自產(chǎn)焦炭選擇煤質(zhì)好且相對(duì)穩(wěn)定的煤炭供應(yīng)商，加強(qiáng)質(zhì)量把關(guān)，嚴(yán)格檢驗(yàn)，杜絕假煤、劣質(zhì)煤。分類堆放，合理配煤，確保焦炭質(zhì)量的穩(wěn)定。外購焦炭嚴(yán)把質(zhì)量，確保二級(jí)焦炭的供應(yīng)，近年來龍鋼焦炭質(zhì)量指標(biāo)見表2。

2．3 加強(qiáng)篩分。降低入爐粉末

增設(shè)一臺(tái)冷礦篩，減輕高爐槽下的篩分壓力，并且擴(kuò)大了篩板的有效過濾面積，提高了篩分效果。加強(qiáng)原料管理，提高原料混勻工作，確保入爐原料成分穩(wěn)定，原料混合均勻，減少波動(dòng)。強(qiáng)化二次混勻，減少成分波動(dòng)。將給高爐供應(yīng)的入爐原料進(jìn)行二次混勻、固定倉位按規(guī)定入倉，使球團(tuán)礦、塊礦配料更加合理、穩(wěn)定。

3 富氧噴煤實(shí)踐

3．1 富氧工藝特點(diǎn)

龍鋼高爐富氧鼓風(fēng)采用的工藝是從制氧廠來的工業(yè)氧直接通入冷風(fēng)管內(nèi)，然后和冷風(fēng)一起進(jìn)入熱風(fēng)爐，經(jīng)過熱風(fēng)總管從高爐風(fēng)口送入高爐。富氧鼓風(fēng)管道采用的是不銹鋼的氧管，位于放風(fēng)閥之前。插入口距放風(fēng)閥為1 500 mm，插入冷風(fēng)管部分為圍管式結(jié)構(gòu)，帶有4個(gè)輸入口的氧氣插入管對(duì)準(zhǔn)冷風(fēng)管中心。

3．2 富氧噴煤使用效果

(1)無煙煤噴吹效果。

高爐噴煤于2004年3月18日正式投運(yùn)。噴煤系統(tǒng)按煙煤噴吹設(shè)計(jì)，但投產(chǎn)初期全無煙煤噴吹，高爐噴吹煤粉后，爐內(nèi)煤氣流分布發(fā)生了明顯變化。煤氣中CO₂含量明顯提高，從原來的13％左右提高到17％以上，煤氣利用率顯著提高，焦比大幅度降低，入爐焦比降低了54kg，高爐利用系數(shù)提高了0．37t／m³ ·d，高爐噴煤前后各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比見表3。

(2)混噴效果。

從2005年9月6日正式開始混噴，截止9月22日煙煤配比已達(dá)到了50％，隨著操作技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)不同的煤質(zhì)配比進(jìn)行爆炸實(shí)驗(yàn)，確保安全無爆的情況下逐漸提高煙煤配比，截至目前噴吹煙煤的比例達(dá)到了90％，噴煤系統(tǒng)運(yùn)行正常穩(wěn)定。高比例煙煤的噴吹有利于冶煉低硅生鐵，隨著噴煤比的不斷提高，生鐵含硅逐年下降。

(3)富氧冶煉效果。

龍鋼高爐富氧系統(tǒng)于2004年9月16日投運(yùn)，高爐富氧噴煤后主要操作參數(shù)見表4，根據(jù)龍鋼高爐噴煤比在100 kg／t以上的情況，富氧率提高至2％-3％時(shí)冶煉效果較佳。富氧提高1％可使噸鐵的煤氣量減少4％。冶煉強(qiáng)度提高到了1．72t／m³·d。富氧鼓風(fēng)后，恰好給加大噴吹量、強(qiáng)化煤粉的燃燒和改善噴吹效果創(chuàng)造了極為有利的條件，根據(jù)新日鐵、首鋼的經(jīng)驗(yàn)公式，富氧1％可提高煤比22kg／t。

4 建立合理的操作制度，強(qiáng)化高爐冶煉

強(qiáng)化高爐冶煉。嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程及操作預(yù)案，為高爐的穩(wěn)定順行創(chuàng)造了良好的條件。高爐富氧噴煤強(qiáng)化冶煉后主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比見表5。

4．1 保持爐況穩(wěn)定順行

保持爐況穩(wěn)定順行要在穩(wěn)定爐況上下功夫，根據(jù)原燃料條件制定詳細(xì)的操作方針，1號(hào)高爐投產(chǎn)初期由于受熱風(fēng)爐影響，風(fēng)溫使用較低，經(jīng)過對(duì)熱風(fēng)爐改造后。風(fēng)溫得到提高，特別是高爐富氧噴煤后，熱風(fēng)溫度平均在1020℃以上，使?fàn)t缸工作更加活躍，有力地促進(jìn)了爐況順行，增產(chǎn)節(jié)焦效果顯著。高風(fēng)溫有利于降低焦比，特別是有利于提高煤粉燃燒率，增加噴煤量。

4．2 實(shí)施停放上渣操作．降低工藝休風(fēng)率

采用停放上渣的冶煉技術(shù)，操作上使用大風(fēng)量、高風(fēng)溫等措施，提高爐缸溫度，確保爐缸熱量充沛、爐缸工作活躍。自停放上渣以來，要求控制合適的爐渣堿度；保證出凈渣鐵，減少爐缸存鐵量。要求各高爐放鐵時(shí)必須保證長(zhǎng)短兩根鋼釬，保證鐵口深度和角度，適當(dāng)減小鉆頭寬度，采用以上技術(shù)以后高爐爐況穩(wěn)定，工藝休風(fēng)率大大降低，每月可減少渣口小套20個(gè)。

5 結(jié)語

(1)龍鋼高富氧噴煤技術(shù)應(yīng)用是成功的，對(duì)高爐帶來了顯著的效果。

(2)高比例煙煤的噴吹有利于冶煉低硅生鐵，隨著噴煤比的不斷提高，生鐵含硅逐年下降，取得顯著的節(jié)能效果。

(3)富氧噴煤要實(shí)施精料工作和合理的爐料結(jié)構(gòu)；同時(shí)要依靠科技進(jìn)步，并結(jié)合龍鋼高爐生產(chǎn)的特點(diǎn)，不斷對(duì)噴煤系統(tǒng)進(jìn)行適用性改造，提高安全密封性能，充分發(fā)揮富氧噴煤的優(yōu)勢(shì)，節(jié)能降耗，降低生鐵成本，創(chuàng)造最佳效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]  殷瑞鈺．綠色制造與鋼鐵工業(yè)[J]．鋼鐵，2000，35(6)：60-65．

[2]  殷瑞鈺，王曉齊，李世俊，等．中國(guó)鋼鐵工業(yè)崛起與技術(shù)進(jìn)步—20世紀(jì)90年代以來若干關(guān)鍵共性技術(shù)對(duì)中國(guó)鋼鐵工業(yè)發(fā)展的影響與思考[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，2004．

[3]  張春霞，齊淵洪，嚴(yán)定鎏，等．中國(guó)煉鐵系統(tǒng)的節(jié)能與環(huán)境保護(hù)[J]．鋼鐵，2006，41(11)：1-5．

[4]  沙永志．高富氧大噴煤技術(shù)分析[J]．煉鐵，2006，25(6)：19-22．

[5]  周傳典．高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊(cè)[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，2003．367．

[6]  廖文新，王紅章．八鋼噴吹高比例煙煤高爐操作經(jīng)驗(yàn)及節(jié)焦效果[J]．中國(guó)冶金，2002，56(1)：37-39．

[7]  畢傳光．梅山1號(hào)高爐低燃料比生產(chǎn)實(shí)踐[J]．煉鐵，2002，21(6)：11—14．

[8]  張賀順，劉利鋒，馬洪斌．首鋼2號(hào)高爐噴煤降焦生產(chǎn)實(shí)踐[J]．煉鐵，2006，25(6)：7-10．

[9]  宋陽升．我國(guó)高爐噴煤技術(shù)的發(fā)展和前景[J]．鋼鐵，1996，(12)：13·15．

[10]  翁宇慶．進(jìn)一步發(fā)展高爐噴煤和精料技術(shù)推動(dòng)煉鐵系統(tǒng)節(jié)能降耗和結(jié)構(gòu)凋整[J]．鋼鐵，1998，(7)：1-4．

[11]  徐萬仁，李榮壬，錢暉．寶鋼高爐大量噴煤時(shí)煤粉在爐內(nèi)的利用狀況[J]．鋼鐵，2000，(5)：5-9．

[12]  翟興華．高爐噴煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)探析[J]．煉鐵，2003，22，(5)：5-8．

[13]  高雪生，韓鵬沖，焦 剛．長(zhǎng)鋼高爐提高煤比的措施[J]．煉鐵，2004，23(5)：43-44．

[14]  朱錦明．寶鋼高爐高煤比的實(shí)踐與探索[J]．煉鐵，2004，23(6)：20-24．

[15]  潘穎軼．鞍鋼新l號(hào)高爐噴煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)行[J]．煉鐵，2004，23(1)：35-37．

[16]  梁中渝，殷利．龔文渠，等．富氧噴煤高爐能量變化的分析[J]．鋼鐵，2005，40(1)：16-19．

[17]  姚廷利，張振峰，張永恒．承鋼高爐富氧高煤比生產(chǎn)實(shí)踐[J]．煉鐵，2005，24(2)：47-50．

[18]  張建成，高賢成，趙曉明．高爐適宜富氧量研究[J]．鋼鐵研究，2003，135(6)：5-7．