本鋼六號高爐降低燃料比實踐

韓廷全 孫繼成

本鋼六號高爐降低燃料比實踐

韓廷全 孫繼成

本鋼6號高爐調(diào)整裝料制度，通過減少中心焦量，增大礦石批重等手段，使煤氣利用率達到了47.5%，燃料比下降了25kg/t-30kg/t，達到了節(jié)能降耗的目的。

裝料制度 煤氣利用率 燃料比 大批重

本鋼六號高爐是2004年8月投產(chǎn)，投產(chǎn)初期因為原燃料條件不穩(wěn)定及操作制度不合理，導(dǎo)致爐況經(jīng)常出現(xiàn)波動，產(chǎn)量以及消耗指標較差。后來采用中心加焦技術(shù)使爐況得以穩(wěn)定，達成持續(xù)高產(chǎn)的局面。中心加焦冶煉相對容易獲得爐況長期的穩(wěn)定順行，尤其是原燃料質(zhì)量變差或設(shè)備發(fā)生故障時，高爐抵抗能力較強，在檢修送風恢復(fù)過程中更有利于上風。但是高爐中心區(qū)域為了獲得穩(wěn)定的煤氣通路，會導(dǎo)致中心焦量較多，爐缸死焦堆大，影響煤氣流分布，煤氣利用率就相對較差。

通過學習首鋼遷鋼有限公司、邯鋼集團邯寶鋼鐵有限公司等國內(nèi)先進企業(yè)，并結(jié)合本鋼爐料結(jié)構(gòu)的特點，對本鋼六號高爐操作制度做了一系列調(diào)整，取得了燃料比下降25kg/t-30kg/t的理想效果。

1.裝料制度的調(diào)整

裝料制度是通過控制礦石和焦炭在爐喉水平面上各點的比例來影響煤氣流的分布。在上部裝料制度上就是要保證爐喉料面有穩(wěn)定的平臺和足夠的漏斗深度，同時利用適量的中心空焦來使中心氣流改善。因此，在布料矩陣上采取了縮小礦焦角差，使礦石環(huán)帶的礦石變厚，礦焦混合好，逐步減少無礦區(qū)的焦量比例，避免“中心過吹”等措施來獲得相對較高的煤氣利用率，從而使燃料比下降，降低了能耗成本。

1.1 減少無礦區(qū)焦量比例

六號高爐之前的無礦區(qū)焦量比例在43%左右，爐頂打水頻繁，煤氣利用差。針對這一狀況，先從降低無礦區(qū)焦量比例入手，逐漸減少無礦區(qū)焦量以提高煤氣利用率。無礦區(qū)焦量比例由43%逐漸減少到27%左右，煤氣利用率也隨之上升。調(diào)整前期隨著煤氣利用率的上升，爐料透氣性也隨之變差，通過減少風量、外揚礦角等手段使爐況保持穩(wěn)定，保持適宜的中心加焦量使焦炭不斷填充爐芯，更換出中心死料柱，改善爐缸的透液性和透氣性，爐缸逐漸活躍，爐況順行明顯好轉(zhuǎn)。

1.2 平臺加漏斗

把礦焦角同時從爐喉中心外移，增大最小礦角。減輕礦石對中心氣流的擠壓，形成窄而強的中心氣流。以此來穩(wěn)定中心通道，并且形成足夠的漏斗深度。中心氣流適當?shù)玫桨l(fā)展。用此布料矩陣，焦炭堆尖距離爐墻約為0.6m，礦石堆尖距離爐墻約為0.8m，礦石最內(nèi)環(huán)的礦石落點與爐喉中心的距離約為1.5m，占爐喉半徑的36%。布料矩陣調(diào)整后，漏斗深度約為1.6m，礦焦角差縮小，礦焦混合好，分布相對集中，礦焦層變厚。該區(qū)域CO百分比升高，以此依靠漏斗深度和適當比例的焦炭來引導(dǎo)中心氣流通道，獲得較高的煤氣利用率，達到敞開中心和控制適宜的邊緣氣流的目的。

2.合適的批重

2.1 穩(wěn)定焦炭平臺

合適厚度的焦窗平臺對穩(wěn)定煤氣流有決定性的作用。六號高爐在實踐中將焦炭批重由15.0t/批提高到現(xiàn)在的16.2t/批，焦窗厚度由0.54m提高到0.58m，減輕了礦石堆對焦炭的推移作用。伴隨焦批的增加，軟熔帶的氣窗增大，有效提高了料柱的透氣性。焦炭角位多于礦石，各角位上的焦炭環(huán)數(shù)傾向于平均分配，這樣更有利于靠近爐喉邊緣處形成焦炭平臺。而煤氣流微調(diào)是靠調(diào)整不同角位的礦石環(huán)數(shù)來完成，使邊緣和中心負荷的調(diào)整更為靈活、準確。

2.2 大礦批

擴大礦石批重能促進礦石均勻分布、提高煤氣利用率。合理布料可以優(yōu)化煤氣流分布，增加高爐內(nèi)鐵礦石的間接還原度。煤氣中的CO2含量提高0.5%，煉鐵燃料比就下降10kg/t。鐵礦石間接還原是個放熱反應(yīng)，而直接還原是個吸熱反應(yīng)。所以，要努力提高礦石的間接還原反應(yīng)。同時采用合理的送風制度，使用長風口，以保證合適的鼓風動能，在風口前形成較長的循環(huán)區(qū)，使煤氣的初始分布向中心延伸，減少中心死料柱，加速中心死料柱的更新速度，改善爐缸中心的透氣性和透液性，解決煤氣流和爐料逆向運動之間的矛盾，使煤氣流分布均勻合理，促進高爐生產(chǎn)順利。

擴大礦石批重能穩(wěn)定上部煤氣流，提高煤氣中CO2含量，增加高爐內(nèi)鐵礦石的間接還原反應(yīng)度，并且使熱風所帶熱量能夠充分傳遞給爐料。把礦批逐步加到現(xiàn)在的83t/批，實行大礦批冶煉，就是為了能夠有效緩解爐內(nèi)礦焦的界面效應(yīng)，提高煤氣利用率，從而降低燃料比。見圖1、圖2。

3.加強爐內(nèi)操作

3.1 定風量控制

在正常生產(chǎn)中，高爐采用定風量操作，對風量使用嚴格控制，保持風量帶的穩(wěn)定，對富氧的使用也進行量化規(guī)定。此次調(diào)整中心焦量，風量由5150m3/min減少到4900m3/min，風壓差也較以前低且平穩(wěn)，提高了透氣性，增強了高爐的穩(wěn)定性。

圖1 六號高爐擴大批重后煤氣利用率的變化 %

圖2 六號高爐擴大批重后頂溫的變化

3.2 保證穩(wěn)定順行

保證高爐爐況穩(wěn)定順行是降低燃料比的前提，加強高爐日常操作管理，做到料批、爐溫和堿度“三穩(wěn)定”，保證各參數(shù)使用合理，下料順暢，[si]控制在0.40%-0.55%。

3.3 充分利用煤氣化能

在負荷穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，平衡好各個參數(shù)，在穩(wěn)定風量的基礎(chǔ)上提高爐頂壓力，高爐爐內(nèi)壓力提高后，使煤氣化學能的利用更為充分，有利于間接還原進程的進行，使爐內(nèi)煤氣分布更為合理，燃料比和焦比進一步降低。

六號高爐通過采取以上措施取得了很好的效果，爐頂溫度控制在150℃-180℃之間，煤氣利用率由原來的42.5%，提高到現(xiàn)在的47.5%左右，燃料比下降了25 kg/t -30kg/t。見表1。

4 結(jié)語

本鋼六號高爐通過調(diào)整布料矩陣，保持適宜的中心加焦量，擴大礦批重，批重由58噸增加到現(xiàn)在的83噸。通過調(diào)整，煤氣利用率從42.5%提高到47.5%，同時，穩(wěn)定了氣流，保持爐缸的活躍性，為爐況長期穩(wěn)定順行奠定了基礎(chǔ)，使高爐燃料比下降了25kg/t-30kg/t。

（1）調(diào)整煤氣流分布。減少無礦區(qū)的焦炭比例以及縮小礦焦角差使煤氣流分布更加合理，為擴大礦批重提供了前提條件。

（2）改善煤氣利用率。搭建合理的焦礦平臺，保持適宜穩(wěn)定的焦窗厚度，減少礦石對焦炭的推移作用，增大礦批重，提高煤氣利用率 。

（3）加強爐內(nèi)操作與日常管理。在日常生產(chǎn)中，穩(wěn)定的操作和穩(wěn)定的負荷基礎(chǔ)上，平衡好爐溫及堿度，使高爐長期穩(wěn)定順行。

[1] 項中庸，王筱留，等. 高爐設(shè)計—煉鐵工藝設(shè)計理論與實踐.

[2] 劉琦.劉琦煉鐵論文集.我國煉鐵工業(yè)能耗的現(xiàn)狀與前景2007.

（作者單位：本鋼板材股份有限公司煉鐵廠）