淮鋼高爐噴煤技術(shù)進(jìn)步

陳永衛(wèi)

（江蘇沙鋼集團(tuán)淮鋼特鋼股份有限公司，江蘇 淮安 223002）

江蘇沙鋼集團(tuán)淮鋼特鋼股份有限公司（全文簡(jiǎn)稱淮鋼）4座高爐（3號(hào)、4號(hào)為450 m3，5號(hào)、6號(hào)為580 m3），分別投產(chǎn)于2004年和2007年，并在各自高爐附近的場(chǎng)地同步建成1號(hào)、2號(hào)兩套獨(dú)立的無煙煤噴煤系統(tǒng)，實(shí)際能力分別為3號(hào)、4號(hào)高爐每座9~12 t/h，5號(hào)、6號(hào)高爐每座14~16 t/h，高爐煤比一直穩(wěn)定在142 kg/t左右。隨著高爐的不斷強(qiáng)化，以及成本壓力不斷加大，旨在實(shí)現(xiàn)高比例煙煤混噴，并逐步提高煤比的技術(shù)改造攻關(guān)，于2018年10月開始實(shí)施。目前達(dá)到了高揮發(fā)份煙煤比例50%，煤比為165 g/t，實(shí)現(xiàn)高爐生產(chǎn)節(jié)能減排、降本的目的。

1 系統(tǒng)改造

由于1號(hào)、2號(hào)噴煤系統(tǒng)對(duì)各自高爐而言，制粉能力不能滿足強(qiáng)化后高爐用煤能力，且1號(hào)噴煤系統(tǒng)設(shè)備老化，改造為煙煤混噴不經(jīng)濟(jì)。故在2號(hào)噴煤附近新建3號(hào)噴煤系統(tǒng)供5號(hào)、6號(hào)高爐，其投產(chǎn)后，改造2號(hào)噴煤供3號(hào)、4號(hào)高爐。并堅(jiān)持如下技改原則：

1）改造過程不影響高爐噴煤。

2）改造后系統(tǒng)能滿足混合煤揮發(fā)份≥25%，4座高爐在利用系數(shù)η＝4.1 t/（m3·d）的情況下，煤比正常達(dá)到180 kg/t最大200 kg/t的能力。

3）最大限度利用原有設(shè)備，以節(jié)約改造費(fèi)用。

4）2號(hào)噴煤系統(tǒng)因距3號(hào)高爐550 m，改造后仍實(shí)現(xiàn)集中制粉噴吹，能遠(yuǎn)距離濃湘輸送不堵管，且利用現(xiàn)有空壓站裝備，節(jié)約氮?dú)庀摹?/p>

5）實(shí)現(xiàn)四座高爐制粉、噴吹控制室合一，集中控制，實(shí)現(xiàn)減員增效。

主要技改特點(diǎn)為：

1）為提高煤的置換比，節(jié)約運(yùn)行成本，噴吹輸送介質(zhì)使用了壓縮空氣。改造后噴煤系統(tǒng)，因沖壓、均壓使用了氮?dú)獠辉儆脡嚎s空氣，故盡管噴吹距離增加、噴吹量增大，但經(jīng)計(jì)算利用了原噴煤空壓站作噴吹氣，增加制粉耗氮?dú)?0 m3/t鐵。

2）將原2號(hào)煤棚延長(zhǎng)15 m，作為2號(hào)、3號(hào)噴煤系統(tǒng)共用無煙煤煤棚；在其西側(cè)新建一個(gè)33 m×50 m儲(chǔ)煤棚，配2臺(tái)5 t抓斗行車，作為2號(hào)、3號(hào)噴煤系統(tǒng)煙煤棚。3號(hào)噴煤系統(tǒng)在兩煤棚之間新建煙煤和無煙煤30 m3的配煤倉(cāng)各2個(gè)，將原2號(hào)噴煤的三個(gè)配煤倉(cāng)之一，改造成2號(hào)噴煤系統(tǒng)煙煤配煤倉(cāng)。

3）為3號(hào)噴煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)1臺(tái)8 m3煙氣爐，同時(shí)經(jīng)高溫引風(fēng)機(jī)引用5號(hào)、6號(hào)高爐的熱風(fēng)爐廢氣，兌入2號(hào)、3號(hào)噴煤煙氣爐作為制煤粉干燥介質(zhì)，并使用N2作為流化均壓介質(zhì)，均壓放散的氮?dú)庵苯咏尤朊悍蹅}(cāng)，并增強(qiáng)了系統(tǒng)密封性，從而控制制粉系統(tǒng)w（O2）≤6%，最大不大于8%。

4）因噴吹系統(tǒng)集中，正常2號(hào)噴煤兩個(gè)噴吹系列供3號(hào)、4號(hào)高爐，3號(hào)噴煤兩個(gè)噴吹系列供5號(hào)、6號(hào)高爐，但通過噴吹管道互聯(lián)，可實(shí)現(xiàn)每個(gè)噴吹系列分別向四座高爐噴吹煤粉，提高了系統(tǒng)可靠性與作業(yè)率。

5）對(duì)制粉系統(tǒng)的中速磨機(jī)入口、出口、布袋收粉器入口、出口進(jìn)行在線溫度、CO及O2含量不間斷循環(huán)監(jiān)測(cè)，并與緊急充氮等措施實(shí)現(xiàn)自動(dòng)聯(lián)鎖。設(shè)計(jì)了安全防爆、計(jì)量調(diào)節(jié)與自動(dòng)控制、噴煤總管與支管堵塞報(bào)警、安全連鎖。

6）改變磨煤機(jī)動(dòng)態(tài)分離器為靜態(tài)分離器，提高設(shè)備穩(wěn)定性。

7）因2號(hào)噴煤系統(tǒng)距離3號(hào)、4號(hào)高爐550 m，采用了遠(yuǎn)距離濃相輸送，管道采用兩級(jí)變徑、設(shè)置檢測(cè)加助推器防堵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)直接噴吹，節(jié)約了噴吹站與制粉分開所消耗的大量氮?dú)狻Ｍ瑫r(shí)擴(kuò)大了3號(hào)、4號(hào)爐爐前煤粉分配器能力。

2 提高煤比及置換比措施

改造后2號(hào)、3號(hào)噴煤系統(tǒng)通過1年多的完善、技術(shù)攻關(guān)與經(jīng)濟(jì)性分析，噴煤能力逐漸達(dá)到了3號(hào)、4號(hào)高爐13~15 t/h，5號(hào)、6號(hào)高爐17~19 t/h，高爐煤比穩(wěn)定到160~170 kg/t，高揮發(fā)分煙煤比例基本穩(wěn)定在50%，混合煤揮發(fā)分控制在24%~25%。主要措施如下：

2.1 高爐使用大礦批四環(huán)布料

增加5號(hào)、6號(hào)高爐溜槽長(zhǎng)度300 mm，進(jìn)一步發(fā)展中心、抑制邊緣氣流，提高高爐受煤能力及置換比。目前高爐裝料情況如表1。

表1 高爐裝料技術(shù)參數(shù)

2.2 提高爐頂壓力

3號(hào)、4號(hào)爐由過去的120 kPa提高到140 kPa,5號(hào)、6號(hào)爐由過去的150 kPa提高到180 kPa,減少爐塵吹出及提高煤氣利用。

2.3 提高入爐風(fēng)溫

通過改造3號(hào)、4號(hào)爐送風(fēng)裝置，使直吹管在無水冷的設(shè)置下，能適應(yīng)1 250℃高風(fēng)溫；優(yōu)化熱風(fēng)爐燃燒-送風(fēng)制度，采用半并聯(lián)送風(fēng)等工藝，一年來風(fēng)溫提高了35℃，補(bǔ)償煤比提高在風(fēng)口需要的熱能。

2.4 提高煤在風(fēng)口前的燃燒率

提高了富氧率，以提高煤在風(fēng)口前的燃燒率。期間通過不同的煙煤配比，分析了煤比、混合煤揮發(fā)分與干法除塵灰含碳量趨勢(shì)，試圖找出最佳煤比及煙煤比例，但在煤比低于170 kg/t、煙煤比50%內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)顯著的關(guān)聯(lián)，隨著風(fēng)溫、富氧的提高，干法除塵灰含碳量有降低趨勢(shì)，如表2。

表2 不同混合煤揮發(fā)分、風(fēng)溫、富氧率、煤比對(duì)應(yīng)干法除塵含碳量分析

2.5 保證全風(fēng)口噴煤

發(fā)現(xiàn)煤槍等問題不能噴煤，應(yīng)及時(shí)處理，不噴煤的風(fēng)口一般不超過一個(gè)班。保證爐缸均勻活躍。經(jīng)過技術(shù)改造和操作攻關(guān)，淮鋼高爐在使用燃料條件一般的情況下，實(shí)現(xiàn)了高爐長(zhǎng)期穩(wěn)定順行?；翠撊剂锨闆r表3。

表3 燃料化學(xué)分析 %

雖然煤比及煙煤比例的大幅度提高燃料比有上升趨勢(shì)，但因煙煤比無煙煤及焦碳價(jià)格低得多，成本是大幅下降的，而且通過創(chuàng)新提高風(fēng)溫、富氧率等措施，煤的置換比得到明顯提高，仍然能取得先進(jìn)的技經(jīng)指標(biāo)。主要技經(jīng)指標(biāo)如表4。

表4 高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

3 結(jié)論

1）淮鋼噴煤通過技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)了最大限度利用原有設(shè)備，過程不影響高爐噴煤，能夠混噴高揮發(fā)份煙煤，達(dá)到遠(yuǎn)距離輸送，提高供煤能力的目的。

2）經(jīng)技術(shù)攻關(guān)與經(jīng)濟(jì)性分析，通過優(yōu)化布料、提高風(fēng)溫、頂壓、富氧率等技術(shù)措施，及全風(fēng)口噴煤細(xì)化管理，在燃料條件一般的情況下，實(shí)現(xiàn)了高煤比、低燃料比、高爐長(zhǎng)期穩(wěn)定順行的目的，為節(jié)能減排創(chuàng)造了條件。

3）在淮鋼目前條件下，煤比低于170 kg/t、煙煤比50%內(nèi)，增加煤比及煙煤比例，沒有發(fā)現(xiàn)干法除塵灰含碳量顯著提高，隨著風(fēng)溫、富氧的提高，有降低趨勢(shì)，燃料比亦隨之降低，操作上應(yīng)致力于提高風(fēng)溫、保持160~170 kg/t煤比，完全吸收煉鋼多余氧氣，在嚴(yán)格控制粉氧含量的前提下，增加煙煤比例、提高煤比，利于降低生鐵成本。