高爐操作思路的轉(zhuǎn)變探討20141023

1、本鋼集團(tuán)有限公司本鋼集團(tuán)有限公司BENXI STEEL GROUP CORPORATION高爐操作思路轉(zhuǎn)變的探討高爐操作思路轉(zhuǎn)變的探討本鋼集團(tuán)北營煉鐵廠本鋼集團(tuán)北營煉鐵廠 蔣海冰博士蔣海冰博士2014年年10月月23日日1目錄目錄高爐操作思路轉(zhuǎn)變的重要性高爐操作思路轉(zhuǎn)變的重要性1利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作2爐腹煤氣量指數(shù)控制效果分析爐腹煤氣量指數(shù)控制效果分析3結(jié)論結(jié)論4改善料柱透氣性改善料柱透氣性2.1鼓風(fēng)量與富氧量鼓風(fēng)量與富氧量2.2本鋼北營煉鐵廠本鋼北營煉鐵廠頂壓頂壓2.3燃料比燃料比2.42本鋼北營煉鐵廠本鋼北營煉鐵廠高爐操作思

2、路轉(zhuǎn)變的重要性高爐操作思路轉(zhuǎn)變的重要性 長久以來，國內(nèi)高爐煉鐵行業(yè)使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)來管理，這與當(dāng)今所倡導(dǎo)的精細(xì)化和數(shù)據(jù)化等大數(shù)據(jù)管理理論相悖。近年來伴隨高爐操作者和管理者的文化水平的提高、高爐內(nèi)視化以及學(xué)者的研究深入，大數(shù)據(jù)理念已被越來越多的鋼鐵企業(yè)接受。3高爐操作思路轉(zhuǎn)變的重要性高爐操作思路轉(zhuǎn)變的重要性另外,對生產(chǎn)管理比如入爐原燃料的質(zhì)量穩(wěn)定性、鐵水溫度T、Si、槽位管理、工長和爐長及其調(diào)度的管理和工作績效的評價(jià)等都停留在定性水準(zhǔn)層面、傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)管理方面。雖然我們是鋼鐵大國，不是鋼鐵強(qiáng)國，主要差距是精細(xì)化管理和數(shù)據(jù)化。4本鋼北營煉鐵廠本鋼北營煉鐵廠爐腹煤氣量指數(shù)概念及分析爐腹煤氣量指數(shù)概念

3、及分析北營新1號高爐實(shí)際爐容3451m，一直將爐腹煤氣量指數(shù)作為衡量高爐強(qiáng)化程度的重要指標(biāo)，開爐以來，保持了16個(gè)月的穩(wěn)定順行和高產(chǎn)低耗。爐腹煤氣量指數(shù)穩(wěn)定在62 m/（min.）左右，入爐品位57%57.5%，平均日產(chǎn)8197t，煤比173kg/tHM，燃料比510kg/tHM，煤氣利用4951%。消耗能源12.72GJ/tHM。5本鋼北營煉鐵廠本鋼北營煉鐵廠爐腹煤氣量指數(shù)概念及分析爐腹煤氣量指數(shù)概念及分析爐腹煤氣量：對于噴吹煤粉的高爐，爐腹煤氣量VBG可用以下公式計(jì)算：式中： VB風(fēng)量（不包括富氧量），Nm/min； VO2富氧量，Nm/min； WB鼓風(fēng)濕度，g/Nm； Pc噴吹煤粉量，

4、kg/h； H煤粉的含氫量，%。爐腹煤氣量指數(shù)是指單位爐缸斷面積上通過的爐腹煤氣量：6本鋼北營煉鐵廠本鋼北營煉鐵廠爐腹煤氣量指數(shù)概念及分析爐腹煤氣量指數(shù)概念及分析爐腹煤氣量指數(shù)影響因素分析： 對于某一特定高爐，影響爐腹煤氣量指數(shù)的因素包括：渣鐵比渣鐵比、料柱料柱透氣性透氣性、鼓風(fēng)量鼓風(fēng)量、富氧量富氧量、鼓風(fēng)濕度鼓風(fēng)濕度、噴吹煤粉成分和數(shù)量噴吹煤粉成分和數(shù)量、燃料比燃料比、頂頂壓壓等。國內(nèi)外，大量數(shù)理分析，顯示3200高爐爐腹煤氣量指數(shù)一般在5866之間。7目錄目錄爐腹煤氣量指數(shù)概念及分析爐腹煤氣量指數(shù)概念及分析1利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作2爐腹煤氣量指數(shù)控制效

5、果分析爐腹煤氣量指數(shù)控制效果分析3結(jié)論結(jié)論4改善料柱透氣性改善料柱透氣性2.2合理的鼓風(fēng)量與富氧量合理的鼓風(fēng)量與富氧量2.3本鋼本鋼北營煉鐵廠本鋼本鋼北營煉鐵廠提高頂壓提高頂壓2.4降低燃料比降低燃料比2.5降低渣鐵比降低渣鐵比2.18本鋼北營煉鐵廠本鋼北營煉鐵廠利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作降低渣鐵比： 在產(chǎn)量相同的情況下，隨著渣鐵比的升高，滴落帶中焦炭孔隙降低，煤氣通過能力降低，從而限制了爐腹煤氣量的提高。因此，降低渣鐵比是將爐腹煤氣量指數(shù)控制在上限水平的重要手段。 北營新1號高爐燒結(jié)礦、球團(tuán)礦品位逐漸降低，為提高綜合入爐品位，降低渣鐵比，適當(dāng)提高了塊礦配比：

6、2013年4月后塊礦配比穩(wěn)定在8%16%。9本鋼北營煉鐵廠本鋼北營煉鐵廠利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作降低渣鐵比：0.00%2.00%4.00%6.00%8.00%10.00%12.00%14.00%16.00%18.00%20.00%50.00%51.00%52.00%53.00%54.00%55.00%56.00%57.00%58.00%59.00%41275 41306 41334 41365 41395 41426 41456 41487 41518 41548 41579 41609綜合入爐品位塊礦配比10目錄目錄爐腹煤氣量指數(shù)概念及分析爐腹煤氣量指數(shù)概

7、念及分析1利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作2爐腹煤氣量指數(shù)控制效果分析爐腹煤氣量指數(shù)控制效果分析3結(jié)論結(jié)論4改善料柱透氣性改善料柱透氣性2.2合理的鼓風(fēng)量與富氧量合理的鼓風(fēng)量與富氧量2.3本鋼本鋼北營煉鐵廠本鋼本鋼北營煉鐵廠提高頂壓提高頂壓2.4降低燃料比降低燃料比2.5降低渣鐵比降低渣鐵比2.111本鋼北營煉鐵廠本鋼北營煉鐵廠利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作改善料柱透氣性：北營新1號高爐采取以下措施改善料柱透氣性：精料優(yōu)化布料矩陣合理配用焦丁12本鋼北營煉鐵廠本鋼北營煉鐵廠利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作改善

8、料柱透氣性精料：2013年焦炭質(zhì)量CSR指標(biāo)在2月中旬、710月以及11月中旬后出現(xiàn)波動，對爐況造成一定的影響。全年焦炭CSR呈逐步下滑趨勢。13本鋼北營煉鐵廠本鋼北營煉鐵廠利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作改善料柱透氣性精料：二焦配比由年初的28%提高到年末的35%左右，9月下旬后二焦配比波動加大。14本鋼北營煉鐵廠本鋼北營煉鐵廠利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作改善料柱透氣性精料：按照設(shè)計(jì)要求，燒結(jié)礦品位應(yīng)不低于57%，全年五燒品位呈下行趨勢，平均含鐵56.47%。15本鋼北營煉鐵廠本鋼北營煉鐵廠利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐腹煤氣

9、量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作改善料柱透氣性精料：五燒FeO含量9月底之后波動明顯加劇。16本鋼北營煉鐵廠本鋼北營煉鐵廠利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作改善料柱透氣性精料：五燒FeO含量逐漸降低，導(dǎo)致燒結(jié)礦粒度波動大，整體粒級降低。17本鋼北營煉鐵廠本鋼北營煉鐵廠利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作改善料柱透氣性精料：2013年1月9月四燒配比偏高，達(dá)到15.5%，且波動大，9月后四燒配穩(wěn)定在8.0%左右。18本鋼北營煉鐵廠本鋼北營煉鐵廠利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作改善料柱透氣性精料：2013年球團(tuán)抗壓強(qiáng)度2220N/球，

10、今年2月中旬后進(jìn)一步降低至1850N/球左右，與國內(nèi)同型高爐相比，差距顯著。19本鋼北營煉鐵廠本鋼北營煉鐵廠利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作改善料柱透氣性精料： 北營煉鐵廠缺乏綜合料場和綜合煤場，只能通過加強(qiáng)原燃料質(zhì)量管理實(shí)現(xiàn)“粗糧細(xì)做”。倉存管理 某槽槽位低于5m，該槽停用，并上報(bào)調(diào)度； 原燃料總在庫量低于50%，高爐減風(fēng)10%30%； 原燃料總在庫量低于30%，休風(fēng)待料。篩分管理 根據(jù)爐況控制T/H值： 工長每班檢查T/H值不低于3次篩網(wǎng)管理 定時(shí)清理篩網(wǎng)，在粉塊平衡及裝入粉率管理目標(biāo)值不能維持時(shí)，分散、均勻更換篩網(wǎng)，并建立篩網(wǎng)數(shù)據(jù)庫。20本鋼北營煉鐵廠本鋼北營

11、煉鐵廠利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作改善料柱透氣性優(yōu)化布料矩陣： 在理論計(jì)算與開爐料面測量的基礎(chǔ)上，針對現(xiàn)有原燃料條件，采用中心加焦模式的布料矩陣，根據(jù)上下部調(diào)劑相匹配原則，控制礦焦分布位置：礦石邊緣落點(diǎn)距離爐墻196mm，礦石平臺寬度1173mm，焦炭邊緣落點(diǎn)距離爐墻95mm，焦炭平臺寬度1587mm，礦石平臺穩(wěn)定坐落在焦炭平臺之上，從而有效保證了兩道穩(wěn)定的煤氣流分布，高爐適應(yīng)外界變化能力提高。21本鋼北營煉鐵廠本鋼北營煉鐵廠利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作改善料柱透氣性合理配用焦丁：不同爐料對煤氣阻力影響燒結(jié)礦透氣性能較差，且粒度與

12、透氣性較好的焦丁接近，因此采用燒結(jié)礦與焦丁混裝入爐的方式改善料柱透氣性。22本鋼北營煉鐵廠本鋼北營煉鐵廠利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作改善料柱透氣性合理配用焦?。?為了降低成本和優(yōu)化生產(chǎn)組織，加強(qiáng)焦篩管理，大焦不混入中焦，中焦不混入焦丁，焦丁全部消化，大焦加焦丁總和控制在342kg/tHM352kg/tHM，控制全廠焦炭和生鐵平衡，日產(chǎn)鐵水19200t，自產(chǎn)焦炭富余0t300t/d。23目錄目錄爐腹煤氣量指數(shù)概念及分析爐腹煤氣量指數(shù)概念及分析1利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作2爐腹煤氣量指數(shù)控制效果分析爐腹煤氣量指數(shù)控制效果分析3結(jié)論結(jié)

13、論4改善料柱透氣性改善料柱透氣性2.2合理的鼓風(fēng)量與富氧量合理的鼓風(fēng)量與富氧量2.3本鋼本鋼北營煉鐵廠本鋼本鋼北營煉鐵廠提高頂壓提高頂壓2.4降低燃料比降低燃料比2.5降低渣鐵比降低渣鐵比2.124本鋼北營煉鐵廠本鋼北營煉鐵廠利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作鼓風(fēng)量與富氧量分析2013年生產(chǎn)數(shù)據(jù)，得出爐腹煤氣量指數(shù)與利用系數(shù)的關(guān)系曲線：2.452.65606555.3961.8558665056北營新1號高爐總的爐腹煤氣量指數(shù)與國內(nèi)先進(jìn)高爐相比還有提升空間，但由風(fēng)量形成的爐腹煤氣量指數(shù)已達(dá)到上限水平，因此不宜通過進(jìn)一步增加鼓風(fēng)量來強(qiáng)化高爐。25本鋼北營煉鐵廠本鋼北營煉

14、鐵廠利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作鼓風(fēng)量與富氧量 受噴煤能力及燃料比控制影響，提高富氧使用量是進(jìn)一步提高爐腹煤氣量指數(shù)的有效手段。 但是，提高富氧量要必須考慮：理論燃燒溫度；鐵水成本。 因此，通過理論燃燒溫度和爐腹煤氣量指數(shù)兩個(gè)指標(biāo)控制合適的富氧量和噴煤量。26目錄目錄爐腹煤氣量指數(shù)概念及分析爐腹煤氣量指數(shù)概念及分析1利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作2爐腹煤氣量指數(shù)控制效果分析爐腹煤氣量指數(shù)控制效果分析3結(jié)論結(jié)論4改善料柱透氣性改善料柱透氣性2.2合理的鼓風(fēng)量與富氧量合理的鼓風(fēng)量與富氧量2.3本鋼本鋼北營煉鐵廠本鋼本鋼北營煉鐵廠提高頂壓

15、提高頂壓2.4降低燃料比降低燃料比2.5降低渣鐵比降低渣鐵比2.1228 227 231 201208218225229219223225 229224225.4526099225213.6226 222 224185 190 195 200 205 210 215 220 225 230 235 5#6#7#1#2#3#3#4#1#2#8#1#2#7#4#8#0#4#9#武鋼鞍鋼唐鋼邯鋼邯寶邯鋼 北營 天鋼 漣鋼 梅鋼 韶鋼 興澄特鋼濟(jì)鋼 萊鋼27本鋼北營煉鐵廠本鋼北營煉鐵廠利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作頂壓 頂壓提高后，爐內(nèi)煤氣體積被壓縮，相同料柱透氣性條件下

16、，可通過的爐腹煤氣量增加，有利于強(qiáng)化高爐。28目錄目錄爐腹煤氣量指數(shù)概念及分析爐腹煤氣量指數(shù)概念及分析1利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作2爐腹煤氣量指數(shù)控制效果分析爐腹煤氣量指數(shù)控制效果分析3結(jié)論結(jié)論4改善料柱透氣性改善料柱透氣性2.2合理的鼓風(fēng)量與富氧量合理的鼓風(fēng)量與富氧量2.3本鋼本鋼北營煉鐵廠本鋼本鋼北營煉鐵廠提高頂壓提高頂壓2.4降低燃料比降低燃料比2.5降低渣鐵比降低渣鐵比2.129本鋼北營煉鐵廠本鋼北營煉鐵廠利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作降低燃料比 燃料比降低，噸鐵耗風(fēng)量下降，冶煉強(qiáng)度不變的情況下，高爐強(qiáng)化水平提高。y =

17、-11.755x + 1425140005000600070008000900010000490495500505510515520525530535540 生產(chǎn)實(shí)踐和理論計(jì)算均表明，燃料比與日產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，隨著燃料比的降低，高爐強(qiáng)化程度提高。 北營新1號高爐在原燃料條件逐漸劣化條件下，難以通過提高綜合入爐品位，提高焦炭強(qiáng)度等精料方式降低燃料比，只能通過優(yōu)化高爐操作，加強(qiáng)管理降低燃耗。30本鋼北營煉鐵廠本鋼北營煉鐵廠利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作降低燃料比大礦批，重負(fù)荷在加強(qiáng)原燃料質(zhì)量管理的基礎(chǔ)上，加大礦批至100t104t，同時(shí)增大礦角至42，控制合適的邊緣

18、氣流，有效提高了氣流分布的穩(wěn)定性和煤氣利用率。同時(shí)合理使用小塊焦，改善中間區(qū)域煤氣通過能力。通過貫徹大礦批、重負(fù)荷、配加小焦等措施，實(shí)現(xiàn)了上部裝料制度的長期穩(wěn)定，煤氣利用率提高到49.5%51%，大幅降低燃料比，高爐得到優(yōu)質(zhì)強(qiáng)化。345678950607080901001101/22/23/24/25/26/27/28/29/210/211/212/2礦批負(fù)荷31本鋼北營煉鐵廠本鋼北營煉鐵廠利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作降低燃料比高風(fēng)溫操作熱風(fēng)系統(tǒng)采用配置前置預(yù)熱爐的旋切頂燃式熱風(fēng)爐，送風(fēng)溫度可達(dá)1260。北營新1號高爐通過改善料柱透氣性，合理煤氣流分布，結(jié)合噴煤

19、、富氧控制理論燃燒溫度在21002150，實(shí)現(xiàn)了高風(fēng)溫操作。2013年全國3200m高爐風(fēng)溫使用水平：1198 1181 1231 12001222121411711230119012001161 12401200.081118.110742121411621186 1191 12081100 1150 1200 1250 5#6#7#1#2#3#3#4#1#2#8#1#2#7#4#8#0#4#9#武鋼鞍鋼唐鋼邯鋼邯寶邯鋼北營天鋼漣鋼梅鋼韶鋼興澄特鋼濟(jì)鋼萊鋼32本鋼北營煉鐵廠本鋼北營煉鐵廠利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作降低燃料比趨勢化管理推行趨勢化管理，調(diào)節(jié)爐況做

20、到早動，少動，制定標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)制度，量化操作，穩(wěn)定鐵水Si 0.25%0.4%，物理熱14855，避免出現(xiàn)爐溫大幅波動造成頻繁大幅加減風(fēng)和增減燃料比的惡性循環(huán)。33本鋼北營煉鐵廠本鋼北營煉鐵廠利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作降低燃料比加強(qiáng)渣鐵排放管理 日常生產(chǎn)中，渣鐵排放不暢是造成高爐減風(fēng)、減氧操作的主要原因。高爐頻繁的減風(fēng)、減氧造成調(diào)劑困難，爐溫不穩(wěn)，甚至出現(xiàn)爐況波動。通過規(guī)范打泥量、推行無間隔出鐵制度、杜絕鐵口冒泥等措施，渣鐵排放有所好轉(zhuǎn)，因虧渣鐵減風(fēng)、減氧次數(shù)減少。34目錄目錄爐腹煤氣量指數(shù)概念及分析爐腹煤氣量指數(shù)概念及分析1利用爐腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作利用爐

21、腹煤氣量指數(shù)指導(dǎo)高爐操作2爐腹煤氣量指數(shù)控制效果分析爐腹煤氣量指數(shù)控制效果分析3結(jié)論結(jié)論4改善料柱透氣性改善料柱透氣性2.2合理的鼓風(fēng)量與富氧量合理的鼓風(fēng)量與富氧量2.3本鋼本鋼北營煉鐵廠本鋼本鋼北營煉鐵廠提高頂壓提高頂壓2.4降低燃料比降低燃料比2.5降低渣鐵比降低渣鐵比2.135本鋼北營煉鐵廠本鋼北營煉鐵廠爐腹煤氣量指數(shù)控制效果分析爐腹煤氣量指數(shù)控制效果分析 北營新1號高爐將爐腹煤氣量指數(shù)作為高爐運(yùn)行管理的一個(gè)重要參數(shù)，有目的的控制關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在原燃料條件逐漸劣化的條件下，保持了長期的穩(wěn)定順行和高產(chǎn)低耗。2013年北營新1號高爐主要指標(biāo)見下表所示（未扣除休風(fēng)）。時(shí)間時(shí)間日產(chǎn)量，日產(chǎn)量，t/d燃料比，燃料比，kg/tHM綜合入爐品位，綜合入爐品位，%煤氣利用率，煤氣利用率，%富氧率，富氧率，%2013.01803253258.5845.721.982013.02800052957.8948.182.272013.03781653058