劉開華-寶鋼4號高爐降低熟料率操作實踐

1、寶鋼4號高爐降低熟料率操作實踐寶鋼股份煉鐵廠寶鋼股份煉鐵廠 劉開華劉開華2016-05-20 20142014年年9 9月月1 1日寶鋼日寶鋼4BF4BF順利停爐，經(jīng)歷了順利停爐，經(jīng)歷了7272天的爐缸改造大修，于天的爐缸改造大修，于20142014年年1111月月1212日順利開爐。爐缸改造大修后，日順利開爐。爐缸改造大修后，4BF4BF設(shè)計爐容仍為設(shè)計爐容仍為4747m34747m3，大修，大修主要更換爐缸，爐缸碳磚改用主要更換爐缸，爐缸碳磚改用NDKNDK大塊碳磚，風口上爐身保留，整體噴涂大塊碳磚，風口上爐身保留，整體噴涂后繼續(xù)使用，爐身冷卻仍然為板壁結(jié)合結(jié)構(gòu)。開爐后保持穩(wěn)定運行。后繼續(xù)

2、使用，爐身冷卻仍然為板壁結(jié)合結(jié)構(gòu)。開爐后保持穩(wěn)定運行。1.1 投產(chǎn)后運行情況項目項目單位單位20142014年年20152015年年1111月月1212月月1 1月月2 2月月3 3月月4 4月月5 5月月6 6月月7 7月月8 8月月9 9月月利用系數(shù)利用系數(shù) t/m3.dt/m3.d1.962.072.221.992.312.322.262.182.182.222.20總焦比總焦比Kg/tKg/t377.4319.4300.4308.1290.1288.2289.6291.7295.7295.5301.1煤煤 比比Kg/tKg/t137.6166.3183.1176.9193190.719

3、1.7186.6184.1182177.8燃料比燃料比Kg/tKg/t514.9485.7483.4485.0483.2478.9481.2478.3479.8477.5478.8鐵水溫度鐵水溫度15211522151815211512151315091509151115101513SISI% %0.950.50 0.40 0.450.430.440.420.410.470.410.41SS% %0.0210.0230.0280.0240.0310.0330.030.030.030.0320.033工序能耗工序能耗 kgce/tkgce/t423.9371.4367.3370.1362.435

4、8.1360.4358.5362.1358.3361.7表1 4高爐開爐后指標運行實績寶鋼高爐爐料結(jié)構(gòu)主要由燒結(jié)礦、球團礦和精塊礦構(gòu)成；四高爐（二代）寶鋼高爐爐料結(jié)構(gòu)主要由燒結(jié)礦、球團礦和精塊礦構(gòu)成；四高爐（二代）投產(chǎn)至投產(chǎn)至2015年年9月熟料率保持在月熟料率保持在86%，2015年年10月開始優(yōu)先進行降低高爐月開始優(yōu)先進行降低高爐熟料率實踐，在基本保持熟料率實踐，在基本保持66%燒結(jié)比的情況下，用塊礦部分代替球團，將燒結(jié)比的情況下，用塊礦部分代替球團，將熟料率降低至熟料率降低至80%并保持穩(wěn)定。并保持穩(wěn)定。1.2 降低熟料率概況圖1 寶鋼4高爐提升塊礦比實績 塊礦特點：1）軟熔區(qū)間大；2）

5、熱爆裂性；3）還原性差。 提高塊礦比可能影響包括： 1）高爐透氣性變差；2）煤氣利用變差；3）操作爐型不穩(wěn)定導(dǎo)致爐況不穩(wěn)定。 有利影響：料面平臺更易穩(wěn)定。 圖2 4高爐用球團和塊礦高溫軟化性能圖3 4高爐用球團和塊礦高溫熔滴性能 塊礦比提高對高爐順行不利3.1 高爐輸入及過程細化管控1、關(guān)注入爐原燃料質(zhì)量變化、把控輸入過程大型高爐冶煉周期長、異常影響慣性大操作特點，對高爐原燃料質(zhì)量大型高爐冶煉周期長、異常影響慣性大操作特點，對高爐原燃料質(zhì)量及穩(wěn)定性提出更高要求，包括：入爐原燃料理化性能受控、質(zhì)量穩(wěn)定。及穩(wěn)定性提出更高要求，包括：入爐原燃料理化性能受控、質(zhì)量穩(wěn)定。當班需要對焦炭礦石關(guān)鍵質(zhì)量參數(shù)嚴

6、格把關(guān)；并結(jié)合實物質(zhì)量確認及當班需要對焦炭礦石關(guān)鍵質(zhì)量參數(shù)嚴格把關(guān)；并結(jié)合實物質(zhì)量確認及異常取樣，及時反饋，協(xié)同上道工序把控好輸入源頭。異常取樣，及時反饋，協(xié)同上道工序把控好輸入源頭。確保槽位受控、原燃料稱量準確、確保槽位受控、原燃料稱量準確、T/H值達標、礦焦篩網(wǎng)篩分功能符值達標、礦焦篩網(wǎng)篩分功能符合要求、輸入過程防大塊物件入爐系統(tǒng)完善、探尺及溜槽角度準確等。合要求、輸入過程防大塊物件入爐系統(tǒng)完善、探尺及溜槽角度準確等。關(guān)注變化穩(wěn)定過程3.1 高爐輸入及過程細化管控2、高爐送風系統(tǒng)相關(guān)細化管理定修之前，要根據(jù)后續(xù)四個月的周期內(nèi)產(chǎn)量計劃安排、風口襯套周期磨定修之前，要根據(jù)后續(xù)四個月的周期內(nèi)產(chǎn)量

7、計劃安排、風口襯套周期磨損調(diào)查實績，結(jié)合原燃料條件等，對風口面積進行合理選擇。此外，要損調(diào)查實績，結(jié)合原燃料條件等，對風口面積進行合理選擇。此外，要根據(jù)因襯套磨損導(dǎo)致實際風口面積變化，對其它送風參數(shù)進行動態(tài)調(diào)整根據(jù)因襯套磨損導(dǎo)致實際風口面積變化，對其它送風參數(shù)進行動態(tài)調(diào)整配合，確保一個定修周期內(nèi)送風制度合適。配合，確保一個定修周期內(nèi)送風制度合適。送風系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備功能：風溫的穩(wěn)定輸出、濕度計計量準確及穩(wěn)定控送風系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備功能：風溫的穩(wěn)定輸出、濕度計計量準確及穩(wěn)定控制、送風支管支管流量計量準確、煤槍穩(wěn)定耐用、噴吹穩(wěn)定等。制、送風支管支管流量計量準確、煤槍穩(wěn)定耐用、噴吹穩(wěn)定等。制度選擇過程控制此外

8、，按照出凈、出勻基本原則，保證爐前出渣鐵制度的穩(wěn)定受控，此外，按照出凈、出勻基本原則，保證爐前出渣鐵制度的穩(wěn)定受控，及按照設(shè)備點檢定修制管理要求保持設(shè)備穩(wěn)定，確保高爐穩(wěn)定順行基及按照設(shè)備點檢定修制管理要求保持設(shè)備穩(wěn)定，確保高爐穩(wěn)定順行基礎(chǔ)也非常重要。礎(chǔ)也非常重要。目的：目的：改善高爐內(nèi)外部條件。改善高爐內(nèi)外部條件。圖4 寶鋼4號高爐鼓風動能3.2 熟料率下調(diào)后操業(yè)調(diào)整1、下部制度調(diào)整2015年年11月月15日利用定修將風口面積減小，隨后將風量適當下調(diào)、提高氧日利用定修將風口面積減小，隨后將風量適當下調(diào)、提高氧量保持產(chǎn)量水平，適當控制煤氣流速、下移高溫區(qū)。仍維持鼓風動能在量保持產(chǎn)量水平，適當控制

9、煤氣流速、下移高溫區(qū)。仍維持鼓風動能在15000-16000 kgm/s，風速在，風速在270-280m3/min。風口回旋區(qū)長度控制在。風口回旋區(qū)長度控制在2.1m以上，風口回旋區(qū)長度所覆蓋的爐缸截面積占整個爐缸截面積的以上，風口回旋區(qū)長度所覆蓋的爐缸截面積占整個爐缸截面積的50%以上，以保證爐缸的活躍性。以上，以保證爐缸的活躍性。3.2 熟料率下調(diào)后操業(yè)調(diào)整2、上部制度調(diào)整 配合下部制度：配合下部制度：上部通過兩頭疏松、保持兩股氣流穩(wěn)定充分，最大限度改上部通過兩頭疏松、保持兩股氣流穩(wěn)定充分，最大限度改善料柱透氣性；布料角度、焦炭檔位維持，只是根據(jù)塊礦比提高后中心氣善料柱透氣性；布料角度、焦

10、炭檔位維持，只是根據(jù)塊礦比提高后中心氣流整體走弱、邊緣走強變化，適當減少靠中心布礦量。流整體走弱、邊緣走強變化，適當減少靠中心布礦量?？刂茐K礦爐喉布入位置：控制塊礦爐喉布入位置：通過塊礦與球團礦裝入槽安排并結(jié)合稱量排出方通過塊礦與球團礦裝入槽安排并結(jié)合稱量排出方式，確保爐喉布礦時，塊礦盡量離開邊緣、球團礦盡量離開中心。式，確保爐喉布礦時，塊礦盡量離開邊緣、球團礦盡量離開中心。234567333221O2345633332O改善下部透氣性：改善下部透氣性：1）2015年年11月前硅素基本保持在月前硅素基本保持在0.40%-0.45%之間，之間，從從11、12月穩(wěn)定在月穩(wěn)定在0.40%，隨后穩(wěn)定控

11、制在，隨后穩(wěn)定控制在0.40%以下；以下；2）控制三氧化二）控制三氧化二鋁、氧化鎂含量以改善爐渣的流動性，以應(yīng)對熟料率下降帶來的不利影響。鋁、氧化鎂含量以改善爐渣的流動性，以應(yīng)對熟料率下降帶來的不利影響。3.2 熟料率下調(diào)后操業(yè)調(diào)整3、爐熱及造渣制度項目項目單位單位2015年年2016年年5月月6月月7月月8月月9月月10月月11月月12月月1月月2月月Al2O3%14.714.815.215.015.115.014.414.414.715.0MgO%6.56.56.36.06.06.16.66.66.76.5Si%0.42 0.41 0.47 0.41 0.41 0.42 0.40 0.40

12、 0.37 0.39 穩(wěn)定爐熱造渣：穩(wěn)定爐熱造渣：穩(wěn)定氣流，穩(wěn)定操作爐型，確保爐況順行。穩(wěn)定氣流，穩(wěn)定操作爐型，確保爐況順行。表2 4高爐爐熱造渣相關(guān)參數(shù)目的：穩(wěn)定爐況、提升高爐適應(yīng)能力目的：穩(wěn)定爐況、提升高爐適應(yīng)能力。3.3 順行氣流表現(xiàn)1、氣流表現(xiàn)兩股氣流穩(wěn)定充分：兩股氣流穩(wěn)定充分：下部以風換氧降低了煤氣流速，同時高溫區(qū)下移；上下部以風換氧降低了煤氣流速，同時高溫區(qū)下移；上部制度調(diào)整仍以兩頭疏松為主、適當疏導(dǎo)中心。氣流最終表現(xiàn)上，頂溫下部制度調(diào)整仍以兩頭疏松為主、適當疏導(dǎo)中心。氣流最終表現(xiàn)上，頂溫下降明顯，中心、邊緣氣流的溫度都有明顯上升；降明顯，中心、邊緣氣流的溫度都有明顯上升；兩股氣流

13、更加充分，中心兩股氣流更加充分，中心氣流的穩(wěn)定性明顯增強氣流的穩(wěn)定性明顯增強。氣流總體保持穩(wěn)定受控。氣流總體保持穩(wěn)定受控。圖5 中心及邊緣氣流走勢圖6 頂溫及Z/W走勢3.3 氣流及順行表現(xiàn)2、操作爐型表現(xiàn)降低熟料率后，煤氣流總體降低熟料率后，煤氣流總體穩(wěn)定穩(wěn)定受控，使得操作受控，使得操作爐型也保持穩(wěn)定。從各段熱負荷表現(xiàn)來看爐型也保持穩(wěn)定。從各段熱負荷表現(xiàn)來看1-20段即爐腹爐腰操作爐型形成段即爐腹爐腰操作爐型形成區(qū)在一定范圍內(nèi)波動反復(fù)，區(qū)在一定范圍內(nèi)波動反復(fù)，20段以上總體保持穩(wěn)定。爐體熱負荷穩(wěn)定，保段以上總體保持穩(wěn)定。爐體熱負荷穩(wěn)定，保持爐況順行、相對降低燃料消耗起到了積極作用。持爐況順行

14、、相對降低燃料消耗起到了積極作用。圖7 爐體各段熱負荷走勢3.3 氣流及順行表現(xiàn)3、順行表現(xiàn)爐況穩(wěn)定：爐況穩(wěn)定：從高爐順行來看，從高爐順行來看，4號高爐仍然延續(xù)開爐以來正常生產(chǎn)沒有崩號高爐仍然延續(xù)開爐以來正常生產(chǎn)沒有崩滑料的穩(wěn)定狀態(tài)；滑料的穩(wěn)定狀態(tài)；K值上升、透氣性變差，穩(wěn)定性略有改善；由于針對爐值上升、透氣性變差，穩(wěn)定性略有改善；由于針對爐料結(jié)構(gòu)變化上下部制度進行了相應(yīng)調(diào)整，使高溫區(qū)下移、煤氣流速適當下料結(jié)構(gòu)變化上下部制度進行了相應(yīng)調(diào)整，使高溫區(qū)下移、煤氣流速適當下降、氣流穩(wěn)定性改善，加上透氣性整體變差，降、氣流穩(wěn)定性改善，加上透氣性整體變差，最終結(jié)果最終結(jié)果煤氣利用率變化不煤氣利用率變化不

15、大，仍保持大，仍保持52.0%良好水平。良好水平。圖8 煤氣利用率及透氣性指數(shù)燃料比、煤比水平保持穩(wěn)定：燃料比、煤比水平保持穩(wěn)定：提高塊礦部分替代球團高爐渣比變化不大；通提高塊礦部分替代球團高爐渣比變化不大；通過操業(yè)優(yōu)化和調(diào)整，高爐煤氣利用、爐體熱負荷總體保持穩(wěn)定，因此高爐的過操業(yè)優(yōu)化和調(diào)整，高爐煤氣利用、爐體熱負荷總體保持穩(wěn)定，因此高爐的燃料消耗水平也總體保持穩(wěn)定，燃料消耗水平也總體保持穩(wěn)定，燃料比基本保持在燃料比基本保持在480 kg/t-p水平。高爐產(chǎn)水平。高爐產(chǎn)量規(guī)模基本穩(wěn)定的條件下，大幅用精塊礦代替單價較高的球團礦而煤比指標、量規(guī)模基本穩(wěn)定的條件下，大幅用精塊礦代替單價較高的球團礦而

16、煤比指標、燃料消耗水平保持穩(wěn)定，必然帶來噸鐵成本明顯下降。燃料消耗水平保持穩(wěn)定，必然帶來噸鐵成本明顯下降。表3 4高爐提高塊礦比后指標運行實績項目項目單位單位20152015年年2016年年7月月8月月9月月10月月11月月12月月1月月2月月3月月4月月OR%14.0 14.0 14.0 16.0 17.7 19.9 20.0 20.0 20.0 20.0 利用系數(shù)利用系數(shù)t/m3d2.18 2.22 2.20 2.20 2.07 2.20 2.23 2.29 2.17 2.30 總焦比總焦比Kg/t-p295.7 295.5 299.8 297.9 301.4 298.1 294.0 291.8 300.7 293.3 煤煤 比比Kg/t-p184.1 182.0 177.8 182.2 182.6 182.8 181.2 188.2 177.0 188.0 燃料比燃料比Kg/t-p479.8 477.5 477.6 480.2 484.0 480.9 475.2 480.0 477.8 481.3 SI%0.47 0.41 0.41 0.42 0.40 0.40 0.37 0.39 0.37 0.35 S%0.030 0.0320.0330.0310.0250.0260.0290.0320.0320.031工序能耗工序能耗kgce/t362.1