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广钢炼铁技术的进步与发展

2018-12-06 23:07:12

广钢炼铁技术的进步与发展

1 概况

广钢3号(300m3)、4号(350m3)高炉2002年分别进入第11和第9个年头,处于炉役后期,分别在1999年3月和2000年1月出现过冷却水箱漏水,现炉身层以上水箱完好率在30%以下。为在护炉的同时,完成繁重的年度生产经营指标,广钢高炉工作者近年来不断更新观念,提高管理水平,优化人炉原燃料和炉料结构,并相继引进了一系列的新工艺、新技术、新材料,不断优化和完善高炉炼铁工艺,取得了明显效果,高炉技术经济指标明显改善。2002年8月,4号高炉由于炉皮变形和炉体下沉而进入控产阶段,但因炼铁技术的进步,2002年月的产量及其他技术经济指标亦有不同程度的改善,见表l。至2002年9月止,单位炉容产铁量分别为9 500t/m3和8 100t/m3。

表1 部分年度高炉主要技术经济指标

年份

产量t

利用系数

t/(m3*d)

综合焦比kg/t

煤比kg/t

风温℃

1996年

538486

2.263

644

0

1021

2000年

669884

2.816

514

127

1005

2001年

675090

2.849

520

132

1002

2002年月

512732

2.879

540

132

1022

2 坚持走精料路线

2.1 合理炉料结构的选择因本省矿石资源相对不足,品位有贫化趋势,且含砷、铅、铜等有害元素相对偏高,使供广钢高炉使用的矿点更受限制。为缓解这一矛盾,广钢先后引入巴西、澳大利亚、南非等矿粉,配入烧结,以满足高炉生产;同时进口澳大利亚、南非等块矿;1999年初进口印度、巴西、澳大利亚等球团矿。基于成本和实际考虑,2000年逐步取消了进口块矿,用球团矿取代,这样,既提高了熟料率,又提高了入炉品位。随着进口矿种的增加,高炉炉料结构不断得到优化,1999年熟料率提高至90%以上。至目前为止,广钢高炉炉料结构是:70%烧结矿+25%球团矿+3%本省块矿+1%钒钛矿+1%钢渣。广钢高炉近年炉料结构演变过程见表2。

表2 高炉炉料结构演变过程

年份

烧结矿%

进口块矿%

本省块矿%

球团矿%

钒钛矿%

钢渣kg/t

白云石%

萤石%

1996年

81.47

10.27

7.65

0.00

0.00

41.80

4.97

2.44

1997年

77.07

8.62

14.00

0.31

0.00

45.45

0.47

2.01

1998年

77.83

13.00

8.46

0.00

0.68

48.50

0.02

0.28

1999年

77.46

3.99

0.32

15.57

1.11

34.32

0.00

0.12

2000年

71.91

0.09

7.37

17.57

1.29

26.46

0.09

0.00

2001年

71.48

0.00

7.98

18.40

1.26

14.22

0.02

0.00

2002年月

71.71

0.46

2.10

23.76

1.21

0.75

0.02

0.00

2.2 提高入炉品位

(1)提高烧结矿品位。将烧结矿品位由1996年的51.59%分步提高至2000年的57.50%、2001年的56.44%和2002年月的56.13%。

(2)用球团矿替代部分块矿。由于球团矿品位比本省块矿和进口块矿均高,一般球团矿品位在65%-66%,而本省块矿品位在57%-60%,进口块矿品位在60%-65%。

(3)提高块矿质量。在本省块矿上下功夫,首先在采购上,择优选用优质块矿;其次是提高本省块矿的加工质量,从而使本省块矿品位由57%-60%提高至65%左右。

(4)取消熔剂入炉。由于球团矿的配入,入炉熟料率由80%提高到90%以上,烧结矿二元碱度由1996年的1.85降至目前的1.65,并且不需加入熔剂,对提高综合入炉品位是极为有利的。

通过采取以上措施,综合入炉品位由1996年的54.01%提高至2001年的58.31%和2002年l-9月的59.16%。

2.3 减少入炉粉末

(1)提高烧结矿质量。2000年前,因高炉年产量大幅度提高,对烧结矿需求增加,当时烧结机负压不足,过分强调产量时,导致烧结矿夹生多,而且当时烧结矿二元碱度在1.53左右,烧结矿强度难以保障,粒度偏小,-10mm的占25%左右。后来,通过改造烧结机风机,加大负压,同时适当提高烧结矿二元碱度至1.65,并加大生产管理力度,烧结矿质量有所提高,强度好转,夹生现象减少,粒度分布有所改善,-10mm的降低至15%以下,改善了高炉料柱透气性。

(2)完善槽下筛分系统。将原人字型单层筛改为双层梳齿型筛,提高了筛分效率,减少了人炉粉末。

(3)减少块矿入炉。块矿至高炉料仓后,不需要筛分便直接入炉,入炉粉末随块矿质量的好坏波动较大。用球团矿替代部分块矿后,熟料率提高10%,块矿使用量减少10%,对减少粉末入炉极为有利。

(4)提高焦炭质量。提高焦炭强度,转鼓指数M40要求在78%以上,M10在8%以下。要求成分稳定,灰分小于12%,固定碳在85%以上,含硫量小于0.60%。比较而言,自产焦炭质量较好且稳定,而外购焦炭质量较差且不稳定。1999年外购焦炭3组焦和出格焦所占比例在40%,灰分在8%-24%,强度较差,转鼓指数M40在78%以下的比例占30%左右。后经公司协调,2001年的外购焦炭质量有所改善,3组焦比例在15%以下,未出现出格焦炭;进人2002年,3组焦比例大幅度下降,降至3%左右。有关原燃料情况见表3。

表3 原燃料质量,%

年份

烧结矿品位

综合入炉品位

(不扣CaO)

熟料率

焦炭灰分

1996年

51.59

54.01

81.47

13.62

1998年

53.54

55.54

77.83

13.74

1999年

56.46

56.46

93.10

12.60

2000年

57.58

59.03

89.30

11.82

2001年

56.44

58.31

89.87

12.06

2002年月

56.13

59.16

95.47

13.03

3 操作技术的优化和新技术的应用

3.1 完善操作制度

(1)完善送风制度。随着热风炉老化,风温不足的现象相对突出,为提高风温水平,广

钢高炉结合自身设备老化和煤气压力不稳定的实际情况,不断优化热风炉送风制度。现基本采用二烧一送一闷炉的送风制度,满足了晚期高炉的风温使用要求。至2001年风温水平仍维持在1000℃以上,2002年月风温达1022℃。

(2)采用大料批正分装。1996年前,使用同装甚至倒装比例较高。随着精料水平的提高,高炉稳定和顺行程度提高,装料制度也有了改进的基础。两座高炉均使用了大料批正分装,批重达18t/批,一般采用批重为t/批。大料批正分装既提高了煤气利用率,又稳定了炉况,崩料、坐料次数明显 减少。崩料次数由1996年的370次减少至

2000年的21次、2001年的13次和2002年月的5次。

(3)增加出铁次数。2000年前出铁次数为12次/天,2000年9月开始将出铁次数增加为“次/天,2001年12月再次将出铁次数增加为15次/天。出铁次数的增加,有利于活跃炉缸,提高冶炼强度。

(4)烟煤和无烟煤混合喷吹。广钢喷煤系统是按磨制100%无烟煤设计的,但已到大修年限,仍未大修,系统漏风严重。2001年,因无烟煤供应紧张,为缓解这一紧张局面,在对喷煤系统作适应性检修后,进行了烟煤和无烟煤混合喷吹试验,烟煤混入比例在15%以下。取得经验后,逐渐将烟煤混入比例提高,烟煤混入比例达66%。

3.2 优化工艺

(1)富氧鼓风。1995年8月开始富氧鼓风,有利于提高炉缸温度和冶炼强度,特别是喷煤后,富氧鼓风有利于提高煤粉燃烧效果,提高间接还原度。

(2)喷煤。1998年4月开始试喷,煤比逐年提高,由1998年的46kg/t提高至2001年的132kg/t,2002年季度煤比达151kg/t。受4号高炉炉皮变形和炉体下沉控产的影响,2002年月的综合焦比略有上升,煤比亦受限制。

(3)变频冲渣。共有8台冲渣水泵,使用变频前,通常开其中6台;使用变频后,一般只开3台水泵(2台工频,1台变频),按水泵运行费用60 000元/(台,月)计,变频冲渣的节能效果相当明显。

(4)应用灌浆技术。在高炉本体和热风炉上开灌浆孔,定期对晚期高炉和热风炉进行灌浆(在炉壳和砖衬、冷却壁间),有利于加强高炉和热风炉的维护,延长寿命。

(5)安装冷却棒。2002年7月,在4号高炉铁口、渣口上方的炉腹、炉腰变形和发红严重的炉皮处加装冷却棒,以代替破损的冷却水箱,加强炉皮冷却,取得了初步效果。

3.3 应用新材料

(1)无水炮泥。2000年前使用的是自制的有水炮泥,经常因配方或制作问题引起炮泥质量不稳定,铁口潮湿和铁口浅的现象时有发生,从而导致减风放铁的次数较多,不利于铁口的维护和炉况的稳定。2000年开始试用无水炮泥,并不断积累使用经验,研制出了适应无水炮泥的开铁口钻杆,2001年全面使用无水炮泥。使用无水炮泥后,铁口潮湿、铁口浅现象减少,基本杜绝减风放铁的现象。铁口稳定后,有利于铁口的维护和炉况的稳定。另外,无水炮泥的使用,为增加出铁次数创造了条件。

(2)免烘烤铁沟料。随着出铁次数的增加,炉前工作节奏越来越紧张,铁沟修补时间相对缩短。为了适应快节奏的炉前工作,2001年使用了免烘烤铁沟料,效果较好,减轻了炉前的劳动强度。就修铁沟而言,炉前的劳动强度减轻了85%左右。

(3)新型灌浆材料;自使用灌浆技术以来,结合高炉和热风炉的工作状况调整了灌浆材料配方,以求达到灌浆的预期效果。

(4)新铁水罐砖衬材料。使用新材料后,铁水罐寿命延长,装铁量增加。2001年铁水罐寿命平均延长24炉/罐,一代罐龄装铁量平均增加1054t/罐。

(5)新铁水罐保温材料。使用新铁水罐保温材料后,减少了铁水罐结面和运行成本,延长了铁水罐寿命。

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