浅谈高炉经济喷煤比
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关于高炉经济喷煤比的理论计算通过查阅资料得知:经济喷煤比取决于喷煤量水平、高炉煤焦置换比、能量消耗利用程度。
喷煤对高炉工序成本降低的影响可按照公式(1)计算。
1000)(m k P R P X J -⨯=∆ (1) 其中:J ∆---炼铁工序成本降低值,元/t ;X------喷煤量,kg/t ;P k -----焦炭价格,元/t ;R------煤焦置换比;P m ----喷吹煤粉的价格加工序成本,元/t ;经查阅资料得知:在生产条件稳定条件下,煤焦置换比与喷煤比存在线性关系如公式(2)所示。
R=1.025-0.00158X (2) 煤粉配比按照无烟煤55%,烟煤45%标准计算。
所以,可以得出结论:1000)]%45%55()00158..0025.1([m 工烟无m m k P P P X P X J +⨯+⨯--⨯=∆ (3)其中:无m p ---无烟煤价格;烟m p ---烟煤价格;工m p ---煤粉工序成本;公式(3)中:P k ,无m p ,烟m p ,工m p 依据成本表查询实时价格,可以认为是常数,所以公式(3)是高炉工序成本下降值J ∆关于喷煤比X 的二次函数,所以在一定生产条件下,存在一个合适的喷煤比,最大程度的降低高炉的工序成本。
例:依8月成本数据进行计算:(1)480高炉合适的喷煤比:P k = 1865.61元/t 无m p = 1188.25元/t烟m p = 742.87元/t 工m p =10元/t带入公式(3)计算:J ∆=1000)10%4587.742%5525.1188()00158.0025.1(61.1865[+⨯+⨯--⨯X X =0.001X (1912.25-2.95X-997.83)=-2.95⨯⨯-310X 2+914.42⨯⨯-310X依据抛物线的性质得知:当X=95.2242.914⨯-=154.98kg/t 时,高炉成本下降值最大 480max J ∆=70.86元/t(2)1080高炉合适的喷煤比:P k =1920.28元/t 无m p = 1188.25元/t烟m p = 742.87元/t 工m p =10元/t带入公式(3)计算:J ∆=1000)10%4587.742%5525.1188()00158.0025.1(28.1920[+⨯+⨯--⨯X X =0.001X (1912.25-2.95X-997.83)=-3.03⨯⨯-310X 2+970.46⨯⨯-310X依据抛物线的性质得知:当X=03.3246.970⨯-=160.14kg/t 时,高炉成本下降值最大 1080max J ∆=77.71元/t所以,以8月成本计算,480高炉合适的喷煤比为154.98kg/t,1080高炉合适的喷煤比为160.14kg/t。
炼铁厂高炉喷煤实际置换比论证炼铁厂高炉喷煤实际置换比论证随着炼铁技术的不断发展和升级,高炉喷煤成为炼铁生产中普遍采用的方法之一。
高炉喷煤是指在高炉炼铁过程中,将煤粉或其他燃料粉末喷入高炉内,为冶炼提供燃料和还原剂。
高炉喷煤的置换比是指单位干煤投入量所能实现的煤气量,本文将围绕炼铁厂高炉喷煤实际置换比展开论证。
一、高炉喷煤实际置换比的影响因素高炉喷煤实际置换比受多种因素影响,如喷煤设备的性能、煤粉的物理性质、高炉操作水平等。
其中,喷煤设备的性能是影响高炉喷煤实际置换比的最主要因素之一。
喷煤设备的设计和制造技术的差异会导致高炉喷煤实际置换比出现较大偏差。
煤粉的物理性质也是影响高炉喷煤实际置换比的重要因素,不同的煤粉粒度、灰分、挥发分等特性,对高炉喷煤实际置换比都有一定影响。
此外,高炉操作水平也是影响高炉喷煤实际置换比的重要因素,高炉操作不当会影响喷煤的燃烧效果,从而影响高炉喷煤实际置换比。
二、高炉喷煤实际置换比的计算方法高炉喷煤实际置换比的计算方法是通过测量煤气成分和投入干煤的量,来确定实际置换比。
常用的计算方法包括煤带式秤法、干量称重法等。
其中煤带式秤法是目前应用最为广泛的方法,该方法将煤经过计量,再将精确的煤量投入高炉,通过测量高炉出口煤气中的CO和CO2含量,计算高炉喷煤实际置换比。
三、高炉喷煤实际置换比的现状高炉喷煤实际置换比是炼铁厂炼铁效率的重要指标之一。
提高高炉喷煤实际置换比有利于提高炼铁效率和降低生产成本。
据统计,目前我国炼铁厂高炉喷煤实际置换比普遍在0.6-0.8之间,部分先进的炼铁厂实现了置换比达到1.0左右,最高的甚至达到了1.2。
这说明我国炼铁厂高炉喷煤实际置换比已经取得了一定的成效,技术水平不断提高,但仍有发展空间。
四、提高高炉喷煤实际置换比的建议为了进一步提高高炉喷煤实际置换比,可以从以下几个方面入手:1. 加强设备维护管理:高炉煤气喷嘴、煤粉处理系统等设备需要经常维护和检修,以确保喷煤设备的性能和精度。
高炉喷吹煤粉的现状以及如何提高煤比摘要:本文综合叙述了高炉喷吹技术的观状,结合典型高炉介绍了提高煤比的技术措施。
采取了一系列技术措施.主要是优化高炉操作,保持充足的炉缸温度,加强喷煤操作,保持合理的煤气流分布等,提高煤比后取得了良好的经济技术指标。
关键词:高炉喷吹煤粉喷吹高煤比高炉操作1序言高炉喷吹煤粉始于1840年S.M.Banks 喷吹焦炭和无烟煤的设想。
世界最早的工业应用是根据这一设想在1840~1845 年于法国博洛涅附近的上马恩省炼铁厂实现的。
该项技术在1881年获得专利权,现在已经成为谁都可以使用的技术。
上世纪60年代以来,该项技术在国外不断得到发展开发,目前已经成为一项相当成熟并发挥巨大经济价值的成熟技术,他不光可以降低生铁成本提高生铁产量,而且在节约能源,保护环境方面也有很大的意义。
年来来,我国高炉炼铁发展迅速,高炉喷煤的应用取得了较大进步。
重点大中型企业的喷煤比和总喷煤量都有较大的提高。
但是,有些企业的喷煤比有所波动,这种现象值得引起重视和尽快改善,以便充分发挥喷煤节能降低消耗的作用,把我国炼铁水平提到新的高度。
2高炉内煤粉的行为2.1 回旋区内的燃烧一般认为尽可能使煤粉在回旋区内充分燃烧是大量喷吹煤粉的有效方法。
通过许多基础试验研究了提高煤粉燃烧性的方法。
在实验室研究中,发现高挥发分低流动性的煤粉的燃烧性极佳,而随着煤粉喷吹量的增加,燃烧率下降。
在实际高炉中这些现象也披斜行传感器的检测所确认回旋区内煤粉的燃烧性取决于鼓风温度,鼓风温度高(1 305~1 320℃),燃烧率也高。
鼓风温度低时(1 200~1 260℃,)通过加入水蒸气可将燃烧性提高到和高风温时同样的程度。
另外,往煤粉里添加碳酸钙,或2~1O%的褐煤也可提高煤粉的燃烧性。
根据研究结果,添加1O%低C的褐煤,煤粉喷吹量可以从155kg/t 提高到196kg/t。
2.2 适宜的喷吹位置高炉喷吹煤粉初期,一般认为喷枪前端位于直吹管内较合适。
高炉煤比的上限
通常情况下,高炉煤比控制在180kg/t以内,否则需要采取调轻焦炭负荷或提高煤气利用率的措施将煤比控制在规定范围。
但不同的高炉可能具有不同的煤比上限,这取决于许多因素,例如高炉的设计、操作条件、原料质量等。
例如,太钢6号高炉在2%~3%的富氧率条件下,煤比上限应控制在180~185kg/t;当煤比达到200kg/t时,煤粉燃烧率低于下限75%的要求,至少需将富氧率提高至4%以上。
八钢氧气高炉在实现高富氧冶炼的同时,开展了高喷煤比攻关,高炉煤比突破200kg/t,日喷煤比最高达230kg/t。
如果你想了解具体某座高炉的煤比上限,建议你查询该高炉的技术规格或咨询相关专业人士。
浅谈高炉经济喷煤比王立杰尹焕岭赵杨(唐钢不锈钢)摘要:高炉喷煤是降低铁水成本,增加利润的重要手段;同时,直接喷吹煤粉,不经过焦化工艺,减少了环境污染。
提高喷煤比应具备的条件是:稳定的原燃料质量、合适的理论燃烧温度、精细的操作和合理煤气分布。
高炉提高喷煤比是冶炼技术发展的必然趋势,然而各单位能满足的条件不同,因此各单位的经济煤比也应根据自身条件确定。
关键词:高炉经济喷煤比理论燃烧温度未燃煤粉置换比0 前言高炉喷吹煤粉则是部分替代焦炭的“提供热量”及“还原剂和渗碳剂”,即以价格低廉的煤粉部分替代价格日趋昂贵的冶金焦炭,以缓解因炼焦用主焦煤匮乏所造成的冶金焦炭产量渐显不足的矛盾,最终降低高炉炼铁焦比和生铁成本。
当前高炉生产的一些习惯性认识和操作,直接影响到高炉喷煤的科学性,且给高炉喷煤效益乃至生铁成本带来不良影响,因此选择合理的喷煤比就是实现企业效益最大化的重要一项。
1 经济喷煤比的概念所谓经济喷煤比,是在一定的生产条件下(产量、原燃料质量、炉料结构、煤和焦炭的市场价格等),喷煤比最高且稳定、焦比和燃料比最低的操作煤比。
可见,经济喷煤比的大小取决于喷煤量水平、煤交置换比和能量消耗利用程度,最终有总燃料消耗、工序成本来确定。
喷煤对高炉工序降低值的影响可按下式计算:△J=PCR(P k×R—P m)/1000(1)式中△J——高炉工序成本降低值,元/t;PCR——喷煤比,kg/t;R——未校正煤焦置换比;P k——焦炭价格,元/t;P m——煤粉工序成本,元/t。
从图1曲线可见,喷煤生产操作中存在经济喷煤比。
由于原燃料质量、炉况参数在一定范围内波动,因此经济喷煤比是一个操作范围。
2 提高喷煤比的关键技术2.1稳定原燃料条件2.1.1提高焦炭质量,特别是焦炭的热性能,保证高炉必要炉料柱透气性。
图1 高炉工序成本降低值与喷煤比的关系焦炭在高炉内的骨架作用是煤粉不可替代的,随着煤比的提高,焦炭的负荷随之加重,以及焦炭在炉内停留的时间越长,焦炭的骨架作用更显的重要。
影响高炉喷煤比主要因素的探讨车奎生(南阳汉冶特钢副总工程师兼炼铁厂总工程师)摘要:本文结合高炉操作实际,系统的阐述了影响高炉喷煤比的主要因素,提出了在一定原燃料条件和富氧条件下,为了保证炉况顺行并取得经济燃料比,高炉喷煤比的合理控制范围。
关键词:富氧率、喷煤比、理论燃烧温度、渣铁比、入炉焦比1、前言:国内众多高炉由于焦炭质量、渣铁比、富氧率、风温水平差异较大,因此高炉的利用系数、喷煤比、燃料比、理论燃烧温度等主要技术经济指标和主要操作参数差异也很大,在理论依据和指导上存在很大的争议;本文结合高炉操作实际,系统的阐述了影响高炉喷煤比的主要因素,提出了在一定原燃料条件和富氧条件下,为了保证炉况顺行并取得经济燃料比,高炉喷煤比的合理控制范围。
2、影响高炉喷煤比的主要因素:无数的高炉操作实践证明,焦炭质量、渣铁比、富氧率、风温水平、高炉操作管理水平是影响高炉喷煤比五大主要因素,其影响的程度列表如下:焦炭在高炉炼铁中是不可缺少的炉料,对高炉炼铁技术进步的影响率在30%以上,在高炉炼铁精料技术中占有重要的地位。
在高喷煤比条件下,随着喷煤比的显著提高,焦炭负荷显著升高、焦炭骨架的显著减少、焦炭在高炉内的滞留时间延长,焦炭的骨架作用会显得更加突出,相应对焦炭的质量要求也会越来越高。
否则,是难以实现高喷煤比,高炉炼铁不能正常生产。
焦炭从料线到风口平均粒度减少20%~40%,劣质焦炭和热反应性高、反应后强度低的焦炭粉化率会很大。
焦炭的4种作用中,提供热源的主导作用不会改变,这就决定入炉焦比有一个最低值,低于这个最低值,高炉炼铁就难以正常生产,在各种条件下高炉炼铁中碳的还原作用和渗碳功能不会有较大的变化。
单纯从焦炭质量考虑,喷煤比要达到200kg /t而且燃料比又低于500kg /t,焦炭质量必须满足:M40>89%,M10<6%,CRI<24%,CSR>65%,焦炭的平均粒度达到50mm。
2.2.渣铁比的影响:提高矿石入炉品位,降低渣量是高炉精料的主要内容之一,随着渣量的升高,不仅吨铁耗熱增加,而且煤气流通过软融带和滴落带的阻损增加,料柱整体的透气和透液性变差,势必会影响到高炉的顺行和煤比的提高。
提高安阳钢铁厂7号高炉喷煤比的实践
安阳钢铁厂7号高炉喷煤比是指高炉内每公斤烧料中添加的煤
的量。
一般来说,越高的煤比,热值就越高,燃烧效率也就越好,但是高炉喷煤比过高会引起煤气逆流,使高炉衬里负荷增大,增加渣结垢,影响高炉运行,降低高炉产量和质量。
安阳钢铁厂七号高炉在运行过程中,喷煤比一般在5.5:1~6.5:1之间波动,排除其他影响因素的影响,为此,采取以下措施来提高7号高炉的喷煤比:
1.提高烧料的品质。
安阳钢铁厂生产的烧料一般为焦炭、油焦、混煤、喷吹渣油、膨胀焦和颗粒焦,焦炭的热值较高,但颗粒焦的热值较低,因此应采取措施降低颗粒焦的使用比例,提高烧料的品质,从而提高喷煤比。
2.改变热风系统的运行方式。
在安阳钢铁厂7号高炉的喷煤比提高过程中,采用合理的热风系统运行方式,可以提高高炉内部物料的流动性,从而提高煤气的利用率。
3.优化料槽投料方式。
在投料时,应确保料槽内添加的烧料可以被准确的喷射在炉膛内部,从而提高烧料的利用率,降低产生余量以达到提高喷煤比的目的。
4.增加烟囱气流的速度,减少烟囱抽放时间。
在安阳钢铁厂7号高炉中,可以通过增加烟囱气流的速度,缩短烟囱抽放时间,使烧料充分燃烧,从而达到提高喷煤比的目的。
上述是安阳钢铁厂提高7号高炉喷煤比的措施,不仅可以提高7
号高炉的喷煤比,还可以提高7号高炉的运行效率、改善环境污染,降低能耗,给安阳钢铁厂带来更多的经济收益。
可以说,提高7号高炉喷煤比,是安阳钢铁厂可持续发展的一个重要措施。
文章编号:2095-6835(2015)08-0144-02浅议提高高炉喷煤比的有效措施支 刚(河北钢铁集团宣钢公司生产计划处,河北张家口 075100)摘 要:提高高炉喷煤比是冶金行业降低炼铁生产成本的关键措施,提高喷煤比关系着钢铁企业工序能耗和生产成本的降低,可以给企业带来直接的经济利益和社会效益。
因此,简要阐述了提高喷煤比的重要性和具体措施,进而为宣钢提高高炉喷煤比工作起到一定的推动作用。
关键词:高炉喷煤比;炼铁;焦炭;高炉煤气中图分类号:TF543 文献标识码:A DOI:10.15913/ki.kjycx.2015.08.144高炉经风口喷吹煤粉是节焦和改进冶炼工艺最有效的措施之一,它不仅可以代替日益紧张的焦炭资源,而且还有利于改进冶炼工艺——可以扩展风口前的回旋区,缩小呆滞区,降低风口前的理论燃烧温度,有利于提高风温和使用富氧鼓风,在节焦和增产方面都能取得非常好的效果。
近几年来,国内钢铁产能过剩,使得钢铁行业整体低迷,严重冲击了上游原料企业,一部分企业只能通过降低原燃料的质量来维持生存,这就给高炉的稳定、高产和喷煤量的提高造成了很大的阻碍。
提高喷煤比,在原燃料质量变差的情况下保持和增加喷煤量,对钢铁企业的发展有非常重要的意义。
1 提高喷煤比的经济效益分析提高喷煤比、降低入炉焦比是降低炼铁成本的关键方法。
提高喷煤比可以产生良好的经济效益,具体表现在以下几个方面。
1.1 煤粉代替焦炭降低生铁成本对于高炉喷煤比,国际先进水平保持在180~200 kg/t。
《中国钢铁工业科学与技术发展指南(2006—2020年)》中指出,2010—2020年间,我国高炉喷煤指标要追赶并力争达到国际先进水平的下限180 kg/t。
按照当前炼铁原料的价格核算,喷煤量增加1个单位,吨铁成本下降约1.2元,由此产生的经济效益是十分可观的。
1.2 节约工序能耗钢铁企业焦化工序能耗为118 kgce/t,而制粉和喷吹工序的能耗只有27 kgce/t。
炼铁厂1#高炉喷煤实际置换比论证炼铁厂喷煤项目于2010年10月26日投产。
前期调试阶段喷煤量并不稳定,喷煤比没有达到预期目标,随着喷煤设备运行的逐步好转,喷煤比逐渐提高到100kg/t·Fe,焦炭负荷明显增加,由2.83增加到目前的3.39。
喷煤项目投产后,使高炉调剂手段更加灵活,煤气利用率提升,高炉炉缸工作状态得到改善,综合冶炼强度提高,高炉利用系数多次突破4.0,为降低生产成本,提高经济效益,强化高炉冶炼创造了条件,缓解了焦炭采购的资金压力。
为了找出喷煤比的最佳冶炼点,也为高炉操作者提供理论依据,根据相关数据对喷煤实际置换比进行了分析论证,主要内容如下:一、影响喷煤置换比的因素每喷吹单位重量煤粉所能代替的焦炭量叫煤粉置换比。
影响置换比最直接的因素就是煤粉含碳量。
显然,含碳量越高,置换比也越高。
但置换比不是独立存在的,受原料条件、煤的燃烧率、气化程度、炉顶压力、风温、炉况等多种因素的影响。
要明确置换比,就要考虑多方面的影响。
目前炼铁1#高炉的热风温度基本维持在1050℃左右,理论燃烧温度能够满足100kg/t·Fe的喷吹要求,如进一步提高喷煤比,需采取富氧喷煤。
1、原料条件。
原料粒度不均匀直接影响块状带料层的空隙度,恶化料柱透气性。
2、煤粉质量。
煤的成分直接影响置换比提高。
煤粉在风口前燃烧充分时,气化程度好,置换比高;若燃烧不好,就会产生大量残碳,还可能恶化炉况,影响喷吹效果,置换比降低。
因此提高煤粉燃烧率有利于提高置换比。
3、炉顶压力。
炉顶压力对置换比有一定的影响,炉顶压力高,炉况顺行好,煤气利用率高,置换比高,维持高顶压有利于提高置换比。
4、热风温度。
热风温度对置换比影响很大,因为风温高低影响煤粉的燃烧率,而燃烧率与置换比成正比例关系。
5、高炉炉况。
高炉炉况顺行程度也直接影响置换比,炉况越顺,置换比越高。
5、提高风温使用水平。
实现大喷煤比,风口前理论燃烧温度大幅度降低,每增加煤比10kg/t,约降低理论燃烧温度20-25℃,必须有足够的热补偿,而提高风温可大幅度地降低焦比,热风温度升高100℃可降低炼铁焦比15kg/t。
提高安阳钢铁厂7号高炉喷煤比的实践
安阳钢铁厂7号高炉是一台大型耐火材料电炉,每小时产能达到45吨,是当时大型炉型之宗。
为了保证电炉工作时的高效率和安全运行,需要正确控制燃料喷煤比。
本文通过实践,研究如何提高安阳钢铁厂7号高炉喷煤比,以向电炉输入最佳燃料量。
首先,为了确定电炉喷煤比,需要深入分析炉内工况,包括电炉尾气,炉火比以及电炉的燃烧状态等。
它们是决定电炉燃料喷煤比的主要参考因素。
其次,需要调整煤气比以符合产品所需组成,避免燃料含氧量过高,污染环境。
利用现有的控制设备,根据相关参数,控制炉内条件。
同时,为了提高安阳钢铁厂7号高炉喷煤比,需要进行系统调试,包括调节炉内煤气比,调整煤粉排料速度,以及优化燃烧系统等,以确保炉内煤气比满足应有的要求。
另外,不断更新安阳钢铁厂7号高炉的喷煤比,也可以采取更加先进的设备技术,自动调节炉内燃烧参数,以及加装采用了智能控制系统的新型除尘器等,以提高燃烧过程的稳定性,降低炉内污染物排放量。
根据以上实践,安阳钢铁厂7号高炉喷煤比可以不断提高,从而节省燃料,提高炉内燃烧温度和煤气比,改善炉内燃烧效率,减少炉壁污染,从而提高电炉的安全系数和生产率。
总之,提高安阳钢铁厂7号高炉喷煤比需要综合考虑各种因素,并采取切实有效的措施,才能获得最佳的效果。
只有拥有最佳的喷煤
比,才能实现电炉的最佳效率,进而给电炉安全运行带来保障。
高炉喷吹煤比的关键技术高炉喷吹煤粉是炼铁系统结构优化的中心环节,是国内外高炉炼铁技术进展的大趋势,也是我国钢铁工业进展的三大重要技术路线之一,所以,我们应当努力提高喷煤比。
高炉喷煤的重大意义1 削减炼焦过程对环境的污染。
高炉喷煤代替焦炭,就削减了高炉炼铁对焦炭的需求。
削减焦炭的需求,就可以使焦炉少生产焦炭。
焦炉少生产焦炭或少建焦炉,就可以削减对环境的污染。
2 缓解我国主焦煤的短缺,优化炼铁系统用能结构。
炼焦配煤一般需要配50%以上的主焦煤,以满意高炉炼铁对焦炭质量方面的要求。
喷吹煤粉的煤种广泛,可以不使用主焦煤。
这就缓解了我国主焦煤的短缺,同时也降低了炼铁系统的购煤成本。
3 高炉喷煤可以实现结构节能。
2023年我国重点钢铁企业焦化工序能耗为123.41kgce/t,喷煤的制粉和喷吹所需的能耗在20~35kgce/t。
高炉每喷吹1t煤粉,就可以产生炼铁系统用能结构节省lOOkgce/t的效果。
4 高炉喷煤可降低炼铁系统的投资。
据统计,国外建设喷煤车间的投资是焦化厂单位投资的25%~30%,转换为冶金焦的单位投资是30%~40%;中国喷煤车间的单位投资是焦化厂建设单位投资的12%~16%,为冶金焦部分投资的15%~20%。
所以,在新建和扩容高炉时,喷煤车间必需同步实施,这样会有较大的经济效益。
5 煤粉代替焦炭会有巨大的经济效益。
目前,焦炭和煤粉的每吨价差在400~500元。
一个年产400万t的炼铁企业,假如喷煤比在130kg/t,就可以年喷吹52万t煤粉,代替的等量的焦炭,可以产生年降低208~260万元的炼铁成本。
6 提高企业劳动生产率,降低生产运行费。
喷煤车间的员工人数和生产运行费用要比焦化厂少,这样就可以产生因高炉喷煤而提高钢铁企业劳动生产率、障低生产运行费用的效果。
我国喷煤水平进展不平衡,与国际先进水平尚有差距据统计,2023年我国大中型钢铁企业高炉喷煤比135kg/t,比上年度提高llkg/t,全年重点钢铁企业喷煤总量为4046万t,创出我国历史最好水平。
浅谈高炉经济喷煤比
王立杰尹焕岭赵杨
(唐钢不锈钢)
摘要:高炉喷煤是降低铁水成本,增加利润的重要手段;同时,直接喷吹煤粉,不经过焦化工艺,减少了环境污染。
提高喷煤比应具备的条件是:稳定的原燃料质量、合适的理论燃烧温度、精细的操作和合理煤气分布。
高炉提高喷煤比是冶炼技术发展的必然趋势,然而各单位能满足的条件不同,因此各单位的经济煤比也应根据自身条件确定。
关键词:高炉经济喷煤比理论燃烧温度未燃煤粉置换比
0 前言
高炉喷吹煤粉则是部分替代焦炭的“提供热量”及“还原剂和渗碳剂”,即以价格低廉的煤粉部分替代价格日趋昂贵的冶金焦炭,以缓解因炼焦用主焦煤匮乏所造成的冶金焦炭产量渐显不足的矛盾,最终降低高炉炼铁焦比和生铁成本。
当前高炉生产的一些习惯性认识和操作,直接影响到高炉喷煤的科学性,且给高炉喷煤效益乃至生铁成本带来不良影响,因此选择合理的喷煤比就是实现企业效益最大化的重要一项。
1 经济喷煤比的概念
所谓经济喷煤比,是在一定的生产条件下(产量、原燃料质量、炉料结构、煤和焦炭的市场价格等),喷煤比最高且稳定、焦比和燃料比最低的操作煤比。
可见,经济喷煤比的大小取决于喷煤量水平、煤交置换比和能量消耗利用程度,最终有总燃料消耗、工序成本来确定。
喷煤对高炉工序降低值的影响可按下式计算:△J=PCR(P k×R—P m)/1000(1)
式中△J——高炉工序成本降低值,元/t;
PCR——喷煤比,kg/t;
R——未校正煤焦置换比;
P k——焦炭价格,元/t;
P m——煤粉工序成本,元/t。
从图1曲线可见,喷煤生产操作中存在经济喷煤比。
由于原燃料质量、炉况参数在一定范围内波动,因此经济喷煤比是一个操作范围。
2 提高喷煤比的关键技术
2.1稳定原燃料条件
2.1.1提高焦炭质量,特别是焦炭的热性能,保证高炉必要炉料柱透气性。
图1 高炉工序成本降低值与喷煤比的关系
焦炭在高炉内的骨架作用是煤粉不可替代的,随着煤比的提高,焦炭的负荷随之加重,以及焦炭在炉内
停留的时间越长,焦炭的骨架作用更显的重要。
因此焦炭质量的好坏,特别是焦炭的热性能的高低,决定了高炉的容积大小和喷煤比水平的高低。
高喷煤比对焦炭质量的要求是:M40在80%以上,M10小于7%,灰分小于12.5%,硫分小于0.65%,热强度CSR>60%,热反应性CRI<30%。
对于2000m3以上容积的大高炉,喷煤比在160kg/t以上时,要求焦炭质量要更好一些:M40≥85%,M10≤6.5%,灰份≤12.0%,硫份≤0.6%,CSR≥65%,CRI≤26%。
同时要求焦炭中K2O+Na2O的含量要<3.0kg/t。
(2)
2.1.2稳定优质的原燃料质量,减少波动。
选择成分接近、质量差异小的原煤,制定合理的原煤结构,降低煤粉的A、S,提高发热值。
炼铁原料(烧结、球团、块矿)的转鼓强度高、热稳定性好、还原性能好、性能稳定等为高炉顺行创造良好条件,提高烧结矿(碱度在1.8~2.0倍)的碱度,会使转鼓强度高、冶金性能好的优点。
连篦机-回转窑生产的球团矿质量和工序能耗均比竖炉所生产的球团好。
入炉的块矿要求是含水分低、热爆裂性差、还原性能好、粒度偏小。
2.2提高理论燃烧温度
高炉喷吹煤粉后,由于煤气量增加,用于加热燃烧产物的热烈相应增加。
又由于喷吹物加热、结晶水分解几碳氢化合裂化好热,使理论燃烧温度降低。
因此要采取提高理论燃烧温度的措施:
1)提高热风温度:热风温度升高l00℃,可使炉缸理论燃烧温度升高60℃,允许多喷20~30kg/t煤粉。
2)进行富氧鼓风:富氧率提高1%,炉缸理论燃烧温度升高40~50℃,允许多喷煤粉20~30kg/t。
一般企业,炼钢剩余多少氧气高炉富氧多少,富氧率并非炼铁系统确定,而是由企业平衡决定。
3)进行脱湿鼓风:鼓风湿度每降低1g/m3,理论燃烧温度升高7~9℃,允许多喷3~4kg/t煤粉。
2.3精心操作,稳定炉温,保证炉况长周期稳定顺行。
高炉喷煤后,初始煤气流分布、鼓风动能、冶炼周期都发生了变化。
操作者要及时通过调整风口面积、矿批、布料角度、料线等参数,确保炉缸工作均匀活跃,初始煤气流分布合理。
一般操作者用喷煤量来调整炉温,因此炉温的稳定对于喷煤比的提高起到了至关重要的作用。
操作者要精心,避免炉温大幅度波动。
只有炉温稳定了,操作者才敢降低炉温水平,降低焦比,为提高喷煤比提供空间。
3 选择经济喷煤比,提高置换比
3.1未燃煤粉的不利影响
由于时间和空间有限,煤粉在风口前燃烧带不可能完全燃烧,喷吹量越大,未燃煤粉的绝对数量相应增加。
少量未燃煤粉在冶炼过程中被吸收或进一步气化,得到利用。
但未气化的煤粉进入炉料中,将会给高炉顺行带来不利影响。
主要表现在:
未燃煤粉进入炉渣中呈悬浮状态,会增加炉渣黏度,严重时造成炉缸堆积。
未燃煤粉滞留在软容带和低落带,降低其透气性和透液性,造成下部难行或悬料。
3.2根据煤粉性能及当地煤的价格,合理配煤
烟煤挥发分高,且含有一定水分,进入风口后会爆裂,促进分解燃烧和残碳燃烧,燃烧效率高。
建议烟煤配比在40%左右,配比太高后管路的安全措施要加强,并且煤粉含碳量下降会造成煤焦置换比降低的现象。
3.3均匀喷吹,避免风口多喷的现象
煤粉喷吹要均匀,高炉所有风口均要喷煤,流量要实现均匀、稳定。
高炉均匀喷吹煤粉,会使高炉每个风口的鼓风动能一致,并会使炉缸热量分配均匀,促使高炉生产顺行和喷煤量的提高,进而煤焦置换比得到提高。
为保证各风口喷煤量均匀,建议将煤粉分配器高位安置,使各单只管路尽量长短相近,不让煤粉走捷径个别风口多喷的现象出现。
4 结语
1)生产的企业热风炉的设计结构已经确定,仅靠操作提高风温有限,而且外购液氧要考虑价格问题,因此决定喷煤比提高的重要因素是焦炭质量和精心的操作。
2)选择经济喷煤比,减少未燃煤粉对高炉的不利影响,保证较高0.8~1.0以上的置换比。
3)经济喷煤比范围可根据高炉不同的渣量水平,以透气性指数和燃料比的控制值上限以及未校正置换
比0.8~1.0为标准来确定。
一般情况下,无富氧时,经济喷煤比为120-130kg/t,富氧率2~3%时,经济喷煤比为160-180kg/t。
参考文献
[1] 徐万仁、李肇毅、郭艳玲,宝钢1号高炉经济喷煤比生产实践.炼铁2010(2)
[2] 王维兴,高喷煤比的关键技术.中国金属学会。