高炉操作节能技术
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高炉炼铁日常操作技术高炉操作者的任务是要保持合理炉型,实现炼铁生产的“高效、优质、低耗、长寿、环保”。
稳定顺行是组织炼铁生产的灵魂。
原燃料准备、烧结、球团、焦化、动力等工序均是要做好为炼铁服务。
在生产组织上,应统一服从炼铁领导。
这样,可以追求炼铁效益的最大化,不追求某个指标的先进性,要实现综合效益的最佳化。
即实现高效化生产、生产成本低、节能减排效果好、劳动效率高等。
高炉要实现统一操作,发扬团结协作精神,实现整体高炉的最佳化生产,不表扬某个工长的个人英雄主义,要提倡整个高炉操作协调统一,保证生产的稳定顺行。
进行红旗高炉的竞赛活动,推进企业炼铁科学技术进步,生产建设的发展。
1, 高炉炼铁是以精料为基础高炉炼铁应当认真贯彻精料方针,这是高炉炼铁的基础.,精料技术水平对高炉炼铁技术指标的影响率在70%,高炉操作为10%,企业现代化管理为10%,设备运行状态为5%,外界因素(动力,原燃料供应,上下工序生产状态等)为5%.。
高炉炼铁生产条件水平决定了生产指标好坏。
高炉工长的操作结果也要由高炉炼铁生产条件水平和工长的操作技能水平来决定。
用科学发展观来认知高炉炼铁的生产规律,要承认高炉炼铁是个有条件生产的工序.。
高炉工长要讲求生产条件,但不唯条件,重在加强企业现代化管理。
生产技术和企业现代化管理是企业行走的两个轮子,要重视两个轮子行走的同步,否则会出现来回摇摆或原地转圈。
精料方针的内容:·高,入炉料含铁品位要高(这是精料技术的核心),入炉矿含铁品位提高1%,炼铁燃料比降低1.5%,产量提高2.5%,渣量减少30kg/t,允许多喷煤15 kg/t。
原燃料转鼓强度要高。
<高炉炼铁工艺设计规范>要求,烧结矿转鼓强度≥71%~78%.焦炭转鼓强度M40≥78%~86%.大高炉对原燃料的质量要求是高于中小高炉。
如宝钢要求焦炭M40为大于88%,M10为小于6.5%,CRI小于26%,CSR大于66%。
高炉BPRT装置节能技术BPRT装置是一种节能环保装置,它是把以往高炉减压阀组白白浪费掉的煤气余压余热能量加以利用,使其通过煤气透平转化为机械能,并将回收的能量直接作为旋转机械能补充在轴系上,避免能量转换的损失,使驱动鼓风机的电机降低电流而节能。
主要科技内容:BPRT机组将煤气透平和高炉鼓风机作为同一系统来设计,使TRT原有的庞大系统简化合并,取消发电机及发配电系统,合并自控系统,润滑油系统,动力油系统等,并将回收的能量直接作为旋转机械能补充在轴系上,避免能量转换的损失,使驱动高炉鼓风机的电机降低电流而节能。
电动机与透平机间用离合器联接,透平转速升到3000r/min时离合器自动啮合,与电机一起驱动轴流压缩机。
当透平机自身有故障时,透平转速降到2900r/min时离合器自动脱开,不影响轴流压缩机向高炉正常送风。
陕鼓集团已将此技术应用于为安阳永兴450m3高炉配套的BPRT机组中,填补了国内外空白,为世界首创。
技术经济指标:TRT回收功率:2465 kW;年回收能量:2465 kW X8000 h=1972 kW h;折合电费:1972 ×0.5元/ kW h=986 万元;透平主体部分投资:610万元;主体设备投资回收期:1年。
这样的测算不含用户高炉生产所取得的经济效益在内。
该同轴机组的研制成功,不仅结束了我国国内没有独立开发同轴机组的历史,填补了国内外空白,同时,在中国较大的冶金行业,回收煤气能量的同轴机组,应用有非常广阔的前景,不仅有效解决了煤气环保问题,同时取得了良好的回收效益。
高炉煤气余压透平发电装置(TRT)是利用高炉炉顶的余压,把煤气导入透平膨胀做功,驱动发电机发电的能量回收装置。
TRT装置可回收高炉鼓风机能量的30%~50%,降低炼铁能耗,同时还能净化煤气,降低管网噪音污染。
随着节能意识的增强,钢铁企业高炉上马TRT项目的热情越来越高,我国自主开发研制TRT设备的技术水平也不断提高。
钢铁产业节能减排的工作重点是在炼铁系统。
由于炼铁系统的能耗占钢铁联合企业总能耗的70%左右。
节能减排的工作思路是:首先要抓好减量化用能,体现出节能要从源头抓起;其次是要进步能源利用效率;第三是进步二次能源回收利用水平。
降低高炉炼铁燃料比就是体现出企业节能工作是要从源头抓起,对企业的节能工作是有着重大意义。
1.降低炼铁燃料比是进步高炉利用系数的正确途径炼铁学理论上是:高炉利用系数=冶炼强度÷燃料比。
也就是说,进步利用系数有两个办法。
一个是进步冶炼强度,另一个是降低燃料比。
我国中小高炉实现高利用系数主要是采用进步冶炼强度的办法。
采用配备大风机,大风量操纵高炉,进行高冶炼强度生产,来实现高利用系数。
这种做法就带来高炉的能耗高,不符合钢铁产业要节能降耗的工作思路,应当予以纠正。
目前大型高炉吨铁所消耗的风量在1200m3以下,宝钢为950m3左右。
而一些小高炉的吨铁风耗是在1400m3左右,甚至有大于1500m3的现象。
燃烧1kg标准煤要2.5m3的风,鼓风机产生1m3风要消耗0.85kg标准煤。
大风量,高冶炼强度操纵的高炉,燃料比就要升高。
所以说小高炉的燃料比要比大高炉高30~50kga。
钢铁产业要实现"十一五"期间GDP能耗要降低20%,主要工作方向就是要在降低炼铁燃料比上下功夫!由于高炉炼铁工序的能耗要占联合企业总能耗的50%左右。
2.高炉炼铁燃料比的现状国际先进水平的炼铁燃料比是在500kg/t以下,领先水平是在450kg/t左右。
2007年我国重点钢铁企业高炉炉炼铁的燃料比为529kg/t,首钢为464kg /t,宝钢为484kg/t,太钢为491kg/t,武钢为488kg/t,鞍钢为500kg/t,最高的企业达到673 kg/t。
这说明,我国已把握了先进的高炉炼铁技术,但是炼铁企业发展不平衡,尚有较大的节能潜力。
高炉炼铁的燃料比是:进炉焦比+喷煤比+小块焦比。
喷煤比是不计算量换比。
新钢公司2500m3高炉降低炼铁工序能耗生产实践作者:高波来源:《科技创新导报》2017年第30期摘要:本文对新钢公司2500m3高炉节能降耗的经验及取得的成就进行了总结。
通过紧紧抓住降低燃料比和加强余能余热回收、充分利用二次能源这两个中心环节,采取原燃料管理,开展技术创新,取消中心加焦,降低消耗、低硅冶炼、采用高风温、开展降低氮气消耗攻关,将降低喷煤氮气消耗作为节气降耗的突破口、降低冲渣水消耗等措施,同时加强能源的二次回收利用,炼铁工序能源消耗逐步降低,降低了生铁成本。
关键词:节能降耗燃料比工序能耗中图分类号:TF538 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)10(c)-0074-02炼铁能源消耗是生产总成本可控制的关键部分,且能耗越高,对环境污染也更大。
据统计,炼铁系统的能源和资源消耗约占钢铁联合企业的70%左右,高炉炼铁工序能耗占总能耗的48%~58%[1],因此,降低炼铁工序能耗是降低生铁成本的有效措施之一。
高炉炼铁工序能耗构成及发展趋势工序能耗是指钢铁生产过程中的某一基本工序中,生产单位产品所消耗的能源总量,是衡量整个工序能耗高低的重要指标[2]。
炼铁工序能耗主要由燃料消耗、能源介质消耗及资源回收利用三部分组成。
燃料消耗包括:焦炭、焦丁、无烟煤、烟煤;能源消耗包括:高炉煤气、氧气、水、蒸汽、氮气等;资源回收包括高炉煤气回收和TRT发电等。
近年来,2500m3高炉通过采取一系列措施,炼铁工序能耗保持降低,具体工序能耗指标见表 1。
1 降低炼铁工序能耗的主要措施炼铁工序能耗中,支出项主要是焦炭和煤粉,回收项主要是高炉煤气和TRT发电。
因此,在炼铁节能和治理污染的源头上都必须紧紧抓住降低燃料比和加强余能余热回收、充分利用二次能源这两个中心环节。
1.1 降低消耗1.1.1 开展技术创新,取消中心加焦,降低消耗近年来,钢铁行业在“循环经济、低碳经济、清洁生产和绿色钢铁”等主题的倡导下,节能减排工作越来越受到重视,对高炉炼铁而言,取消中心加焦的低燃料比冶炼制度,是实施“三低”经济炼铁的重要突破口。
旬jj枝术TECHNOLOGY
CISDI-高效低耗特大型高炉关键技术
针对特大型高炉实现稳定高效低耗所面临的重大技术难题,经过20余年自主创新,首创了4000m3以上特大型高炉高效低耗的工艺理论及设计体系,建立了采用炉腹煤气量指数核心理论指导高效、彳氐耗高炉设计的体系。
包括高炉内型设计、炉型构造、配套系统能力设计等,为特大型高炉取得高效低耗的生产指标提供了设计保障。
▲创建了炉腹煤气量指数的工艺理论;
▲创建了完善的特大型高炉设计体系;
▲自主创新开发了核心装备技术;
▲开发了实现高效低耗的智能控制技术。
▲”高效低耗特大型高炉关键技术及应用”获国家科技进步奖二等奖;
▲形成专著3部、国家标准2部,获得发明专利19件、实用新型专利67件、软件著作权1项,发表论文156篇;
▲该成果已推广到国内外21座4000m3以上特大型高炉,带动全行业节能1570万吨,CO?减排4440万吨,产生了巨大的经济效益和社会效益,引领了我国冶金工业节能减排
和资源集约化利用,促进了中国钢铁技术走向世界。
炼铁技术。
论高炉炼铁节能降耗及资源合理利用技术高永发布时间:2021-10-24T08:28:54.827Z 来源:《基层建设》2021年第20期作者:高永[导读] 摘要:随着社会的日益发展对于各行各业都提出了更高的要求,也带来了更多的挑战。
承德建龙特殊钢有限公司河北承德 067200摘要:随着社会的日益发展对于各行各业都提出了更高的要求,也带来了更多的挑战。
钢铁企业面临不断缩小的利润空间,其发展形势较为严峻。
要想在激烈的竞争之中站稳脚跟,相应企业应当在进行高炉炼铁时采取合理的节能降耗措施,并对原有的高炉炼铁技术进行优化,这样才能够有效拓宽自身的发展空间。
本文就高炉炼铁节能降耗及资源合理利用相关技术的实际操作和优化策略展开了讨论,以期为钢铁行业的发展提供一些帮助。
关键词:高炉炼铁;节能降耗;资源合理利用一、铁焦技术铁焦技术最早出现于日本,发展至今其在实际应用中发挥了一定的作用,但与此同时此项技术发展在目前并未十分成熟。
此项技术主要是使用微黏结霉或非黏结煤等价格更低的结煤作为原料,再生产煤矿资源,并且这些结煤还可以与铁矿粉按照一定的比例混合,在其成为块状后进行干馏处理,从而能够得到三七成比例的铁焦。
最后还需要对其进行二次处理,然后才能得到较好的炼铁效果。
据相关研究和实践表明,此项技术能够使主焦煤和焦的使用量大幅减少,同时也说明了铁焦对于高炉炼铁过程中的反应速率的提高有着十分重要的作用,另外,这也说明了在高炉炼铁中铁焦含量即使达到百分之三十也不会对高炉炼铁质量产生较大的影响[1]。
二、高炉喷吹炼铁技术的具体操作方式(一)高炉喷吹生物质和木炭技术生物质可以算得上是高炉炼铁领域内的一种新型能源,属于有机物的一种。
而对于这种有机物,主要应用于热解行为。
其中,可在碳化温度下,不断减少二氧化碳的排放量。
相关学者在研究中发现,生物质与废塑料多应用于高炉炼铁多个工艺环节中,在这些环节中,企业并不需要使用过多的是人力、物力和财力。
高炉操作节能技术1、科学布料节能怎样解决煤气流和炉料运动之间的矛盾?通过合理的布料制度和送风制度,可以科学地解决煤气流和炉料逆行运动的矛盾,使煤气流分布合理,炉况稳定顺行,实现节焦增产的作用。
高炉炼铁为什么要选择装料制度?选择装料制度的目的就是要达到炉喉径向矿石和焦炭的合理控制,已实现合理的煤气流分布,保持高炉稳定顺行,煤气的能量得到充分利用,达到高炉炼铁高产、节能、长寿的结果。
科学的装料制度可以实现高精度煤气流分布,有较好的节能效果。
怎样评价煤气流分布科学合理?煤气流分布有三种类型:边缘发展型、双峰型和中心发展型。
随着炼铁原燃料质量的改善,高炉操作水平的提高,从控制边缘与中心气流均发展的“双峰”式煤气流分布向边缘煤气CO2含量略高于中心的“平峰”式煤气曲线。
综合煤气中CO2含量从16%~18%发展为18%~22%。
宝钢4000M3级高炉达到23%以上。
如何实现合理布料?使用无料钟炉顶设备可以灵活布料,进行多种形式布料,达到理想效果。
采用环形布料(单环或多环),并要使用溜槽倾角的多角档位数。
小于1000M3高炉一般选用5~7个角位,1000~2000M3高炉一般选用8~10个角位,大于2000M3高炉一般选用10~12个角位。
不同容积的高炉,需要确定不同焦炭平台宽度和厚度,中心漏斗的焦炭量和滚向中心的矿石量。
使用大矿批量上料之后,高炉内的焦批层高要在0.5M左右,宝钢4000M3级高炉焦层厚度在800~1000mm。
料线提高后对布料起到什么作用?料线提高后,炉料堆尖向中心移动,有疏松边缘煤气流的作用。
料线深度与上部炉型、炉料性能等有关,一般为1~2米。
合理煤气流分布时,炉顶温度在什么水平?煤气流分布没有一个固定的模式,随着高炉生产条件的变化和技术进步的需求而要不断调整。
希望边缘煤气CO2含量要高于中心,而且差距较大的“展翅”型煤气分布曲线。
高炉中心煤气温度在500℃以上,边缘要大于100℃。
2、高风温节能风闻升高100℃对高炉炼铁有什么影响?热风温度升高100℃会使风口前理论燃烧温度升高60℃,炉内压差升高5kPa;基础风温在950℃时,可节焦20kg/t,基础风温在1050~1150℃时,可节焦10kg/t。
风温升高100℃,可允许多喷吹煤粉约30kg/t。
用低热值高炉煤气烧炉如何实现高风温?采用蓄热式燃烧技术,将助燃空气和煤气预热到500℃以上,再去烧热风炉,是可以实现1200℃以上的高风温。
如何操作热风炉才能实现高风温?烧炉和送风时热风炉拱顶温度差要控制在100~150℃,可以减少耐高温的硅砖破碎。
希望将热风炉的送风时间控制在1小时内,最好在40分钟左右。
如何提高热风炉的蓄热能力?采用19~30孔格子砖作为蓄热体,可提高热风炉的蓄热能力。
送风系统经受高风温的薄弱环节在那里?热风三叉口和热风短管是送风系统经受高风温的薄弱环节。
3、脱湿鼓风有利于节能脱湿鼓风有哪些作用?鼓风湿分每降低1g/m3,热风温度升高9℃,风口前理论燃烧温度升高5~6℃,允许提高喷煤比1.5~2.0kg/t,可降低焦比0.8kg/t.鼓风湿度降低1%,风口前理论燃烧温度提高45℃左右。
为什么说在没有喷煤条件下,使用高风温进行加湿鼓风有增产节焦的效果?正常生产的高炉风口前理论燃烧温度在2200±50℃,使用高风温而没有喷煤情况下,理论燃烧温度要升高,会使SiO2的还原度增加,导致高炉难行。
进行加湿鼓风,每增湿1 g/m3,风口前理论燃烧温度下降5~6℃。
总体上讲,高风温的作用是大于加湿的作用,风闻升高,使还原过程加快,有利于降低炼铁燃料比。
鼓风每加湿1%,可降低焦比0.9kg/t,增加产量3.2%。
4、低硅铁冶炼低硅铁冶炼的节能效果如何?生铁含Si量降低0.1%,可降低炼铁燃料比4~5kg./t。
降低铁水含Si量的主要措施是什么?(1)降低炼铁燃料比,可减少SiO2的还原量(2)减少SiO2的入炉量:减低焦炭灰分含量和烧结矿中SiO2含量(3)降低风口循环区火焰温度,减少SiO气体生成量(4)控制软熔带的形状和位置,减少SiO气体的反应时间,抑制[Si]的生成(5)炉渣性能优化,降低渣中SiO2的活度。
提高渣中MgO含量,改善炉渣流动性如何降低高炉热量损失?高炉热量损失主要反映在炉体各部分的散热,单位面积散热最多的地方是炉腹和炉腰,约占炉体总散热的50%左右。
调整炉内煤气流分布是控制炉体热负荷最重要的手段。
控制煤气流边缘发展,寻求适宜的中心煤气流分布是高炉操作者的重要任务。
炉体热量主要是通过冷却水来进行疏导。
控制这部分热负荷主要是依靠控制水的热熔比、水的流量和水温差三个方面。
水的热熔比、水流量一般是恒定的,所以控制好水温差是有利于减少高炉热量损失。
5、适宜的冶炼温度节能为什么不提倡高强度冶炼?炼铁学理论和高炉生产实践表明,当冶炼强度低于1.15t/m 3.d 时,提高冶炼强度,会有增产节焦的效果;当冶炼强度大于1.15 t/m 3.d 时,再提高冶炼强度,会有增产、焦比升高的效应。
为什么说降低高炉燃料比可以提高高炉产量?炼铁学理论是:高炉利用系数=冶炼强度÷燃料比。
提高高炉利用系数有两个办法。
一是提高冶炼强度,另一个是降低燃料比。
高冶炼强度会带来什么后果?中小高炉是采取大风机、大风量实现高冶炼强度和高产。
高炉燃烧1kg 煤炭一般要消耗2.5M3的风,而鼓风机产生1M 3的风需要消耗0.85kgce/t 的能量。
太钢、宝钢等大高炉的吨铁风耗一般在950M 3左右,而中小高炉一般要在1200~1300M 3,个别的有达到1500M 3的风耗。
仅从风耗一点上分析,中小高炉就会比大高炉能耗高。
为什么提倡炉腹煤气量指数取代冶炼强度? 高炉生产实际存在着强化冶炼的界限。
从气体力学角度进行分析,高炉过大的风量会出现高炉下部液泛现象和高炉上部炉料的流态化现象。
这表明,高炉炼铁所使用的风量是有限度的。
所以说用冶炼强度衡量高炉生产技术水平是不科学的。
经过专家、学者们的讨论研究,在修改的《高炉炼铁工艺设计规范》中提出了“炉腹煤气量指数”这个概念。
其定义为:单位炉缸断面积上产生的炉腹煤气量。
用下列公式表示:24dV X BGBG π⋅=式中:X BG 为炉腹煤气量指数V BG 为炉腹煤气量,m3/min d 为炉缸直径,m在现有原燃料条件下,操作较好的炉腹煤气量指数在58~66左右,最大极限炉腹煤气指数可暂订在70。
科学提高冶炼强度的手段是什么?采用富氧鼓风和高压操作是科学提高高炉冶炼强度的有效手段。
富氧鼓风对高炉炼铁有什么影响?高炉鼓风富氧率提高1%,增加产量4.26%,风口前理论燃烧温度提高35~45℃,允许多喷吹煤粉10~15kg/t ,降低焦比1%,高炉煤气发热值提高3.4%,炉顶煤气温度下降。
氧气是用电能换来的,过高的富氧,要增加炼铁工序能耗。
为什么提倡用变压吸附制氧设备为高炉供氧?变压吸附制氧每立方米供氧耗电为0.3kwh /m 3,而深冷制氧电耗为0.5kwh /m 3。
为高炉设置专门制氧设备可实现稳定供氧,且氧的浓度在85%以上就可以。
变压吸附制氧设备开停机灵活,投资省,占地少。
提高炉顶煤气压力有什么效果?炉顶煤气压力提高10kPa 高炉可增产约1.9%,焦比约下降4%左右,有利于冶炼低硅铁,提高TRT发电量。
炉顶煤气压力提高后,降低了煤气流速,有利于煤气分布均匀,有利于热风的热量更好地传递给炉料,有利于节能。
1、高炉精料技术入炉矿含铁品位对高炉炼铁技术经济指标的影响有多少?高炉入炉矿含铁品位升高1%,炼铁燃料比下降1.5%,生铁产量升高2.5%,吨铁渣量减少30kg,允许多喷吹煤粉75kg/t。
炼铁炉料的熟料比对炼铁能耗有什么影响?高炉炼铁的熟料是指烧结矿和球团矿。
炼铁入炉料的熟料比提高1%,炼铁燃料比会下降2~3kg/t。
炼铁原燃料转鼓强度变化会对高炉炼铁有什么影响?炼铁原燃料转鼓强度提高,会减少冶炼过程的粉化,有利于煤气流的通过,减少煤气压力损失,促进煤气流分布均匀和稳定,进而有利于热风的能量充分转递给炉料,提高煤气中CO2含量。
炼铁原燃料转鼓强度提高1%,生铁产量会提高1.9%,炼铁燃料比会下降。
炼铁炉料粒度均匀对燃料比有哪些影响?高炉入炉炉料粒度均匀可以减少在高炉内的填充作用,提高炉料的煤气透气性和铁矿石的间接还原率。
将烧结矿12.7~38mm的粒级与6.4~12.7mm粒级进行分级入炉,可降焦比6%,块矿入炉粒级由10~40mm降到6~35mm,可降焦比3%。
提高铁矿石间接还原率有什么好处?高炉炼铁铁矿石进行直接还原是吸热反应,间接还原率是放热反应。
铁矿石间接还原度每升高1%,炼铁的燃料比会下降6~7kg/t。
熟料的金属化率对高炉炼铁的影响是什么?熟料金属化率升高0.1%,高炉入炉焦比下降5%,生铁产量提高5%。
提高铁矿石的还原率对焦比有什么影响?使用多种矿石进行冶炼要进行优化配矿,最大限度地提高混匀矿的还原率,可以节能。
铁矿石还原度提高10%,炼铁焦比可下降8%~9%。
一般烧结矿的还原性在64%~70%。
铁矿石低温还原粉化率对高炉炼铁有哪些影响?铁矿石在炉身部位易粉化,主要是受炉料的压缩和煤气流的冲刷。
如果铁矿石的低温还原粉化率高,就会使炉料出现粉末多,严重堵塞炉料之间的空隙,使煤气的透气性恶化,导致高炉煤气阻力增加,压差升高,高炉难以操作。
煤气利用率下降,煤气分布失衡,炼铁焦比会升高。
高炉炼铁对炉料粒度组成有哪些要求?高炉炼铁要求入炉料小于5mm的粉末所占比例要控制在5%以内,粒度在5~10mm的比例要小于30%。
炼铁入炉粉末减少1%,焦比可下降0.5%,生铁产量会提高0.4%~1.0%。
高炉炼铁对含铁炉料成分波动有哪些要求?高炉炼铁要求含铁炉料成分波动应控制在±5%以内,其稳定率应在95%以上,其碱度波动应控制在±0.05以内,稳定率应在95%以上。
熟料中FeO含量对高炉精料影响有多少?熟料中FeO含量升高1%,炼铁焦比升高1%~1.5%,产量下降1%~1.5%。
烧结矿中FeO含量的合理值应该是多少?烧结矿中含FeO的合理值应在6%~9%;波动范围应控制在±1.5%以内。
高炉入炉料含硫对高炉炼铁有哪些影响?高炉入炉料含硫负荷降低0.1%,会使炼铁燃料比下降3%~6%,生铁产量提高2%。
一般来说,炉料硫的60%~80%来自焦碳及煤粉。
建议每吨生铁原燃料总含硫量控制在4.0kg/t 以下。
炉渣碱度波动对高炉炼铁有哪些影响?炼铁炉渣碱度降低0.1,炼铁焦比会下降2.5%,生铁产量会增加2..5%。
2、炼铁能源高炉炼铁能源来源结构怎样组成?炭素燃烧(焦碳+煤粉)占75%~78%;热风炉提供热量占16%~19%;物料化学反应热占5%左右。