下载文档原格式
宝钢4号高炉长期低耗生产实践宝钢股份炼铁厂王俊2019-11-07交流主要内容宝钢4号高炉简介1宝钢4号高炉低耗生产实绩2宝钢4号高炉低耗生产管理3体会及生产技术总结4宝钢4号高炉设计炉容为4747m3；2014年9月1日停炉更换炉缸，炉体喷涂造衬；72天后于2014年11月12日点火开炉。
◆四高炉投产后，长期保持顺行：年崩滑料最多3次、无管道（2018年1次冒尖）、无悬料、无大炉况波动，截止到今年10月底，累计顺行1824天。
◆投产5年来：日均产量11000t/d ，平均利用系数超过2.25t/m 3.d ，总焦比309kg/t ，燃料比484kg/t ，工序能耗365kgce/t 。
利用系数总焦比煤比燃料比烧结比球团比工序能耗2015年 2.20297.7184.7482.467.4618.3364.22016年 2.24302.8180.8483.668.6611.1363.92017年 2.22314.8165.1479.955～5728362.72018年 2.28324.9164.4489.355～5728～32367.72019年2.30308.0180.0488783.4364.9崩料滑料管道悬料炉况大波动2015年010002016年010002017年120002018年111002019年01块矿比最高27%投产前两年：◆2015年12月～2017年3月，块矿比例稳定在20%以上，其中块矿比最高至27%。
◆炉况稳定顺行，风压平稳，月均σ≤30。
平均总焦比303.8kg/t，燃料比483.8kg/t，工序能耗364.1kece/t。
球团比最高32%球团粉率高块矿粒级小“二对四”期间（烧结机环保改造，二座烧结机对四座高炉）：◆2017年4月-2018年11月烧结比由72%±下降至55%～57%±，球团最高比例达32%。
（球团粉率高，膨胀指数24～34%,块矿粒级小）◆压差190～205kPa±，综合炉况稳定、风口安全，煤比由182kg/t±降低至162kg/t±，燃料比稳定在484kg/t±，重点将利用系数由2.225提升至2.238t/m3·d，工序能耗由364kgce/t微升至366kgce/t，仍保持相对低耗高产。
武钢5号高炉实习报告一、实习时间200X年X月X日—X月X日二、实习地点武汉钢铁公司炼铁厂五号高炉、毕业设计办公室。
三、实习目的（1）对高炉结构、主要的技术指标及任务措施的认识了解。
大学的最后一个学期，我们在老师的带领下，到武汉钢铁公司炼铁厂五号高炉进行了为期两周的毕业实习。
在实习期间，对其高炉结构、主要的技术指标及任务措施做了全面的了解。
武钢股份有限公司炼铁厂现有六座现代化大型高炉，是我国生铁的重要生产基地之一。
炼铁厂 1958年9月13日建成投产。
经过49年的建设、改造和发展，年生产规模达到1000万吨。
炼铁厂5号高炉是武钢自行投资建成的一座集国内外十余种先进技术于一身的特大型现代化高炉。
有效容积3200m3，32个风口，环形出铁场设有四个铁口，对称两个铁口出铁，另两个铁口检修备用，日产生铁达700 0t以上。
引进卢森堡PW公司的第四代水冷传动齿轮箱并罐式无钟炉顶设备，设计顶压可达0.245MPa。
矩形陶瓷燃烧器内燃式热风炉可稳定地提供1150℃的风温。
5号高炉1991年10月19日点火投产。
投产初期高炉强化冶炼水平不高，技术经济指标较差。
经过广大技术人员及职工的共同努力，高炉冶炼技术不断进步，从1993年开始进入强化冶炼期，生产水平逐年提高，主要技术经济指标达到并超过了国内先进水平。
具体参数见表1。
表1 5号高炉主要技术经济指标项目 1992年 1993年 1994年 1995年 1996年 1997年 19 98年 1999年 2000年 2001年实产生铁，万t 165.9 200.2 213.2 192.2 183.5 233.0 245.2 241.9 245.4 249.7利用系数，t/(m3?d) 1.424 1.718 1.829 1.812 1.572 2.082 2.1 89 2.160 2.185 2.229风量，m3/min 4941 5843 5902 6001 5313 6133 6224 627 4 6283 6285风速，m/s 210 218 221 228 212 232 233 234 236 237透气性，Q/△P 34.08 37.70 38.08 38.22 36.90 39.06 40.42 40.74 42.17 41.08顶压，kPa 152 187 191 188 168 199 207 210 208 204热风温度，℃ 1034 1088 1130 1133 1075 1136 1130 11 25 1102 1104富氧率，% / 0.06 1.09 1.33 1.368 1.213 1.433 1.568 1. 520 1.588入炉焦比，kg/t 491.3 485.9 470.8 477.7 477.0 428.9 412.8 40 5.9 398.7 396.1小焦比，kg/t 9.8 17.4 15.5 16.3 22.6 30.0 32.4 29.7 22.8 26.2煤比，kg/t 31.5 69.4 77.9 82.8 79.5 99.5 108.2 120.0 122.1 123.3综合焦比，kg/t 540.7 545.9 536.8 550.0 547.3 527.6 523.6 52 5.6 514.6 515.6CO利用率，% 40.04 42.08 43.10 42.93 41.33 44.66 44.57 44.25 44.19 44.192 主要技术措施1991年5号高炉投产以后，广大技术人员通过提高精料水平、改进高炉管理和操作方式，提高了高炉利用系数，对炼铁工艺的薄弱环节展开攻关活动，高炉的各项技术经济指标得到了明显的改善，实现了高炉的优质、高产、低耗、长寿。
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。
高炉低硅冶炼生产实践黄少磊摘要从高炉低硅冶炼原理进行研究，，通过对生产指标的对比分析，改善焦炭质量、合理炉料结构、调整操作制度等措施，实现高炉低硅冶炼的生产实践。
关键词高炉低硅冶炼操作制度成本1 前言高炉冶炼过程中，铁水含硅量的控制是评价高炉冶炼技术水平和高炉铁水质量的重要指标。
高炉进行低硅冶炼，可以降低焦比，提高产量，改善生铁的质量，从而改善技术经济指标；铁水硅含量的降低还可以改善铁水流动性，减轻炉前工人劳动强度；转炉使用低硅铁水进行炼钢生产可以减少熔剂和氧气的消耗、减少渣量、缩短吹炼时间，同时还可以改善脱磷的效果。
可见，采用低硅冶炼会给炼铁和炼钢带来很好的经济效益，是企业实现低成本战略的有效途径。
对于不同生产条件和操作炉型的高炉，进行低硅冶炼需要结合实际情况研究分析，最终用于指导生产实践。
二铁高炉有效容积480m3，高炉设计年平均利用系数3.0 t／(m3 d)，其采用PW串罐无钟炉顶、TRT炉顶煤气余压发电、高温顶燃式热风炉、大喷煤等一系列先进、成熟、可靠的炼铁技术与设备。
2 高炉进行低硅冶炼的机理分析在高炉冶炼过程中，高炉铁水中的硅主要来源于焦炭灰分、矿石脉石、煤粉中的二氧化硅，现在高炉炼铁者普遍认为焦炭灰分中的二氧化硅是高炉铁水硅的最主要的来源。
(1)在高炉冶炼过程中，硅(分子式为“Si”)主要是以SiO2形式存在，可是SiO2是非常稳定的化合物，分解压力很小，用CO还原SiO2几乎是不可能的，只能用固体碳部分地还原SiO2，且SiO2还原的还原率仅为5％～10％[1]。
大量研究表明［1］，高炉内硅(Si)还原主要是分两步完成的：第一步是焦炭灰分中的SiO2与碳(C)反应形成SiO蒸气；第二步是随着煤气上升的SiO蒸气被铁珠吸收或吸附在焦炭块上，被铁中[C]和焦炭的C还原成Si。
基本化学反应如下：SiO2+C＝SiO(g)+COSiO+[C]＝[Si]+COSiO+C＝[Si]+CO(2)在高炉冶炼过程中，硅(Si)被还原同时，还存在着[Si]被重新氧化成为(SiO2)的耦合反应，该反应发生在铁滴穿过渣层时和在炉缸贮存的渣铁界面上。
基本化学反应如下：[Si]+2(FeO)＝(SiO2)+2［Fe］[Si]+2(MnO)＝(SiO2)+2[Mn][Si]+2(CaO)+2［S］＝(SiO2)+2(CaS)3 高炉低硅冶炼相关因素分析通过对高炉低硅冶炼的机理分析，可以从控制铁水中硅的来源和铁水中硅的反应生成条件着手考虑，最终达到低硅冶炼目的。
3．1 焦炭对低硅冶炼的影响在高炉冶炼过程中，焦炭灰分中的二氧化硅是高炉铁水硅的最主要的来源，所以对焦炭性能的研究分析有助指导高炉进行低硅冶炼。
在高炉环境中，焦炭灰分中SiO2的活度可以认为是1，即SiO2以自由态存在；炉渣中SiO2的活度只有焦炭中的1／10～1／20［1］。
所以在生产实践中，高炉铁水中硅主要来源于焦炭灰分，焦炭灰分的高低和人炉焦炭数量的多少将直接影响高炉铁水含硅量。
在高炉冶炼条件下，减少焦炭的高温溶损反应、提高焦炭的热强度，有利于加强焦炭本身对灰分中二氧化硅束缚能力，降低灰分中二氧化硅的自由度，同样有利于高炉进行低硅冶炼。
3．2 高喷煤比对低硅冶炼的影响高煤比是当今高炉炼铁技术进步的充分体现。
在喷煤量较大的情况下，随着煤比的提高，人炉焦比逐步降低，每批炉料装人的焦炭量相应减少，随之焦炭带人炉内的灰分也相应减少；其次由于提高喷煤量可以降低风口前理论燃烧温度，从而抑制SiO2的还原和SiO气体的产生；三是虽然煤粉中也带人炉内一定数量的灰分，但是通过生产实践分析认为其灰分中的大部分SiO2首先与渣液中碱性氧化物反应，生成较为稳定的炉渣。
3．3 煤气利用率对低硅冶炼的影响提高煤气利用率、降低综合燃料比，是低硅冶炼的有效途径。
煤气利用率提高之后，必然可以降低高炉综合燃料比，因燃料灰分带人炉内的SiO2会虽之减少；由于煤气利用率提高后，有利于保证充足铁水温度，为生铁及有关元素的还原提供足够的温度条件；在高炉进行低硅冶炼过程中，充足铁水温度是高炉安全运行生产有利保证。
3．4 炉渣二元碱度(CaO／SiO2)对低硅冶炼的影响在保证高炉稳定顺行的基础上，低硅冶炼必须适当提高炉渣碱度。
提高炉渣碱度后，可以提高高炉内软熔带的熔化温度，适当降低软熔带的位置，缩小滴落带的空间范围，缩短液体渣铁在滴落带的滞留时间，减少硅(Si)的还原；二是可以促进[Si]被重新氧化成为(SiO2)的耦合反应；三是有利于提高炉渣的脱硫能力和炉缸的热量贮备等。
所以，在生产实践中有一句“降炉温，提碱度”的俗语说法。
3．5 炉顶压力对低硅冶炼的影响提高顶压操作对低硅冶炼的影响可以从以下方面讨论：一是提高炉顶压力可以降低高炉内煤气流速，增加煤气在炉内停留时间，改善煤气流分布，提高煤气利用率，降低焦比，减少焦炭灰分的人炉量。
二是提高炉顶压力可以抑制SiO2＋C＝SiO气↑＋CO反应的发展，减少SiO气体的产生，降低硅(Si)的还原率。
三是提高炉顶压力可以抑制炉内的焦炭的直接还原，减少高炉高温区域焦炭的反应消耗，巩固焦炭对其灰分中SiO2的束缚，降低SiO2被还原的概率。
四是提高炉顶压力可以加快冶炼进程，减少SiO2在炉内的滞留时间。
4 高炉低硅冶炼的生产过程控制在生产实践中，高炉十分注重对低硅冶炼的过程控制，其目的在于将[Si]控制在最佳范围内，最大限度地减少炉况波动，同时保证铁水质量，确保高炉安全生产运行。
4．1提高精料水平(1)通过优化炼焦配煤技术，逐步扩大炼焦用煤资源，保证焦炭质量稳步提升，为高炉提供了优质焦炭[2]。
(2)进行配矿研究，优化炉料结构。
高炉经过开炉后的生产实践和对人炉原料性能分析认为：自产高碱度烧结矿强度高，还原性好；酸性球团矿形状均匀规则，粉末少，品位高，FeO含量适中，还原性好；进口块矿品位高，人炉后形成渣量少。
因此，从技术和经济角度考虑，高碱度烧结矿＋酸性球团矿＋块矿互相搭配的炉料结构属于最优炉料结构。
4．2调整操作制度4．2．1 调整装料制度以稳定焦炭平台为基础，合理确定矿角环位和布料圈数，将矿批维持在17t左右，根据炉内压量关系确定焦炭负荷，保证边缘和中心区两条煤气流顺畅，适当发展中心煤气流，抑制边缘气流，提高煤气利用率，为降低人炉焦比、进行低硅冶炼创造了良好条件。
高炉目前基本布料矩阵如下：布料顺序根据高炉的炉型发展状况，利用定修、年修机会适当调整风口面积和风口布局，稳定下部气流，保证上、下部制度的优化匹配。
并通过稳定风温、实现富氧等，保证喷煤比稳定提高。
(1)合理富氧。
根据其他单位高炉富氧喷煤实践，当鼓风中氧过剩时，煤粉在风口前的燃烧率可达70％以上。
根据实践情况，高炉的富氧率控制在2.0％左右。
(2)制定合理的烧炉制度，保证合理风温使用水平，风温达到1150℃以上，基本能够满足煤粉在炉内的预热、脱气、热分解等需要的热量补偿。
4．2．3 调整造渣制度根据原燃料情况及炉前渣铁样分析，合理确定R计。
由于人炉原料中，TiO2和A12O3含量相对偏高，适当控制渣中的TiO2、A12O3和MgO含量，保证渣铁流动性和炉况稳定顺行，为高炉进行低硅冶炼创造条件。
4．2．4调整热制度在保证炉况稳顺的前提下，根据炉况及时调整煤量、风温、富氧等，必要时调整焦碳负荷，确保炉缸热量充沛，控制合理的[Si]，控制好铁水温度在1430℃以上，保证热量收支基本平衡和高炉安全生产运行。
高炉2010年铁水温度情况见表：4．3 适应气流变化的压差控制及顶压调整高炉建成投产以后，高炉压差长期控制在<130 kpa。
对于的炼铁工作者来讲，由于受原料质量限制，一直对立地看待压差与顺行的关系，通过提高顶压至130kpa，加强原燃料筛分管理等措施等降低压差，为保证炉况顺行、进行低硅冶炼创造了条件。
在高炉的实际操作中，当炉内气流发生较大变化或炉内的压量关系紧张且不匹配时，可以在减风的同时适当短时间调整顶压，控制合理压差，确保尽快消除由于气流变化对炉况带来的不良影响，当炉内气流稳定、压量关系正常后，必须维持130kpa的正常顶压操作，压差控制在130kpa以下。
由于高炉是高压密闭容器，在高炉进行低硅冶炼过程中，煤比提高后炉内煤气发生量增多，所以在实际调整高炉顶压和压差的过程中，必然会产生“活塞效应”，极易造成炉内气流变化、炉体渣皮的不稳定、甚至大面积的渣皮脱落等，给高炉安全生产带来一定的隐患。
4．4 在高炉当前生产情况下-加强炉前出铁组织，及时排净炉内渣铁，减少渣铁在炉内的积存时间是进行低硅冶炼的有利保证。
在保证铁口安全的前提下，每天按照出铁不少于18炉次进行炉前出铁组织。
炉前对每日出铁情况做全面总结，对连续亏铁、铁口浅、烧铁口等要有详细的原因分析，找出症结所在，进行有针对性的指导工作，杜绝因确认不到位造成丢炉事故。
5 结语高炉通过改善焦炭质量、优化炉料结构、调整操作制度等多种措施进行低硅冶炼，保证人炉焦比稳步降低，极大地推进了高炉整体技术进步，实现了技术与经济的双赢目标。
(1)提高焦炭质量、降低人炉焦比、降低焦炭灰分和反应性能、增加焦炭强度是高炉实现低硅冶炼的物质基础。
(2)优化炉料结构、调整操作制度、实现富氧喷煤是进行低硅冶炼的技术保证。
(3)提高炉顶压力，有利于降低焦比、提高煤气利用率，是实现低硅冶炼的有效途径。
(4)维持炉况稳定顺行，保证充足的铁水温度，是高炉进行低硅冶炼的安全保证。
(5)高炉通过进行低硅冶炼，取得了良好的经济效益。
以铁水中硅含量0．40％为参考基准，按照[si]每降低0．1 ％降低焦比4 kg／t，折合焦炭人炉价格1600元，2010年分别年生产铁水1080000吨，可折合降低成本约691万元，经济效益显著。
二铁厂：黄少磊2012年11月28日。
