宝钢大型高炉操作管理技术朱仁良

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4、长寿、安全、环保
炼铁系统在节能方面采用节能技术: 原料单元有匀矿智能化堆积和料场喷洒凝固剂等技术; 烧结单元有厚料层、热风烧结、烧结余热回收等技术; 炼焦单元有干法熄焦(CDQ)、焦炉自动加热控制等技
术; 高炉单元有高炉炉顶余压发电(TRT)、热风炉余热回
收、高风温和低湿分、富氧大喷煤和低硅冶炼等技术。
• 以稳定高炉生产为目标,推进炼铁系统 技术的进步,实现高产稳产
• 不断降低消耗、降低成本,并实现高炉 的长寿
一、大型高炉生产要达到的目的 2、铁水成分稳定,铁水质量稳定
通过改善原燃料质量、调整操业参数 、优化煤气流分布和合理的造渣制度等措 施
• 渣铁分离好
• 铁水温度高
• 铁水含硅含硫稳定
一、大型高炉生产要达到的目的
3、成本最优化
• 调整高炉用料结构,降低原料成本
• 确保焦炭质量前提下,多配非炼焦煤,降低 焦炭成本
• 控制热损失,减少吨铁折旧
• 优化高炉操作参数,获得高的煤气利用率, 不断降低燃料比和工序能耗
二、大型高炉操作管理出发点
1、以高炉为中心,协调烧结、炼焦,形 成整体最优
• 以高炉为中心组织生产,从工序服从的原则 出发,即原料、烧结、炼焦皆要服从高炉生 产的需求,为高炉稳定顺行服务
3
4
5
6
7
中心
第二阶段
第三阶段
8
9
边缘
第四阶段
三、大型高炉操作管理技术-操业技术
2、喷煤、高风温、稳定湿份
大型高炉喷煤条件:
1)需要有较高热强度、较低热反应性的 焦炭,确保焦炭在高温区域起到骨架作 用,宝钢焦炭的控制值为CSR≥66%、 CRI≤26%
2)需要有较低的渣比
3)需要有较高的风温
三、大型高炉操作管理技术-操业技术
• 大型高炉对原燃料有更高的要求
• 经高炉炼铁工作者通过长期的生产实践用“七分原料三 分操作”,“四分原料三分设备三分操作”来说明精料 对高炉生产的决定性的影响,并提出“高、熟、净、小 、匀、稳、熔”7字精料内容
• 精料内容:高炉炼铁的渣量要小于300kg/t;成分稳定、 粒度均匀;冶金性能良好;炉料结构合理
S TART
y es
原燃料有 无变化
y es
炉况操业 有无变化
NO
NO
对 FR 影
响 >4×8
NO
y es
崩滑料 or 管理
NO
有无 低 料线大
y es
生铁 PT(Si) 变化大
NO
NO 渣铁出净
y es
原 Action 能补正
N
Y 看情况 看情况
ηco 变化 大
y es
NO NO
料速 快慢
y es
三、大型高炉操作管理技术-原燃料管理
大型高炉精料的部分要求水平



净(<5mm)%
指标
品位(渣 量) /kg/t
熟料比 (%)
烧结矿R
全铁波 动
(%)
SiO2变 化(%)
碱度变 化
精块矿 (mm)
球团矿 (mm)
烧结 矿 (mm )
焦炭 (mm)
入炉 入炉 矿石 焦炭
宝钢 250 90 1.75 <0.2
34
31
28
25
Δ MS=入炉焦-取样焦(mm)
22
100
125
150
175
200
225
250
PCR, Kg/t
三、大型高炉操作管理技术-原燃料管理
3)焦炭质量与喷煤比的关系
220.00 210.00 200.00 190.00 180.00 170.00 160.00 150.00
67
220.00 210.00 200.00 190.00 180.00 170.00 160.00 150.00
4、炉温控制
炉温管理是高炉操业中最基本的管理内容,主要内容有:
1)确认原燃料成分变化,判断对炉温的影响程度和时间, 相应调整热量水平
2)跟踪料速和ηco的变化,调整风温、湿份、喷煤量,使 得燃料比和较正焦比稳定在料速和ηco相适应的水平
3)检查所采取的动作量方向和调剂量是否正确与适当,其 效果是否与操作者的主观愿望一致,必要时适当地进行 修正
煤筛下粉
-炼焦用
杂矿
氧化铁皮





除尘焦粉
资 源
炉 操
高炉一次灰
回 收

作 管
合 利 高炉瓦斯泥 用
Βιβλιοθήκη Baidu
理 出


钢渣
二、大型高炉操作管理出发点
3、与后道工序配合,具有一定的灵活性,但 不宜作为产能调节器
• 低硅低硫铁水可以降低炼钢渣量,可以减少钢 包炉衬熔蚀,提高铁的收得率,缩短冶炼时间
• 配合炼钢开发新钢种、冶炼纯净钢、提高转炉 生产能力、降低生产成本
<0.04 8~25
6~50 25~70 <5
日本 250~350 87.1 >1.5 <0.2 <0.3 <0.03 8~25 6~15 6~50 25~70 <5 <3
前苏联 250~400 100 >1.25 <0.2 <0.3 <0.03
6~15 10~30 25~60 <5 <2.5
德国 300~400 84.3 1.4~2.0
2、喷煤、高风温、稳定湿份
4)需要有一定的富氧率,即2~4%
5)需要有稳定的设备运行状态以保证煤粉喷吹 量的稳定
6)需要有煤气流分布合理,稳定顺行的炉况条 件,高炉才能接受大喷煤量
7)需要有合理的煤种和实施配煤喷吹,以提高 喷吹效果
三、大型高炉操作管理技术-操业技术
2、喷煤、高风温、稳定湿份
随着高炉喷煤比的提高,高炉不断提高送风温度、稳 定湿份,如稳定在1250℃和12g/m3,这两项指标与全 焦冶炼相比,可使入炉焦比下降35kg/t
大型高炉操作管理技术
宝钢股份炼铁厂 2011年8月8日
内容提要
一、大型高炉生产要达到的目的 二、大型高炉操作管理的出发点 三、大型高炉操作管理技术
1、操业技术 2、原燃料管理 3、作业管理
一、大型高炉生产要达到的目的
1、高效,产能充分发挥,稳产高产
• 大型高炉炼铁技术的发展必须首先确保 高炉持续稳定,充分发挥产能优势
4、长寿、安全、环保
• 实现钢铁生产过程的节能减排,以最低的消耗和 最小排放完成钢铁产品的生产过程,在整个生产 过程中,所有资源都能得到充分利用,包括自身 产生的副产品将最大限度地进入再循环,或者在 钢铁生产过程中得到再利用,或者转化其产品形 态,作为其它用途为社会所利用,进入新的使用 循环。
二、大型高炉操作管理出发点
三、大型高炉操作管理技术-操业技术
3、炉型管理,上、中、下部调节
下部调剂:风口回旋区是煤气流分布的起点,对气流二 、三次分布起主导作用。根据冶炼强度和炉型,确定 合理风口面积,维持较高风速,确保吹透中心,控制 适宜的鼓风动能,大型高炉确保一定的送风比,才能 实现合理下部操作制度
三、大型高炉操作管理技术-操业技术
10.50
煤比与CSR关系
煤比与M10关系
220.00
210.00
200.00
190.00
180.00
170.00
160.00
150.00
68
69
70
71
72
73
74
• 高炉产能保持稳定,不宜作为产能调节器
二、大型高炉操作管理出发点
4、长寿、安全、环保
• 大型高炉配备设备更为系统化、装备水平 高、一次性投资大,从设计施工到操作维 护要始终贯彻长寿的工作方针
• 高炉长寿是高炉竞争力的重要体现
• 在推行低碳经济的大环境下,高炉大型化 是发展的趋势
二、大型高炉操作管理出发点
三、大型高炉操作管理技术-操业技术
1、煤气流控制
在炉顶布料上采用确保边缘焦层有一定宽度 (平台)和中心漏斗的深度以及合适的边缘矿 焦比的布料制度,是边缘、中心、中间带的气 流比率相对稳定,焦炭在边缘形成一定宽度的 平台,避免料面边缘产生混合层、软熔带根部 位置过低,确保中心气流稳定。
三、大型高炉操作管理技术-操业技术
D
Do:工作实施
C
Check:及时检查,总结经验
A
Action:落实改进措施
技术 管理
二、大型高炉操作管理出发点
2、为公司创造低成本优质铁水,回收利 用全部含Fe含C物料,实现综合利用
• 综合利用是环保的重要措施 • 利用厂区产生的钢渣、高炉二次灰(VS灰)
、CDQ粉、炼钢产生的OG泥等22个品种 • 减少了环境污染,降低了用料成本
高炉入炉渣量,kg/t
380
y = 49.76x + 34.10
360
R²= 0.924
340
320
300
280
260
240 4
4.4 4.8 5.2 5.6 6 6.4 6.8 烧 结 矿 SiO含 量,%
三、大型高炉操作管理技术-原燃料管理
2)不同喷煤比对焦炭平均粒度影响
40
37
Δ MS mm
上部调剂:煤气流二、三次 分布受布料制度制约。根据 主要操业参数,综合判断煤 气流分布及状况,通过布料 档位、料线、批重等制定布 料制度,进行煤气流调剂, 达到合理气流分布
三、大型高炉操作管理技术-操业技术
3、炉型管理,上、中、下部调节
中部与冷却制度相匹 配,实现根部位置较低和 形状近似“倒V”的稳定 软融带分布,从而保持高 炉整体温度场下降,并保 持相对稳定,可有效维护 高炉合理操作炉型。
1、煤气流分布的控制
合理煤气流分布 (1)炉顶煤气温度的波幅与圆周差值合理; (2)CO2曲线和十字测温的温度曲线合理; (3)顶压、风压、压差、透气性指数稳定在合理水平; (4)料尺工作正常; (5)炉缸物理热充沛; (6)炉顶温度稳定在合理和正常范围 (7)高炉各部位温度正常
……
三、大型高炉操作管理技术-操业技术
三、大型高炉操作管理技术-操业技术
1、煤气流分布的控制
• 合理煤气流分布是炉况稳定顺行的基础,高炉通过上下部调节 达到炉内煤气流的合理分布,以保证高炉的稳定顺行和能量的 最佳利用。
• 布料制度要点:
根据炉喉直径和料流宽度,确定档位分布及其角度 根据料流轨迹和落点位置,确定料线深度和档位 根据批重和炉喉直径,确定布料圈数 根据合理料面形状,确定布料档位 根据料层厚度(炉腰焦层>200),确定批重 根据料线和档位关系,确定Level水平
<0.03 8~25
6~50 25~70 <5
美国
92
6~15 6~38
法国
91.5
8~25 6~15 6~40
<7
三、大型高炉操作管理技术-原燃料管理
2、不同产能指标与原燃料相关性
• 原燃料条件相对好的情况下,高炉稳定性较好,操作 制度的范围相对较宽
• 原燃料质量的劣化,高炉操作技术要求更高,而且更 加精细
举例:高炉十字测温不同阶段变化图,高炉投产以来大致可以分为4个阶 段:第一阶段是边缘较重,导致炉墙结厚;第二阶段是低产、低喷煤比, 炉墙结厚仍时有发生;第三阶段解决了炉墙结厚,属于高产、低喷煤比 时期;第四阶段是高产、大喷煤稳定期。
℃ 800
700
600
500
400
300
200
100
0
1
2
边缘
第一阶段
• 操作制度合理且匹配,可以适应较宽的原燃料条件 • 在不同原燃料条件下,应该达到与之相对应的经济技
术指标
三、大型高炉操作管理技术-原燃料管理
3、粒度、成分、强度
1)低硅烧结技术:在烧结不 断增加褐铁矿配比和不断提 高生产率的情况下,始终保持 烧结矿品位、强度、碱度、 粉率等一些主要质量指标的 稳定,如转鼓强度(TI值) 要高于75%,烧结矿SiO2含 量在4.7%±来满足高炉高煤 比、高生产率的要求
• 要保证稳定顺行的操作原则的具体落实,推 行作业长制、标准化作业、点检定修制、自 主管理、计划值等现代化管理制度,减少非 计划休风
二、大型高炉操作管理出发点
1、以高炉稳定为中心,协调烧结、炼焦,形成流程最优
要推行好现代化管理制度,提高控制精度
贯彻PDCA+认真的工作方法
P
Plan:制定详细的实施计划
三、大型高炉操作管理技术-操业技术
4、炉温控制
4)对冷却系统的设备注意检查,并结合对炉顶H2含量变化 来判断冷却设备是否破损漏水,一旦发现漏水,要预计 对炉温的影响程度补充热量
5)在有崩滑料、悬料、低料线、管道行程等特殊炉况时, 按操业标准调整热量水平
6)遇到休风时,应尽可能早地做好热量水平的调整,防止 无准备休风引起炉凉
通过改善煤气流分布来提高煤气利用率,在富氧大喷 煤条件下,呈现出随着煤比提高煤气利用率也提高的 趋势
合理搭配煤种、控制混合煤成分和提高煤粉利用率, 使高炉在提高喷煤比的过程中,煤焦置换比达到0.8以 上
三、大型高炉操作管理技术-操业技术
3、炉型管理,上、中、下部调节
下部调剂是基础,上、中、 下部调剂相结合
判别炉 温发 展 趋 势 方向
决定调剂手段 和Action 量
透气性变 化大
看情况 NO
按透 气 性 管理 标准进行处理
看情况
Action量 修 正 和效 果 验 证
EN D
炉热水平管理流程图
三 、 大 型 高 炉 操 作 管 理 技 术 -
操 业 技 术
三、大型高炉操作管理技术-原燃料管理
1、原燃料稳定性
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