承钢新3号高炉经济煤比生产实践探索

表3 新3号高炉10月份主要技术经济指标
日期
10.4 10.6
利用系数
2.22 2.21
焦比kg/t
387 393
煤比kg/t
146 148
风温℃
1209 1211
煤气利用率%
45.88 44.3
[Si+Ti]%
0.494 0.605
10.8
10.9 10.13
2.34
2.27 2.26
367
374 378
关键词
高炉 生产操作 经济煤比
承钢新3号高炉（2500ｍ３）于2009年8月23日11:30分点火 送风, 28日实现达产目标（当日产铁5489.35吨），用时5 天创下了我厂 2500m3 高炉开炉达产最新纪录，后在 2010 年 9 月 12 日至 21 日因生产需要停炉 8 天，再次开炉以来， 根据原燃料条件，从 2010 年 10 份开始，通过优化原燃料 结构及操作制度，新3号高炉达到了开炉以来钒钛矿冶炼 的最好指标，全月平均利用系数 2.25t/d.m3 ，最高系数 2.47t/d.m3，喷煤比155kg/t，综合焦比501kg/t，其中下旬 综合焦比最好水平在488kg/t。
图3 煤比对高炉透气性指数的影响
2.4 优化操作，低硅冶炼。 高煤比、较低的理论燃烧温度有利于低硅冶炼和降低焦比。 根据承钢生产经验，铁水[Si+Ti]含量下降0.1 %，可降低燃料比5 kg/t 。承钢新 3 号高炉以稳定原燃料质量、稳定煤比、稳定炉况 为目标，优化操作参数，控制铁水温度在1460℃左右，[Si+Ti]含 量保持在0.3-0.5%。 2.5 保持较高的煤焦置换比 生产实践表明，风温、铁水[Si+Ti]含量、，煤气利用率、焦炭 灰分、烧结矿Fe0含量、渣比、煤粉热值等对置换比都有影响。 煤粉在高炉内充分燃烧利用情况下，无烟煤配比提高10%，可提 高置换比0. 03，显著降低燃料比。此外，煤粉水分上升1% ，燃 料比约增加3 kg/t，因此将煤粉水分控制在1%以下[3]。 承钢新3号高炉通过以上技术措施的实施，在较高煤比下达到 了高产低消耗的生产。主要技术经济指标如表3。
高炉气流的调整基本上是以发展中心为主，兼顾两道气 流。如图1所示，料制调整保证了较高的煤气利用率，煤 气利用率的提高又有利于降低高炉热负荷，从而减少了 热量的损失。以新3号高炉现在的软水流量和水温差计算 可知，全炉降低10000kJ热负荷运行生产1天，可以节约焦 炭约33吨。
图1 煤气利用率对高炉热负荷的影响
45.46 45.94 43.31 44.77 43.69 43.04 43.62 43.55 41.78 46.26
[Si+Ti]均值 0.565 0.519 0.565 0.525 0.541 0.512 0.490 0.550 0.621 0.468
1.经济煤比的概念
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，以及炉况 顺行与否等)，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、煤焦置换比和能量消耗利用程度，最终由总燃 料消耗、工序成本来确定[1]。因此，喷煤生产操作中存 在经济喷煤比。
2.新3号高炉操作要点
2.1 高风温、富氧鼓风。 10 月份以来，新 3 号高炉平均风温达到 1210 ℃ , 富氧率 2.98%，有效增加了炉缸热补偿和煤粉燃烧率，为提高 喷煤比创造了条件。通过降低渣比、改善焦炭冷态强 度和热性能、优化上下部调剂制度改善高炉透气性和 透液性，提高大喷煤量的接受能力和炉况稳定性。高 煤比操作的关键限制环节的突破，使新3号高炉创造了 月均煤比154 kg/t和185 kg/t的最高煤比。 2.2改善调整气流分布，确保高炉稳定顺行。
600
550
综合焦比，kg/t
500
450
400
350
300 43 44 45 46 煤气利用率，% 47 48 49
图2 煤气利用率对焦比的影响
此外，高煤比操作时，含矿、焦、未燃煤粉等成分的炉尘 灰损失对经济喷煤也不可忽视。随煤比提高，吨铁除尘灰 增加，煤粉和碳的利用率会下降，高炉透气性会受到影响， 一旦炉况出现波动将增加燃料消耗。灰比上升1 kg/t，约增 加燃料比0.3kg/t。新3号高炉通过强化操作，指标优化，灰 比降至15kg/t水平。 如图3所示，随喷煤量的上升，高炉透气性指数有下降趋 势。所以，为稳定高炉顺行稳产，不能盲目的追求高煤比。 在承钢现有原燃料质量条件下，经生产实践总结得出结论， 新3号高炉维持155-165 kg/t的煤比比较理想。
10.30
2.37
2.48
349
345
143
145
1175
1210
47.41
47.7
0.489
0.41
3.结论
(1)根据承钢新3号高炉长期生产实践，风温、焦炭质量、渣量和 炉况透气性是提高经济煤比操作的主要限制因素。从10月份高炉 的顺行状况看，煤比有进一步提高的空间。主要表现在: ①原燃料质量并非历史最好水平，仍有提高的空间； ②炉内压量关系仍然较宽松； ③除尘灰中C含量变化不大。因此，下一阶段我们将向更高的经 济煤比发起冲击。 (2)承钢新3号高炉喷煤生产实践结果表明，实现经济煤比、低燃 料比操作的有效措施是 : 高风温富氧鼓风；优化上、下部调剂控 制合理的煤气流分布，稳定炉况，降低高炉热负荷，提高煤气利 用率，降低瓦斯灰比；提高焦炭质量和矿石品位，降低渣比；精 心操作和控制炉温，低[Si+Ti]冶炼；采用混煤喷吹，适当增加无 烟煤配比，控制煤粉水分，提高煤粉燃烧率。从降低燃料消耗和 炉况顺行角度出发，目前新3号高炉煤比控制在155-165 kg/t比较 适宜。
高炉大喷煤必须建立在合理煤气流分布的基础上，它是炉况 稳定顺行的保障。由于高炉喷煤量大幅度提高之后，炉腹煤 气量和未燃煤粉也相应增加，且矿、焦比也相应提高，料柱 透气性相对变差，中心不容易吹透，这时只有通过调整煤气 流分布来改善料柱透气性。由于大部分煤粉在靠近风口处燃 烧，使风口循环区发生很大变化[2]。从初始煤气流分布来看， 主要表现为边缘煤气流发展，中心煤气流不足，煤气利用率 降低，炉墙热负荷增加。炉顶十字测温及炉喉缸砖温度等是 反映气流状况的重要参数，煤比和中心气流强弱没有明显关 系。但随着煤比提高，边缘气流有所增强，钢砖温度上升趋 势明显，说明提高煤比，煤气流是趋于发展边缘的。针对煤 比逐步提高后气流分布的变化，承钢新3号高炉料制调整过程 如表2所示。
表2 承钢新3号高炉料制调整
时间 10.1 10.13 10.21 装料制度 ak10(1)9 (2)8(2)7（3）6(3) ak9(1)8(2)7(3)6（4）5(2) ak9(2)8(2)7(3)6（2）5(2) aj10(3)9(3)8(3)7(2)6(2)4(2) aj9(3)8(3)7(3)6(2)5(2)4(2) aj9(3)8(3)7(3)6(2)5(2)4(2) 煤比 141 159 166
承钢新3号高炉经济煤比生产 实践探索
报告人:王立刚
河北钢铁集团承德钢铁公司炼铁厂 2010年11月 长沙
摘 要
对承钢新3号高炉经济喷煤比生产实践进行了总结。操作的主 要措施在于高风温、富氧鼓风、改善透气性，并在此基础上， 通过提高煤气利用率、低[Si+Ti]冶炼、提高煤粉燃烧率等措 施，实现低消耗生产。认为应根据高炉实际原燃料条件，在 追求炉况稳定顺行基础上实行经济喷煤比和低燃料比操作， 新3号高炉煤比控制在155-165kg/t比较适宜。
2.3 提高煤气利用率，降低炉尘吹出量。 实现低燃料比操作，控制炉况稳定和获得合理的煤气流分 布尤为重要，其中通过布料制度调整改善透气性和提高煤 气利用率是非常有效的手段。承钢新3号高炉通过风口面积、 矿批、布料制度等调剂，发展中心气流，并适当控制边缘 气流，以保持炉况稳定顺行和提高煤气利用率。在较高煤 比下，CO利用率达到46%以上。从图2可见，较高的煤气利 用率降低了燃料消耗，从而控制了高煤比下燃料比的升高。 当煤气利用率超过 47% 以后，炉况正常情况下综合焦比在 500 kg/t以下。在承钢高炉条件下，煤气利用提高0.5%，可 降低燃料比3kg/t。
表1 承钢新3#高炉2010年的主要经济技术指标表
新3#高炉 平均日产 利用系数 矿耗 入炉焦比 喷煤比 1月 5231 2.09 1685 392 149 2月 5284 2.11 1691 386 147 3月 4824 1.93 1695 403 140 4月 5084 2.03 1697 387 165 5月 5094 2.04 1741 393 149 6月 5086 2.03 1699 420 148 7月 5153 2.06 1684 387 151 8月 4784 1.91 1730 408 136 9月 4851 1.99 1672 401 131 10月 5623 2.25 1689 342 155
参考文献
[1]车玉满，鞍钢4038 m3高炉最佳煤粉喷吹量初论议[J]， 世界钢铁，2010，（5）：40-42。 [2]马金芳，迁钢2号高炉180kg/t高煤比攻关实践验[J]，炼 铁，2009，28(3)：9-13。 [3] 郁庆瑶，高炉喷吹混煤燃烧率试验研究 [J] ，承钢技术， 1999，(1)：33-36。
谢谢大家！
150
162 159
1214
1213 1222
44.67
45.86 46.39
0.555
0.446 0.456
10.19
10.23 10.25
2.26
2.21 2.54
361
376 336
167
159 129
1211
1227 1211
44.71
48.42 47.16
0.562
0.511 0.462