采用公道的装料制度和送风制度,能够解决煤气流和炉料逆向运动之间的矛盾,煤气流分布均匀公道,会促进高炉生产顺行,有降低燃料比的效果。
采用无料钟炉顶装料设备,可以实现多种形式的布料。小于1000m3高炉的流槽倾角档位数选用5~7个档位;1000m3左右高炉选用8~10个档位;大于2000m3级高炉选用10~12个档位:终极使炉喉煤气曲线形成边沿CO2含量略高于中心的"平峰"式曲线。综合煤气CO2含量是小于1000m3高炉为16%~20%,1000m3左右高炉CO2含量在18%~21%,大寸:2000m3高炉CO2含量在22%~24%。
采用大批重上料,可以稳定上部煤气流。我们希看焦批的层厚要大于0.5m,宝钢4000m3级高炉焦批大,层厚在800~1000mm。在生产过程中调整焦炭负荷时,最好稳定焦批,调整矿批。以使焦炭层相对稳定,有"透气窗"作用,高炉内煤气流也稳定。 当料线进步时,炉料堆尖会向中心移动,有疏松边沿煤气的作用。一般料线选择为1~2m。
高炉煤气流是进行三次分布:从风口送风是对煤气流的第一次分布,采用调整风口径和风口长度来实现。我们希看风速要高,小高炉要大于100m/s,大高炉是在180~220m/s。以保证风能够吹透炉缸中心。高炉内煤气流二次分布是在软熔带。软熔带是呈倒V型,宽窄是受风温顺矿石的冶金性能等方面所决定的。我们希看矿石的软熔温度要高,区间要窄,减少软熔带时煤气的阻力;还希看初渣和初铁的粘度低,活动性,滴落性能好,初成渣含FeO要低是保证高炉顺序的条件。软熔带以上的炉料是对大煤气流的第三次分布。这全要是通过炉顶科学布料来实施的。为进步料柱的中心部位煤气流顺畅,大型高炉均采用中心加小块焦的手段。近年来,为进步烧结矿的透气性和还原性,将小块焦与烧结矿进行混装,有好的节焦效果。
高炉操纵的原则之一是要实现煤气在边沿和中心存在"两道煤气流"。高炉煤气曲线呈"展翅"或"喇叭花"型。
(2)低硅铁冶炼
高炉冶炼低硅铁有较好的经济效益。生铁含Si降低0.1%,可降低炼铁焦比4-5kg/t,生铁产量进步。同进减少了炼钢脱Si的工作量。
高炉冶炼低硅铁的条件是原燃烧质量要稳定,选择适宜的炉渣碱度(减少在炉温波动时出现短渣现象,)波动范围要窄,生产设备运行状态良好,高炉处于稳定顺行状态。假如外界条件不稳定,易造成低硅铁冶炼高炉的炉缸冻结,后果严重。高炉操纵采取降低风口前理论燃烧温度,铁水的物理热要充沛(温度在1450℃左右),而化学热低,含Si在0.3%~0.4%。
新日铁名古屋1号高炉曾创造出生铁含Si达到0.12%的世界最优水平,攀钢也创造出年生铁含Si量达0.14%的先进水平,宝钢3号高炉(4350m3)年生铁含Si量达到0.31%,上钢一厂2500m3高炉达到0.37%,鞍钢10号、12号高炉达到0.41%,新兴铸管460m3高炉达到0.30%,唐钢400m3高炉达到0.41%。
(3)高压操纵技术
高炉炉项煤气压力大于0.03mpa时,即称为高压。炉顶煤气压力进步10kpa,高炉可增产1.9%,焦比约下降3%,有利于冶炼低硅铁。随着顶压的进步,增产的效果会递减。进步顶压之后,高炉的明显反应是促进高炉顺行,波动减少,使铁矿石进行间接还原是向有利方向发展。高压操纵是有利于CO向CO,方向反应,进而有节焦效果。高压后炉内煤气流的流速会降低,有利于热风中的热量向炉料传递,炉尘的吹出量也降低,可有效地进步TRT的发电量。
高炉炉顶煤气压力大于120kpa时,均应配备TRT装置,而不是按炉容大小来判定。TRT可回收高炉鼓风动能的30%,采用煤气干法除尘时,还可进步发电量30%。一般煤气湿法除尘的TRT发电量可达到36kwh/t以上。 近年来,我国高炉炉顶煤气压力得到不断进步,产生了较好的经济效益。我国不同容积高炉炉顶煤气压力见表2。
表2 不同容积高炉炉顶煤气压力情况
炉容m3 宝钢 鞍钢 首钢 首钢 柳钢 柳钢 杭钢 柳钢
4350 3200 2536 1726 1080 750 422 380
顶压,KPa 234 232 196 180 181 148 134 112
(4)降低高炉热量损失
高炉内热负荷最大的部位是炉腹和炉腰,分别占高炉总热负荷的20%~30%和15%~25%。减少这部分热量损失的办法是要保持高炉生产顺行,避免炉内耐火砖或冷却壁的渣皮脱落;选择好隔热和导热性能优化的耐火砖,以及冷却系统的冷却温度进行优化控制。高炉操纵抑制煤边沿气流过份发展,可以有效地减少高炉的热损失。控制冷却水的流量和水温差,就是对炉体热负荷实行有效控制,对炉体砖衬的维护具有极其重要作用,同时也关系到高炉的寿命,还可避免高炉结瘤。
现代化大型高炉要建立科学的高炉热负荷监管制度,主要是冷却系统的水流量和水温差。可以对收集的上白个数据及时进行分析、判定,把握高炉内公道炉型的变化,给高炉工长们提供正确的信息,以利及时进行调整。这样做不但有利于降低燃料比,而更重要的是确保高炉生产稳定顺行,这也是精细化操纵高炉的重要内容。
4.降低炼铁燃料比是一个系统工程
影响炼铁燃料比的因素有数百个,但回纳起来是在三个方面:一是企业治理水平;二是炼铁技术升级和结构优化;三是量大而广的单项先进技术、工艺、装备等。这三个方面是有相互关联的作用。炼铁企业要用系统工程的思路来研究、实施本单位降级燃料比的工作。
4.1治理现代化可实现降低燃料比
炼铁企业治理层面上的内容有,要有专门职能部分来管,主要负责人要从技术上的明白人向专家型方向发展。企业内仪器仪表、计量用具配备要齐全。其配备率、完好率、周检率要在95%以上。确保数据的真实、及时、稳定、科学、可靠。这是保证炼铁企业耗能的家底要清楚、正确。要建立企业内能源消耗的治理制度,实施定额治理办法,建立企业内的赏罚制度。调动全体员工降低燃料比的积极性、主动性和创造性。对于企业治理者,要制订企业的降燃料比发展规划,有目标,有措施,有期限地组织实施,进步治理水平,可有节约企业总用能5%的效果。
4.2对产技术、工艺、装备进行优化
要积极采用先进的生产技术、工艺、装备,淘汰落后设备。高炉炉料结构优化工作的重点是要进步球团矿配比,适当增加高品位自然块矿。不但可有效地进步进炉矿含铁品位,而且可以减少炼铁系统的工序能耗(炼结工序能耗56kgce/t,球团工序能耗为30kgce/t)。
高炉喷煤是炼铁系统结构优化的中心环节,要努力进步喷煤比,不但有钢铁企业优化用能结构的效果,而且还可大幅度降低炼铁生产本钱(目前焦炭价格要比煤粉高出1000元/吨以上),还可减少炼焦过程对环境的污染。
4.3单项技术
炼结、球团、焦比、高炉炼铁工序均有大量的节能技术,钢铁企业要做大量细致的工作。要结合本企业的实际情况,分析出每个单项技术对本企业适用的条件和经济效果,分批分阶段地组织实施。