论文部分内容阅读
摘 要：对提高6#高炉炉顶压力的冶炼实践进行了总结，通过精心操作，优化上、下部调剂，改善煤气利用，加强对设备的点巡检等基础工作，切实减少高炉入炉粉末等措施，使2013年平均炉顶压力提高至0.185 Mpa，取得了炼铁成本有效降低的良好效果。
关键词：高炉;炉顶压力;高炉操作;低成本
前言
高压操作的思想早在1871年就为法国冶金学家贝塞麦所提出，1950年以后，高压操作技术在世界范围内得到了广泛应用。我国高炉提高炉顶压力操作起步较晚始于50年代中后期，为鞍钢9号高炉，炉顶压力为0.06～0.08MPa。紧接着国内新建大高炉全部采用高压操作，炉顶压力达到0.1～0.15MPa。70年代后新建的大中型高炉，特别是宝钢巨型高炉炉顶压力达到0.2～0.25MPa，跃居世界先进行列。高炉高压操作是实现高炉高效化的重要手段，有利于高炉顺行、低硅冶炼、提高煤气利用效率、增加产量及提高TRT发电效率等。
1.6#高炉炉顶压力现状与行业水平对比分析
近年以来，6#高炉炉顶压力工艺技术潜力未充分发挥，顶压徘徊在全国同类型高炉中下游水平，对高炉生产指标的制约作用越来越明显。6#高炉炉顶设计压力为0.2MPa，高炉装备水平处于全国中游水平，设备上完全可以满足提高顶压的要求，但高炉炉顶操作压力和全国平均水平差距较大，与设计值也有较大距离。2011年平均仅为0.158Mpa，2012年较2011年有巨大进步，达到了0.170Mpa，但和全国平均水平相差仍然较大。2012年从全国30座同类型高炉统计数据分析，平均顶压达到0.175MPa，其中最高的顶压达到0.210MPa;最低为仅为0.134MPa。随着操作技术的进步，炉况顺行度的改善，使继续提高顶压成为必然。
2.制约提高6#高炉顶压的影响因素
①炉况顺行欠佳。长期以来炉况波动时有发生，甚至发生炉况失常，高炉操作不能进一步强化，操作参数波动较大，制约了顶压提高;②设备维护保养水平低下。炉顶设备、送风系统漏风、跑气等影响顶压提高;③节能意识有待加强。对成本的认识不足，缺乏系统的眼光，没有充分发挥出TRT设备的潜力，节能缺乏系统的思想;④外围不利因素的影响。受上游系统的影响，高炉频繁休、复风，休风率居高不下使顶压平均水平受到影响。
3.主要采取的措施
3.1 减少粉末入炉，改善料柱透气性，为提高顶压创造条件
粉末对高炉料柱的透气性影响极大，关系到高炉顺行和顶压水平的高低。工艺上做到了每日检测筛分粒度组成，按照粒度组成及时更换筛网，确保炉料粒度组成满足高炉要求。料仓料位低，上料时会增加炉料的下降落差，造成不必要的炉料破碎。为此建立料仓最低料位报警机制，料位低时向原料反映，及时上料。同时加大筛分设备的清理频次，确保筛分后的原料含粉率<5%。严格控制筛分速度，在保证供料的同时做到筛分效果最好。针对外购焦炭粉末多、水分重的特点，规定每两小时清理一次焦丁筛，避免结筛现象，确保筛分效率，防止大量焦粉入炉。
3.2 优化上下部调剂，确保炉况顺行，减少高炉工艺休风
3.2.1 面对外购焦使用比例大幅增加，通过优化高炉调剂，保证了炉况顺行。选择合理的装料制度，保证煤气流分布适应原燃料劣化的需要。渣量上升后，料柱透气性变差，上部装料制度既要“突出中心，又要兼顾边缘”。
3.2.2 加长风口小套尺寸，缩小风口面积，确定合理的送风参数。要保证高炉的实际风速和鼓风动能，确保中心气流及炉缸活跃度。风量2720m3/min→2600m3/min，风口面积由0.2044m2→0.1936m2，风口长度由470mm→490mm，实际风速由275m/s→286m/s。保证了高炉的实际风速和鼓风动能，确保中心气流及炉缸活跃度。
3.3 提高设备质量和加强设备的维护工作，减小设备漏风率和磨损率
高压高炉对高炉结构和附属设备提出了一系列要求。从送风系统到高炉本体和炉顶装料设备以及高压调节阀组前的煤气除尘系统，都要有能承受高压的强度和足够的气密性。顶压水平愈高，要求愈严。高压含尘煤气具有很强的磨蚀力，只要设备稍有漏气就会迅速扩大，影响正常生产。这种破坏作用对炉顶装料设备尤为突出，要求它必须使用优良的材质且具有高密封性。
3.4 强化高炉余压发电TRT设备的改造与维护，普及高炉节能意识
制定了风、水、气、电的节能方案，并加以定期检查、考核。高炉煤气采用重力除尘加干法布袋除尘后接TRT发电的先进方式，这样不仅可以避免湿法除尘工艺高耗水和废水污染等问题，而且还能够尽量利用煤气中所带的热量来提高发电能力。
4.效果
经过全面系统、细致的工作，实现了6#高炉炉顶操作压力稳步提高，高炉生产技术指标全面进步。炼铁成本在原燃料质量不断劣化的条件下，燃料比稳中有降，高炉生产指标全面进步。
表3 2013年与2012年部分经济技术指标对比
项目
顶压
入炉品位
入炉焦比
煤比
燃料比
风温
坐料
MPa
%
kg/t
kg/t
kg/t
℃
次
2012
0.170
55.23
422
144
566
1167
18
2013
0.185
54.05
417
140
557
1170
7
直接经济效益显著，年降本增效达478万元。以炉顶压力提高0.01 Mpa，可降低焦比0.5%，产生效益250.7元。炉顶压力提高0.01 Mpa，可增加TRT发电量10%，高炉一年增加发电量400万kwh，按TRT供电价格0.57元/kwh计算可增效：228万元。
5.结语
（1）6#高炉平均炉顶压力有效提高至0.185 Mpa，较2012年提高了0.015MPa，生产指标全面进步，达到了降本增效的目的。
（2）提高顶压后，降低了炉内煤气流速，提高煤气利用效率及煤粉燃烧效率，降低焦比。据统计炉顶煤气CO2含量增加1%，可降低燃料比20kg/t。
（3）提高顶压使料柱压力损失减小，高炉顺行度提高，增加产量。实践表明，每提高顶压0.01MPa，增产率为1.1±0.2%。
（4）提高顶压有利于低硅冶炼，提高TRT发电效率，节能效果显著。
关键词：高炉;炉顶压力;高炉操作;低成本
前言
高压操作的思想早在1871年就为法国冶金学家贝塞麦所提出，1950年以后，高压操作技术在世界范围内得到了广泛应用。我国高炉提高炉顶压力操作起步较晚始于50年代中后期，为鞍钢9号高炉，炉顶压力为0.06～0.08MPa。紧接着国内新建大高炉全部采用高压操作，炉顶压力达到0.1～0.15MPa。70年代后新建的大中型高炉，特别是宝钢巨型高炉炉顶压力达到0.2～0.25MPa，跃居世界先进行列。高炉高压操作是实现高炉高效化的重要手段，有利于高炉顺行、低硅冶炼、提高煤气利用效率、增加产量及提高TRT发电效率等。
1.6#高炉炉顶压力现状与行业水平对比分析
近年以来，6#高炉炉顶压力工艺技术潜力未充分发挥，顶压徘徊在全国同类型高炉中下游水平，对高炉生产指标的制约作用越来越明显。6#高炉炉顶设计压力为0.2MPa，高炉装备水平处于全国中游水平，设备上完全可以满足提高顶压的要求，但高炉炉顶操作压力和全国平均水平差距较大，与设计值也有较大距离。2011年平均仅为0.158Mpa，2012年较2011年有巨大进步，达到了0.170Mpa，但和全国平均水平相差仍然较大。2012年从全国30座同类型高炉统计数据分析，平均顶压达到0.175MPa，其中最高的顶压达到0.210MPa;最低为仅为0.134MPa。随着操作技术的进步，炉况顺行度的改善，使继续提高顶压成为必然。
2.制约提高6#高炉顶压的影响因素
①炉况顺行欠佳。长期以来炉况波动时有发生，甚至发生炉况失常，高炉操作不能进一步强化，操作参数波动较大，制约了顶压提高;②设备维护保养水平低下。炉顶设备、送风系统漏风、跑气等影响顶压提高;③节能意识有待加强。对成本的认识不足，缺乏系统的眼光，没有充分发挥出TRT设备的潜力，节能缺乏系统的思想;④外围不利因素的影响。受上游系统的影响，高炉频繁休、复风，休风率居高不下使顶压平均水平受到影响。
3.主要采取的措施
3.1 减少粉末入炉，改善料柱透气性，为提高顶压创造条件
粉末对高炉料柱的透气性影响极大，关系到高炉顺行和顶压水平的高低。工艺上做到了每日检测筛分粒度组成，按照粒度组成及时更换筛网，确保炉料粒度组成满足高炉要求。料仓料位低，上料时会增加炉料的下降落差，造成不必要的炉料破碎。为此建立料仓最低料位报警机制，料位低时向原料反映，及时上料。同时加大筛分设备的清理频次，确保筛分后的原料含粉率<5%。严格控制筛分速度，在保证供料的同时做到筛分效果最好。针对外购焦炭粉末多、水分重的特点，规定每两小时清理一次焦丁筛，避免结筛现象，确保筛分效率，防止大量焦粉入炉。
3.2 优化上下部调剂，确保炉况顺行，减少高炉工艺休风
3.2.1 面对外购焦使用比例大幅增加，通过优化高炉调剂，保证了炉况顺行。选择合理的装料制度，保证煤气流分布适应原燃料劣化的需要。渣量上升后，料柱透气性变差，上部装料制度既要“突出中心，又要兼顾边缘”。
3.2.2 加长风口小套尺寸，缩小风口面积，确定合理的送风参数。要保证高炉的实际风速和鼓风动能，确保中心气流及炉缸活跃度。风量2720m3/min→2600m3/min，风口面积由0.2044m2→0.1936m2，风口长度由470mm→490mm，实际风速由275m/s→286m/s。保证了高炉的实际风速和鼓风动能，确保中心气流及炉缸活跃度。
3.3 提高设备质量和加强设备的维护工作，减小设备漏风率和磨损率
高压高炉对高炉结构和附属设备提出了一系列要求。从送风系统到高炉本体和炉顶装料设备以及高压调节阀组前的煤气除尘系统，都要有能承受高压的强度和足够的气密性。顶压水平愈高，要求愈严。高压含尘煤气具有很强的磨蚀力，只要设备稍有漏气就会迅速扩大，影响正常生产。这种破坏作用对炉顶装料设备尤为突出，要求它必须使用优良的材质且具有高密封性。
3.4 强化高炉余压发电TRT设备的改造与维护，普及高炉节能意识
制定了风、水、气、电的节能方案，并加以定期检查、考核。高炉煤气采用重力除尘加干法布袋除尘后接TRT发电的先进方式，这样不仅可以避免湿法除尘工艺高耗水和废水污染等问题，而且还能够尽量利用煤气中所带的热量来提高发电能力。
4.效果
经过全面系统、细致的工作，实现了6#高炉炉顶操作压力稳步提高，高炉生产技术指标全面进步。炼铁成本在原燃料质量不断劣化的条件下，燃料比稳中有降，高炉生产指标全面进步。
表3 2013年与2012年部分经济技术指标对比
项目
顶压
入炉品位
入炉焦比
煤比
燃料比
风温
坐料
MPa
%
kg/t
kg/t
kg/t
℃
次
2012
0.170
55.23
422
144
566
1167
18
2013
0.185
54.05
417
140
557
1170
7
直接经济效益显著，年降本增效达478万元。以炉顶压力提高0.01 Mpa，可降低焦比0.5%，产生效益250.7元。炉顶压力提高0.01 Mpa，可增加TRT发电量10%，高炉一年增加发电量400万kwh，按TRT供电价格0.57元/kwh计算可增效：228万元。
5.结语
（1）6#高炉平均炉顶压力有效提高至0.185 Mpa，较2012年提高了0.015MPa，生产指标全面进步，达到了降本增效的目的。
（2）提高顶压后，降低了炉内煤气流速，提高煤气利用效率及煤粉燃烧效率，降低焦比。据统计炉顶煤气CO2含量增加1%，可降低燃料比20kg/t。
（3）提高顶压使料柱压力损失减小，高炉顺行度提高，增加产量。实践表明，每提高顶压0.01MPa，增产率为1.1±0.2%。
（4）提高顶压有利于低硅冶炼，提高TRT发电效率，节能效果显著。