一级品率论文
更新时间:2023-11-30 06:27:01 阅读量: 教育文库 文档下载
通钢7#高炉提高生铁一级品率生产实践及最佳效益分析
杨贤松 谢绍飞 于海新 郑怡广
(通化钢铁公司炼铁厂 吉林 通化 134003)
摘 要:针对通钢7#高炉生铁一级品率较低的状况,采取优化造渣制度等改进措施,生铁一级品率有了明显提高。但提高生铁一级品率必须增大炉渣的脱硫能力,对高炉的稳定顺行、利用系数及生铁成本都有影响。结合现有的原燃料条件,综合考虑冶炼成本,以控制生铁一级品率在70~75%为宜。 关键词:生铁;一级品率;硫负荷
1 概况
通钢7#高炉于2007年9月26日开炉,高炉有效容积2680m, 设计产能220万吨/年,是目前全通钢在产容积最大、工艺设备最先进的高炉。生铁一级品率是反映高炉炼铁生产水平的重要指标之一,长期以来7#高炉生铁一级品率一直维持在40%左右的较低水平,铁水质量的问题制约了通钢钢材产品质量的提高。为了向下游工序输送优质铁水,降低公司生产工序能耗,2011年12月起7#高炉通过选择合适造渣制度、提高煤气利用率、降低设备故障率、加强炉内外操作等措施提高生铁一级品率。经过数月的攻关工作,7#高炉生铁一级品率已取得>70%的显著成效(表1)。同时针对提高生铁一级品率对高炉指标和成本的影响,进行合理的最佳效益分析,认为合适的生铁一级品率控制范围应在70~75%左右。
表1 通钢7#高炉2011年7月-2012年3月生铁一级品率
3
月份 一级品率/%
7月 49.96
8月 41.37
9月 38.08
10月 38.55
11月 45.36
12月 66.68
1月 73.51
2月 71.29
3月 72.38
2 提高生铁一级品率的措施
炼钢生铁的一级品是指含硫≤0.03%的生铁,一级品率的高低代表铁水含硫的高低,所以如何降低生铁中含硫量成为炼铁工序的主要课题。下式根据炉料带入高炉内的硫在冶炼过程中又全部转入炉渣、生铁和煤气中,得出了铁水含硫与SL、Sg、n、LS的定量关系:
[S]= (SL-Sg)/(1+ n LS)
式中: SL、Sg------单位生铁炉料带入的总硫量(硫负荷)和进入煤气中的硫量,kg/t; LS------硫在渣铁中的分配系数; n ------渣铁比,t/t。
从上式可以看出,提高LS、n、Sg和降低SL均对降低[S]有利,但实际生产中n、Sg在某一阶段一定生产条件下是相对稳定的。由于受市场等条件限制,7#高炉原燃料条件并不理想,SL在同行业中属较高水平(表2),而且在一定生产阶段要使SL有较大幅度下降有困难,因此铁水降硫的工作重点是设法提高LS。
表2 通钢7#高炉原燃料含硫量及硫负荷
[1]
种类 含硫量/% 硫负荷/kg/t
烧结 0.07 0.76
球团 0.008 0.06
煤粉 1.02 1.37
焦炭 0.59 2.34
总计 - 4.53
2.1 提高炉渣中MgO含量
提高炉渣中MgO含量,既可改善炉渣流动性,又可提高炉渣脱硫能力,对于硫负荷较高的高炉产生的脱硫效果更加显著。7#高炉渣中MgO含量此前长期在维持在7~8%,导致炉渣脱硫能力不高,LS偏低,影响生铁一级品率的提高。为此7#高炉采取在保持炉渣二元碱度(CaO/SiO2=1.14~1.15)不变的情况下,通过提高烧结矿中MgO含量来适当提高炉渣中的MgO含量(表3)。炉渣三元碱度(MgO+CaO/SiO2)的提高既改善了脱硫效果,又避免了盲目提高炉渣二元碱度对炉况顺行带来的不利影响。措施实施后炉渣脱硫能力显著提高,LS和铁水一级品率大幅上升。
表3 通钢7#高炉2011年7月-2012年3月炉渣MgO含量
[1]
月份 7月 8月 7.37
9月 7.88
10月 7.55
11月 7.36
12月 8.28
1月 8.51
2月 8.29
3月 8.38
炉渣MgO含量/% 7.35
2.2 调整气流分布,提高煤气利用率
高炉脱硫能力是要有煤气利用率作保证的,因此维护炉况顺行、提高煤气利用率是高炉获得较高生铁一级品率的的基本保证。为保证在高煤比、低焦比下炉况的稳定顺行,7#高炉在气流分布方面提出了“打开中心,兼顾边缘”的思路,通过逐渐调整布料制度和送风制度,改善炉内煤气流分布。在保证气流通畅炉况顺行的前提下,使边缘与中心煤气流进一步合理分配,以求提高煤气利用率。上部在布料中确保中心焦炭数量,使中心焦比例在20~25%之间,开放中心形成稳定的中心气流。下部以合理的送风制度相配合,风口面积由2011
年年初的0.3319m扩大至现在的0.3376m,风量在4800~4850m/min之间,实际风速在250-260m/s之间,使鼓风动能维持在115-125kj/s之间,保持足够的风速和鼓风动能确保吹透中心并使炉缸工作活跃。调整后7#高炉煤气流分布良好,炉喉十字测温温度中心平均 700~800 ℃,边缘平均90~110 ℃(图1);中心气流集中旺盛,边缘气流适当发展。在此基础上高炉逐步扩大矿批,矿批由2011 年年初的53t逐步扩大到目前的58t,最高达到60t。炉顶煤气CO2含量由之前的20%上升至22%,煤气利用率由43%左右提高至45%~47%,
223
图1 7#高炉2011年12月份炉喉十字测温各环位温度图
2.3 杜绝低炉温
高炉炉温过低会造成产生低硅高硫铁、破坏炉况顺行、甚至引发炉凉等一系列后果。7#高炉日常操作中严格遵守“炉温是高炉生命线”的原则,并制定考核制度加强管理,日常生铁炉温控制在0.4~0.5%之间,杜绝为盲目追求料批而压低炉温的现象。同时加大对风口的巡检力度,重点观察风口套间有无水迹,对于漏水风口套及时发现及时处理,避免因漏水影响炉缸热量。
2.4 降低设备故障休风率
设备出现故障造成高炉休风,会严重影响各项经济技术指标和生铁质量。为降低设备故障休风率,2011年7#高炉以设备主任为带头人成立攻关组,根据设备不同隐患程度及对高炉影响程度,有计划有步骤的完成了七项设备改造攻关。通过设备改造改良设备性能,消除设备隐患,保证了生产的顺利稳定进行。
3 最佳效益分析
生铁一级品率的控制范围与高炉指标和生铁成本有密切关系,因此根据现有的原燃料条
件,把生铁一级品率控制在一个合理的范围之内,才能实现最佳经济效益。 3.1 提高生铁一级品率的影响 3.1.1 提高炉温的影响
炉料带入炉内的硫约有80%来自于焦炭,通钢炼铁厂所用焦炭灰分在13.5%左右,S含量在0.50%以上,含量偏高。由于生铁脱硫的最终反应是吸热反应,故提高炉温有助于脱硫反应的进行,但是炉温偏高势必增加焦比和影响生铁产量且不利于高炉顺行。根据经验,生铁含[Si]量提高0.2%,一级品率提高8%,产量降低1%,焦比升高5kg/t。如果单纯追求高一级品率而提高炉温,将直接影响到生铁产量和焦比,所以生铁一级品率与高炉利用系数和指标不能兼顾。 3.1.2 提高碱度的影响
另一方面降低生铁含S量须提高炉渣碱度,但碱度提高使炉渣的黏度增加,势必影响炉况顺行。根据资料,渣量变动100kg,影响产量8%,影响焦比8%。碱度提高后要保持炉渣流动性良好,就必须提高生铁含[Si]量,会进一步影响高炉指标。而且从高炉冶炼角度考虑,为保持炉缸活跃、保证炉况的长期稳定顺行,生铁中的[S]不宜控制过低,一般0.025%~0.04%较为适宜。当[S]控制过低时,炉缸易发生堆积影响高炉顺行,从而降低利用系数。 3.2 最佳范围选取
一级品率的控制,必须根据原燃料条件,按最佳的冶炼成本来综合考虑。根据通钢炼铁厂的冶炼实践,在现有条件下,一级品率应控制在70~75%左右为宜,同时三级品率应控制在8%以下。在一定原燃料条件下,提高一级品率的重点应为加强技术操作、保持炉况稳定顺行和加强科学管理
[2]
[2]
[2]
。
4.结论
1)通钢7#高炉在一定的冶炼条件下,通过采取选择合适的造渣制度、降低设备故障率、加强炉内外操作保证炉况顺行等措施可以获得较高的生铁一级品率。
2)根据通钢炼铁厂现有原燃料条件和冶炼实践,按最佳冶炼成本综合考虑,一级品率控制在70~75%为宜。
参考文献:
[1]钟崇武 况百梁.新钢提高生铁一级品率的措施[J]炼铁,2007(2):48~50.
[2]杜来增 李淑芳等.生铁一级品率控制与最佳效益分析[J]山东冶金,2005(1):10~12.
联系人:谢绍飞,男,1981年生,东北大学冶金工程专业硕士研究生毕业,工程师。现就职于首钢通钢炼铁厂从事高炉冶炼工艺技术研究工作。 电话0435-3775083 15844580421
地址:吉林通化二道江通钢炼铁厂(134003) Email:xieshaofei19811117@sina.com
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