混噴技術在天鐵高爐中的應用

李小偉

（天津天鐵冶金集團第一煉鐵廠，河北涉縣056404）

混噴技術在天鐵高爐中的應用

李小偉

（天津天鐵冶金集團第一煉鐵廠，河北涉縣056404）

敘述了混噴技術在天鐵高爐上的應用過程。通過優(yōu)化高爐混噴工藝，強化混噴后的冶煉操作等措施，使天鐵高爐在入爐品位降低等不利情況下，實現(xiàn)了平均煤比164.6 kg/t，焦比362.9 kg/t，綜合焦比493.6 kg/t，提高了煤比，降低了焦比，較大程度地提高了天鐵高爐噴煤技術水平。

高爐；混噴；煤比；工藝

1 引言

天鐵冶金集團第一煉鐵廠組建于2012年2月，由原煉鐵、燒結(jié)老區(qū)整合而成，成立后的第一煉鐵廠鐵區(qū)擁有5座高爐。1987年以前高爐未建成噴吹系統(tǒng)前采用全焦冶煉的方法，從1987年開始建成工藝為熱力集中制粉，5座高爐各設一座噴吹塔間接噴吹的噴煤系統(tǒng)，天鐵高爐實現(xiàn)開始噴煤，在2006年之前高爐噴煤指標一直保持全國同類行業(yè)先進水平。隨著高爐噴煤技術的不斷發(fā)展，無煙煤粉和煙煤按照一定的比例混合進行噴吹、取消噴吹塔改直接噴吹、中速磨制粉、二段式噴吹等各種噴吹新技術在高爐上的普遍應用，使各大鋼鐵企業(yè)高爐煤比都有了很大的提高。由于天鐵一直噴吹單一煤種無煙煤，最近幾年煤比一直在150 kg/t左右。為了進一步提高煤比，降低焦比，2009年天鐵集團進行了高爐混噴煤粉改造。

2 高爐混噴工藝

高爐噴煤是將原煤磨制成合格粒度煤粉，利用壓縮氣體釋放時的動能把煤粉送入高爐各個風口，從而代替相當量的焦炭參與高爐的冶煉。高爐噴煤系統(tǒng)主要工藝流程包括原煤貯運、煤粉制備和煤粉噴吹3個部分，見圖1。

3 高爐混噴技術應用

3.1 混噴生產(chǎn)參數(shù)的確定

為保證高爐正常的噴煤生產(chǎn)，試噴期間繼續(xù)保持老噴煤系統(tǒng)的正常運行，并制定了新老系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的操作規(guī)程。在選取和制定各種直噴參數(shù)過程中，工程技術人首先從距離制粉810 m的5#高爐開始，最終確定出參數(shù)，見表1。

5#高爐混噴試噴成功后，1#～4#高爐相繼試噴。

在混噴順利投用后，逐步調(diào)整噴吹煙煤和無煙煤的混合比例，煙煤與無煙煤配比為2∶1，揮發(fā)份提高到21%，高爐爐況穩(wěn)定順行，噴煤比穩(wěn)步上升。

3.2 混噴工藝完善

3.2.1 噴煤主管道切斷閥改進

由于噴煤操作在遠離制粉的高爐主控室遠程控制，原設計的主管切斷閥位置在返粉閥的后面，噴吹過濾器清堵處理只能由高爐操作崗位通知制粉崗位手動處理，不利于正常的噴煤生產(chǎn)。通過現(xiàn)場考察，將切斷閥改換位置到返粉閥的前面，可實現(xiàn)遠距離操控，確保高爐正常噴吹。

3.2.2 煤粉倉防爆門封死

在實際噴吹過程中，重力性防爆門時常因卸壓放散而被頂開，造成跑粉。投產(chǎn)初期只能先使用小放散卸壓至4 kPa以下，才能打開大放散卸壓，嚴重影響到噴煤生產(chǎn)。最后將煤粉倉重力防爆門封死后，解決了這一問題。

3.2.3 兩制粉系列送粉改造

原設計1#制粉系列只能為1#、2#、5#高爐噴煤，2#制粉系列只能為3#、4#高爐噴煤。只要一個系列出現(xiàn)故障，至少有兩個高爐停煤。我們將1#制粉系列1#高爐噴煤主管道與返粉管道之間加連通，為2#制粉系列的煤粉倉送粉；將2#制粉系列的備用噴煤管道與1#制粉系列的5#高爐噴煤返粉管道之間加連通，為1#制粉系列的煤粉倉送粉；這樣能實現(xiàn)互相送煤，在出現(xiàn)單列檢修或故障時不影響高爐的正常噴吹煤粉。

3.2.4 建立制粉與熱風爐的聯(lián)系制度

制粉系統(tǒng)加熱爐使用熱風爐廢煙氣作為干燥惰化介質(zhì)，由于一個制粉系統(tǒng)取自兩個高爐的熱風爐廢煙氣，當其中一座高爐休風檢修后，另一座高爐的熱風爐在換爐時排放廢氣中O2含量有可能超標，影響到制粉生產(chǎn)。對此我們制定了高爐檢修時制粉與熱風爐的聯(lián)系制度，規(guī)定當其中一座高爐休風檢修后，另一座高爐的熱風爐在換爐時必須提前與制粉聯(lián)系，保證了制粉的安全生產(chǎn)。

3.2.5 增設噴槍自動清堵設施

針對直接噴吹管道長、壓力損失大、噴槍堵塞難處理的情況，增設了噴槍自動清堵設施。在分配器出口的每支噴吹支管上安裝傳感器，在線測量煤粉流量；在給煤閥和吹掃閥后增設了自動閥門。在監(jiān)測到煤粉濃度在正常操作情況下出現(xiàn)堵管趨勢時，系統(tǒng)自動進行反吹堵操作，使之在沒有被完全堵塞前即被處理。

3.3 高爐混噴后的強化操作

3.3.1 改善入爐原燃料質(zhì)量

焦炭是高爐冶煉的重要燃料，隨著高爐富氧大噴吹技術的不斷發(fā)展，其焦炭作為料柱骨架的作用顯得越來越重要。天鐵第一煉鐵廠高爐所使用的焦炭都是濕法熄焦，水分在6%上下波動，經(jīng)常有大量的焦粉粘附在焦塊上，影響焦炭的篩分效果，導致大量的焦粉入爐，給高爐操作和提高煤比帶來很大的困難。為此，高爐采取利用熱風爐廢氣對焦炭進行預熱的方法來提高焦炭的篩分效果，盡量做到減少焦粉入爐，為提高煤比創(chuàng)造條件。

圖1 高爐混噴煤粉工藝

表1 混噴操作參數(shù)

3.3.2 提高風口區(qū)理論燃燒溫度

混噴后堅持全關冷風大閘操作，充分發(fā)揮熱風系統(tǒng)空氣和煤氣雙預熱技術，助燃空氣摻氧技術，保持風溫在1 150℃以上；同時制定了各高爐富氧規(guī)定，由生產(chǎn)調(diào)度統(tǒng)一協(xié)調(diào)富氧量，平均富氧率達2.9%左右，風口區(qū)理論燃燒溫度達2 300℃以上，為提高煤比降低焦比創(chuàng)造了條件。

3.4 混噴后的問題

振動篩排污方式不合理?，F(xiàn)煤粉倉上的振動篩排污管道，直接甩在煤粉倉頂。每次清理振動篩排污管道時，只能將煤粉雜物清理在煤粉倉頂上，不但造成煤粉浪費，還污染了環(huán)境。我們準備在排污管道上增加一道過濾篩網(wǎng)和排污門，將排污管道接至煤粉倉。這樣，在排污門僅清理雜物，而煤粉可通過排污管道排至煤粉倉。

4 混噴效果

通過一系列的混噴工藝和高爐操作改進，高爐爐況穩(wěn)定順行，取得了較好效果。由于2014年5#高爐有兩次大的檢修，一直使用舊系統(tǒng)噴吹無煙煤，因此只對1#～4#高爐混噴前后的主要技術指標進行了對比，見表2。

表2 1#～4#高爐混噴前后的主要技術指標

從表2可以看出，混噴后煤比提高，焦比降低，但綜合焦比上升12 kg/t，其原因主要是綜合入爐品位下降1.2%，而且2010年1#、2#、4#高爐各中修一次，影響了高爐能耗升高，混噴對高爐各項技術指標和經(jīng)濟指標作用十分明顯。

5 結(jié)論

原燃料條件改善、入爐品位提高等都有利于煤比的提高。天鐵高爐煤粉揮發(fā)份控制在18%～21%，煤比160～180 kg/t。風溫在1 150℃以上時，富氧率在3%以上的高爐，煤比可以提高到160 kg/t以上。

Application of Mixed Injection Technique to Tiantie BF

LI Xiao-wei
(Iron-making Plant 1,Tianjin Tiantie Metallurgy Group,She County,Hebei Province 056404,China)

The paper describes the application process of mixed injection technique to Tiantie BF.Measures of optimizing BF mixed injection process and strengthening smelting operation after mixed injection are taken to achieve 164.6 kg/t average coal ratio,362.9 kg/t coke ratio and 493.6 kg/t comprehensive coke ratio under the unfavorable condition of poorer grade of burden at Tiantie BF.Coal ratio is increased and coke ratio decreased,substantially improving the coal injection technical level of Tiantie BF.

BF;mixed injection;coal ratio;process

10.3969/j.issn.1006-110X.2014.06.004

2014-07-02

2014-07-20

李小偉（1982—），男，工程師，主要從事高爐生產(chǎn)管理工作。