攀成鋼高爐高鈦渣冶煉條件下的噴煤生產(chǎn)實(shí)踐

涂靜彬

(攀鋼集團(tuán)成都鋼釩有限公司,四川成都610300)

攀成鋼高爐高鈦渣冶煉條件下的噴煤生產(chǎn)實(shí)踐

涂靜彬

(攀鋼集團(tuán)成都鋼釩有限公司,四川成都610300)

對(duì)攀成鋼高爐高鈦渣冶煉條件下的噴煤生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行了總結(jié),通過(guò)采取抓好精料工作、提高風(fēng)溫、富氧鼓風(fēng)、改善噴煤煤種以及優(yōu)化爐內(nèi)和爐前操作等措施,攀成鋼高爐的噴煤實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定噴吹,2014年在渣中TiO2高達(dá)21.33%的情況下,煤比達(dá)到122.40kg/t。

高爐;高鈦渣;噴煤;精料;富氧

1 攀成鋼高爐煉鐵概況

攀成鋼煉鐵擁有4×405m3高爐,年生產(chǎn)能力160萬(wàn)噸左右。無(wú)自己的礦山,所需礦石全部外購(gòu),主要為攀西地區(qū)釩鈦礦和部分川內(nèi)及周邊普礦。焦炭約70%為自產(chǎn)焦, 28%為省內(nèi)焦,2%為省外(山西、陜西)焦;二級(jí)焦比例約40%,三級(jí)焦比例約60%,年消耗焦炭約75萬(wàn)噸;因攀成鋼原來(lái)無(wú)自己的焦化廠(2010年新建旺蒼焦化,但距離煉鐵廠達(dá)300km左右),故建有焦炭料場(chǎng),兼顧堆料和混勻功能,實(shí)現(xiàn)焦炭的“平鋪截取”。噴吹煤來(lái)自省內(nèi)4～5家企業(yè)。

攀成鋼高爐由于主要使用攀西地區(qū)釩鈦礦,品位低(入爐品位僅50%左右),渣量大(渣比600kg/t),渣中TiO2高達(dá)21%～22%,屬高鈦渣冶煉。由于釩鈦礦冶煉的特性,要求爐溫低,區(qū)間窄,高爐操作難度大,但其優(yōu)點(diǎn)也較為明顯,它的成分穩(wěn)定,有害成分含量不高,價(jià)格合理,在進(jìn)口礦價(jià)格高的時(shí)段,釩鈦礦就成為攀成鋼的選擇。攀成鋼煉鐵廠通過(guò)穩(wěn)定原燃料質(zhì)量、優(yōu)化爐內(nèi)操作、高風(fēng)溫高富氧、提高煤粉質(zhì)量、改善煤粉燃燒等手段,保持了一定的噴煤比,此舉一方面降低了燃料成本,另一方面也成為釩鈦礦高爐操作調(diào)劑的重要手段。在2014年渣中TiO2高達(dá)21.33%的情況下,煤比達(dá)到122.40kg/t。

2 攀成鋼高爐噴煤系統(tǒng)概況

2004年5月噴煤系統(tǒng)建成投產(chǎn),設(shè)計(jì)指標(biāo)為全煙煤噴吹設(shè)計(jì),正常噴吹量100kg/t～150kg/t,最大噴煤量180 kg/t(高爐利用系數(shù)3.4t/m3·d),其工藝流程如圖1。

圖1 攀成鋼噴煤工藝流程

攀成鋼噴煤系統(tǒng)建在4座高爐的中間,采用集中制粉、直接噴吹的方式。整個(gè)系統(tǒng)由3個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成:原煤儲(chǔ)運(yùn)、制粉、噴吹。其中制粉系統(tǒng)按雙系列設(shè)計(jì),即在其中一個(gè)系列的制粉系統(tǒng)檢修或發(fā)生故障時(shí),另一系列的制粉系統(tǒng)可以同時(shí)為兩個(gè)噴吹系統(tǒng)供給煤粉。

2.1 原煤儲(chǔ)運(yùn)

進(jìn)廠洗精煤先卸入煤場(chǎng),干燥去除一部分水分,用抓斗行車將不同的煤種抓入配煤斗,按冶煉煤種要求按比例配煤,粒徑≤60mm的不含金屬及其它雜物的煤塊通過(guò)1#、2#、3#、4#皮帶機(jī)送入2臺(tái)原煤倉(cāng)。

2.2 制粉

倉(cāng)內(nèi)原煤經(jīng)稱重給煤機(jī)和落煤管進(jìn)入磨煤機(jī)圓盤上,原煤被磨輥碾磨的同時(shí),被吸入磨煤機(jī)的干燥氣體中干燥,干燥氣體入口溫度260℃～330℃,把較細(xì)的煤粉帶入磨機(jī)上部的動(dòng)靜態(tài)分離器,該分離器能把不合格的煤粉返回到磨盤上被再次碾磨,細(xì)度合格的煤粉隨干燥氣體經(jīng)上升的輸送管進(jìn)入布袋收粉器,收集的煤粉經(jīng)落粉管進(jìn)入2臺(tái)煤粉倉(cāng)。布袋收粉器排氣含煤粉濃度≯50mg/m3,廢氣再經(jīng)主排風(fēng)機(jī)的抽引排入大氣。干燥氣體來(lái)自煙氣升溫爐,爐內(nèi)燃用天燃?xì)饧案郀t煤氣產(chǎn)生的約1 050℃的高溫?zé)煔?經(jīng)引風(fēng)機(jī)抽入爐內(nèi)的熱風(fēng)爐廢氣(100℃～140℃)混合成260℃～330℃的干燥氣體。

2.3 噴吹

噴吹系統(tǒng)采用并列罐、上出料。并列罐噴吹工藝是兩罐輪換噴吹作業(yè),一個(gè)罐噴煤時(shí),另一罐放散、裝煤、充壓,兩罐輪換噴吹,實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定均勻噴吹。上出料方式可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)噴煤量,調(diào)節(jié)方式主要是通過(guò)調(diào)節(jié)罐壓和補(bǔ)氣量來(lái)控制煤粉噴吹量。

2.4 磨煤機(jī)

由于中速磨具有密封性能好、安全、電耗低、噪聲小等優(yōu)點(diǎn),我廠選用了沈重生產(chǎn)的MPF1814型中速磨。

(1)該磨碾磨件由磨盤及三只磨輥組成,每個(gè)磨輥有各自的液壓加載裝置,壓力可根據(jù)碾磨件磨損狀況調(diào)節(jié),檢修時(shí)可將磨輥提起。

(2)采用可調(diào)轉(zhuǎn)數(shù)的動(dòng)靜態(tài)分離器,確保煤粉達(dá)到要求的細(xì)度。

(3)電耗低,該磨在磨煤量達(dá)到30t/h(原煤)時(shí),實(shí)際耗電不到300k Wh/h。

(4)抗震動(dòng)能力強(qiáng),非正常斷煤狀態(tài)持續(xù)1min,該磨工作正常。

2.5 收粉裝置

由于設(shè)計(jì)中采用一次收粉工藝流程,即中速磨—布袋收粉器—排風(fēng)機(jī)流程。每臺(tái)中速磨配備一臺(tái)布袋收粉器,工況負(fù)荷選擇40m3/m2·h～50m3/m2·h,過(guò)濾風(fēng)速0.67m/min～0.83m/min,每臺(tái)收粉器有1 620條?120×6 000的防靜電滌綸針刺氈濾袋。生產(chǎn)實(shí)踐證明該設(shè)備運(yùn)行可靠,排放濃度符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求,并且系統(tǒng)漏風(fēng)率低,提高了系統(tǒng)的安全性以及布袋的過(guò)濾效率。

2.6 原煤倉(cāng)與煤粉倉(cāng)

2臺(tái)磨煤機(jī)系列設(shè)置兩臺(tái)原煤倉(cāng)、兩臺(tái)煤粉倉(cāng)。每臺(tái)原煤倉(cāng)有效容積119m3,煤粉倉(cāng)有效容積200m3,當(dāng)原煤儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)發(fā)生故障不能供煤時(shí),原煤倉(cāng)存煤可確保磨煤機(jī)工作5h,當(dāng)磨煤機(jī)發(fā)生故障或斷煤停止制粉時(shí),煤粉倉(cāng)存粉可以提供4座高爐150kg/t鐵噴煤比時(shí)約5h的噴煤用量,完全可以滿足高爐變料周期的要求。

2.7 噴吹裝置

噴吹裝置采用了8個(gè)上出料的噴吹罐并聯(lián)和總管加分配器的濃相輸粉方式,采用氮?dú)馐姑悍墼趪姶倒拗屑訅汉土骰?在混合器處加入壓縮空氣作為輸送載體。噴吹量是以單位時(shí)間內(nèi)噴吹罐計(jì)量的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)。生產(chǎn)過(guò)程中,4座高爐同時(shí)噴煤,所耗氮?dú)饧s為120m3/h～200m3/h,所耗空氣量為1 200m3/h～1 600m3/h。

2.8 其它設(shè)備

為保證噴吹的穩(wěn)定、均勻,空壓氣、氮?dú)獾姆€(wěn)定,清潔是噴吹的核心。為此專門設(shè)計(jì)了兩臺(tái)40m3/min的空壓機(jī),一備一用,必要時(shí)可同時(shí)啟用,并配套了油水分離器、冷干機(jī)、40m3儲(chǔ)氣罐,氮?dú)庥蓜?dòng)力廠提供。

2.9 安全措施

由于本系統(tǒng)按照噴吹全煙煤設(shè)計(jì),以下充分考慮了制粉系統(tǒng)的安全措施。

(1)采用的一次收粉工藝流程,保證了原煤的研磨、干燥、輸送均在密閉狀態(tài)、負(fù)壓狀態(tài)下進(jìn)行,保證煤粉不對(duì)外泄露。

(2)廠房設(shè)防雷接地措施,設(shè)備及管道采取防靜電接地,布袋收粉器布袋采用抗靜電材料,電動(dòng)機(jī)選用防爆型電機(jī)。

(3)制粉系統(tǒng)的干燥氣體含氧量嚴(yán)格控制在12%以內(nèi),采用在線連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),分別在磨煤機(jī)入口管、布袋入口管、布袋出口管檢測(cè)氧和一氧化碳的含量,超限報(bào)警、超高限自動(dòng)緊急充氮,人工判斷系統(tǒng)是否停機(jī)。

(4)嚴(yán)格控制溫度。中速磨機(jī)入口溫度一般控制小于330℃,布袋收粉器入口溫度小于95℃,當(dāng)溫度超限時(shí)自動(dòng)報(bào)警并充氮,安全停機(jī)。在其它關(guān)鍵部位(煤粉倉(cāng)、噴吹罐等)也設(shè)有溫度檢測(cè)裝置,超限報(bào)警、超高限自動(dòng)緊急充氮。

(5)制粉系統(tǒng)的收粉裝置設(shè)計(jì)有足夠的防爆泄壓措施。

(6)除設(shè)有自動(dòng)充氮裝置外,各層平臺(tái)均設(shè)有消防水管路及消防器材。

3 釩鈦礦高爐冶煉的特點(diǎn)

(1)釩鈦礦冶煉必須保持較高的冶煉強(qiáng)度。

(2)釩鈦礦冶煉,要求比普礦冶煉更高的鼓風(fēng)動(dòng)能,以吹透中心,活躍爐缸。

(3)釩鈦礦冶煉應(yīng)保持物理“熱”,化學(xué)“涼”。

(4)造渣制度。由于釩鈦礦Al2O3含量偏高,對(duì)渣流動(dòng)帶來(lái)了負(fù)面影響,為此要盡量控制高Al2O3礦入廠;另外,保證渣中MgO含量在合理范圍,以保證爐渣流動(dòng)性;為保證脫硫效果和充足的熱焓,以做到“物理熱,化學(xué)涼”,爐渣堿度宜適當(dāng)提高。另外,保持爐缸活躍,爐缸中生成的TiC、TiN就少,爐渣的流動(dòng)性較好,脫硫效果就好。

4 高鈦渣冶煉條件下的噴煤技術(shù)

4.1 抓精料入爐,改善爐料結(jié)構(gòu)

抓好精料工作是搞好高爐順行,降低焦比的首要條件,對(duì)于釩鈦礦冶煉而言,精料工作更顯得重要,因?yàn)橐睙掆C鈦礦對(duì)爐溫控制的要求更嚴(yán)格,其爐溫控制區(qū)間更窄,高爐煉鐵對(duì)原料要求的“高、熟、穩(wěn)、凈、勻、小”,首先要求原料要“穩(wěn)”。冶煉釩鈦磁鐵礦通常采用的爐料結(jié)構(gòu)為“高堿度燒結(jié)礦+部分天然塊礦”,較合理的爐料結(jié)構(gòu)為“高堿度燒結(jié)礦+酸性球團(tuán)礦+天然塊礦”。釩鈦燒結(jié)礦由于含有較多的TiO2,粘結(jié)相少,強(qiáng)度低,粉末多,嚴(yán)重影響高爐的透氣性,要求入爐原料應(yīng)減少粉末,以保證高爐有良好的透氣性,所以減少原料的入爐粉末對(duì)強(qiáng)化釩鈦礦高爐的冶煉尤為重要。另外,由于釩鈦燒結(jié)礦的特點(diǎn),對(duì)焦炭的質(zhì)量要求也較高。

(1)優(yōu)化用料結(jié)構(gòu)。攀成鋼高爐經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的摸索,目前的爐料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定為“75%～77%的燒結(jié)礦+18%～22%的球團(tuán)礦+3%～5%生礦”。從實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看這種結(jié)構(gòu)有利于合理的軟熔帶的形成、爐況順行和較好的煤氣利用率。

(2)提高燒結(jié)礦質(zhì)量。釩鈦燒結(jié)礦存在機(jī)械強(qiáng)度差、轉(zhuǎn)鼓指數(shù)低、返礦量高、燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)低等問(wèn)題。攀西地區(qū)釩鈦精礦在成分上具有“四高”(TiO2高、FeO高、MgO高、Al2O3高)和“兩低”(TFe低、SiO2低)的特點(diǎn),在物理性能上具有粒度粗(-200目?jī)H占45%左右)和比表面小(440cm2/g)的特點(diǎn)。根據(jù)釩鈦精礦理化性能及燒結(jié)性能的特點(diǎn),在生產(chǎn)釩鈦燒結(jié)礦時(shí)必須采取區(qū)別于生產(chǎn)普通燒結(jié)礦時(shí)的新的操作方法。主要采取了大風(fēng)量、低碳、低水的操作方針。同時(shí)通過(guò)加強(qiáng)原料管理,合理劃分礦石品種,努力優(yōu)化配料;強(qiáng)化一、二混操作,加強(qiáng)混合料制粒;改進(jìn)布料厚度,改善燒結(jié)料層透氣性,從而增加燒結(jié)過(guò)程風(fēng)量,降低負(fù)壓,提高垂直燒結(jié)速度;通過(guò)優(yōu)化配料,適當(dāng)提高燒結(jié)混合料的SiO2,并適當(dāng)提高燒結(jié)礦的R,以獲得大量以鐵酸鈣為主要粘結(jié)相的燒結(jié)礦來(lái)提高燒結(jié)礦的強(qiáng)度;通過(guò)改善冷卻制度,降低燒結(jié)礦結(jié)晶速度,促使晶粒長(zhǎng)大,從而提高燒結(jié)礦強(qiáng)度。目前釩鈦燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓為73.0%,篩分為4.0%。

(3)改善焦炭質(zhì)量和焦炭熱態(tài)性能。釩鈦礦冶煉要求爐溫控制范圍窄,對(duì)原燃料的適應(yīng)性差,冶煉過(guò)程中要求物理熱化學(xué)涼。所以在原燃料質(zhì)量上要求穩(wěn)定。爐溫波動(dòng)則頻繁燒壞渣口,爐前被動(dòng),爐內(nèi)守不住風(fēng);爐溫穩(wěn)定,則生產(chǎn)主動(dòng)、順暢。由于高釩鈦礦冶煉條件下,冶煉強(qiáng)度高,焦炭的氣化和溶損反應(yīng)加劇,加之未燃煤粉在料柱中滲入絕對(duì)量的增加,造成中下部料柱的透氣性、透液性發(fā)生惡化,焦炭熱態(tài)指標(biāo)CRI和CSR的好壞直接影響高爐的狀態(tài)。

為此,攀成鋼煉鐵廠與旺蒼焦化一起,在穩(wěn)定焦炭常規(guī)指標(biāo)的情況下,努力提高熱強(qiáng)度指標(biāo)。從采購(gòu)源頭抓起,對(duì)每處資源點(diǎn)的單種煤熱強(qiáng)度進(jìn)行小焦?fàn)t試驗(yàn),達(dá)到要求后再進(jìn)行采購(gòu);另外,從進(jìn)廠煤質(zhì)量把關(guān)、優(yōu)化配煤、煉焦操作各個(gè)環(huán)節(jié)著手,提高焦炭整體質(zhì)量。旺蒼焦質(zhì)量達(dá)到M25≥90%;M10≤6%;CRI≤34%;CSR≥50%;灰分≤14%;硫分≤0.80%,滿足了高爐的生產(chǎn)需要。

另外,由于旺蒼焦化的產(chǎn)量不能完全滿足高爐需要,還要采購(gòu)一些省外焦,其質(zhì)量有一些波動(dòng),旺蒼焦化的焦炭車皮在運(yùn)輸至煉鐵廠過(guò)程中會(huì)遇到下雨等影響,造成水分等波動(dòng)。故煉鐵廠在進(jìn)廠焦炭的堆取料管理上實(shí)行了“堆取分開,平鋪截取”的操作,根據(jù)不同時(shí)期的焦炭質(zhì)量和數(shù)量情況,分別堆入A場(chǎng)、B場(chǎng)、C場(chǎng),再混勻后,分別裝入高爐的左右焦倉(cāng),搭配使用,以最大限度地減少焦炭質(zhì)量波動(dòng)對(duì)高爐的影響。

(4)加強(qiáng)入爐原燃料篩分管理。所有焦炭、焦丁、燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、塊礦均經(jīng)過(guò)篩分后入爐;塊礦為二級(jí)篩分,在裝倉(cāng)前在礦石處理系統(tǒng)進(jìn)行初篩,高爐槽下進(jìn)行第二次篩分后入爐;球團(tuán)礦在槽下篩分入爐;焦丁在焦炭系統(tǒng)經(jīng)過(guò)三級(jí)篩分后,直接裝倉(cāng)入爐;焦炭實(shí)行三級(jí)篩分管理,進(jìn)廠堆料時(shí)焦預(yù)篩篩分后堆入料場(chǎng),給高爐送料時(shí)通過(guò)焦二篩篩分后裝入高爐焦倉(cāng),入爐時(shí)經(jīng)過(guò)高爐槽下焦篩篩分后入爐。

在正常生產(chǎn)時(shí),要求槽下操作工每2小時(shí)清理振動(dòng)篩,以篩條下料順暢,無(wú)卡料、堵料為原則。安排原管組每天檢測(cè)高爐槽下入爐燒結(jié)礦及返料粒級(jí)組成,對(duì)異常情況馬上處理。目前,入爐燒結(jié)礦粒級(jí)組成為大于25mm的為10.90%,10mm～25mm的為52.27%,5mm～10mm的為35.22%,小于5mm的為1.61%,燒結(jié)返礦粒級(jí)組成大于25mm的為0%;10mm～25mm的為1.31%,5mm～10mm的為36.61%,小于5mm的為62.17%。在原燃料裝倉(cāng)方面,保持倉(cāng)位大于70%,以減少落料碰撞產(chǎn)生粉末。如遇燒結(jié)機(jī)檢修,需上落地時(shí),合理搭配上倉(cāng),高爐適量配加,減少對(duì)高爐的影響。

4.2 掌握高釩鈦礦噴煤的冶煉特性,優(yōu)化爐內(nèi)及爐前操作

(1)裝料制度的優(yōu)化

通過(guò)對(duì)上部裝料制度的調(diào)整,優(yōu)化煤氣流合理分布,主要保證中心及邊緣兩道氣流都適當(dāng)發(fā)展,以保順行,提高指標(biāo)。特別是攀成鋼高爐使用的釩鈦礦燒結(jié),其入爐粉末較多,當(dāng)高爐煤比提高后,焦炭負(fù)荷增加,焦層氣窗變小,加上未燃煤粉對(duì)料柱透氣性的影響,會(huì)使高爐透氣性變差,壓差升高。對(duì)上部裝料制度的摸索,克服了小高爐爐頂直徑小、多環(huán)布料效果不能顯現(xiàn)的思維。充分利用了無(wú)料鐘爐頂?shù)膬?yōu)勢(shì),逐步摸索,目前除2號(hào)高爐(為鐘式爐頂)外,其余各高爐均實(shí)現(xiàn)了多環(huán)布料,并根據(jù)自身高爐特點(diǎn),對(duì)邊緣或中心多布一環(huán)(或兩環(huán))焦炭,以保持邊緣和中心兩道氣流都得到適當(dāng)發(fā)展。在礦焦布料角差方面,也做了大膽的嘗試,保證高爐順行及指標(biāo)優(yōu)化。比如中心加焦,確保一定的漏斗深度,使軟熔帶中心位置升高,增加焦窗層數(shù);適當(dāng)加大批重,拉寬礦、焦平臺(tái);礦、焦向外平移并在某些環(huán)增大角差;擴(kuò)礦批時(shí),保持焦批不動(dòng)上煤比,有利于維持一定的焦層厚度,減少焦層的界面效應(yīng),改善料柱的透氣性。

(2)操作爐型的保持

①根據(jù)高爐各個(gè)冷卻壁狀況,制定相應(yīng)進(jìn)出水水溫差控制范圍,并嚴(yán)格執(zhí)行,保證冷卻制度相對(duì)穩(wěn)定,冷卻強(qiáng)度適應(yīng)高爐操作爐型的需要。

②在部分風(fēng)口使用長(zhǎng)風(fēng)口和斜風(fēng)口,以保證吹透中心。

③在日常操作中密切關(guān)注風(fēng)口情況,發(fā)現(xiàn)斷噴及時(shí)處理,以保證噴煤總量及噴吹均勻性,維持好爐況的穩(wěn)定。

④維持適度的邊緣氣流,盡量避免因氣流不穩(wěn)和邊緣管道誘發(fā)的爐身下部渣皮脫落。

⑤對(duì)爐身溫度要定時(shí)檢測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)爐墻、爐缸黏結(jié)、堆積現(xiàn)象。

(3)大風(fēng)量、高風(fēng)溫、富氧操作

①釩鈦燒結(jié)礦相對(duì)普通礦其原料品位低,渣量大,低溫還原粉化率高,軟熔溫度高,高爐軟熔帶位置低,料柱透氣性差,壓差高,所以維持合適的鼓風(fēng)動(dòng)能對(duì)高爐冶煉的順行以及強(qiáng)化至關(guān)重要,采用大風(fēng)量操作確保爐缸活躍,改善爐缸工作狀態(tài),提高冶煉強(qiáng)度。為此,要強(qiáng)化高爐操作穩(wěn)定,減少爐況波動(dòng),確保高爐全風(fēng)冶煉。

②高風(fēng)溫是增加高爐熱量降低焦比的主要途徑,風(fēng)溫還是影響鼓風(fēng)動(dòng)能的的重要參數(shù),還是提高煤比的重要條件。高風(fēng)溫能明顯提高爐缸渣鐵的物理熱,可適當(dāng)降低化學(xué)熱,有利于釩鈦礦的冶煉。高風(fēng)溫還有利于提高渣鐵物理熱和改善渣鐵流動(dòng)性,而且在噴煤后可補(bǔ)償風(fēng)口前理論燃燒溫度。熱風(fēng)溫度升高100℃,理論燃燒溫度可升高60℃,可以多噴30kg/t～40kg/t煤粉。通過(guò)加強(qiáng)熱風(fēng)爐燒爐,對(duì)部分熱風(fēng)爐耐火球進(jìn)行更換,對(duì)助燃空氣進(jìn)行預(yù)熱,并對(duì)風(fēng)溫控制技術(shù)實(shí)行獎(jiǎng)勵(lì)和嚴(yán)格考核,確保高風(fēng)溫的實(shí)現(xiàn),2014年風(fēng)溫達(dá)到1 128℃。

③富氧與高風(fēng)溫結(jié)合,是冶煉釩鈦礦下的噴煤操作的重要調(diào)劑手段。富氧可以減少爐腹煤氣量,提高理論燃燒溫度。根據(jù)燃燒學(xué)理論,要求有1.15以上的空氣過(guò)剩系數(shù)。富氧率提高1%,爐缸理論燃燒溫度可升高40℃～50℃,允許多噴煤粉20kg/t～30kg/t。2014年攀成鋼高爐富氧量為1 684m3/h、富氧率為2.29%。

(4)爐缸熱制度

爐缸熱制度直接反映出爐缸的工作狀態(tài),適宜、穩(wěn)定的熱制度是高爐順行的基礎(chǔ)。熱制度以鐵水中[Si]、[Ti]高低以及物理溫度來(lái)進(jìn)行綜合判斷。

根據(jù)釩鈦礦冶煉的特點(diǎn),實(shí)行“低化學(xué)熱,高物理熱”的操作思路。在化學(xué)熱上,從單純的按[Si]控制,到現(xiàn)在的以[Si]結(jié)合[Si] +[Ti]控制;目前,[Si]要求在0.12%～0.15%,[Si]+[Ti]要求在0.20%～0.40%,物理熱在1 410℃～1 430℃。

(5)選擇合適的爐渣堿度

為了保證生鐵的質(zhì)量,其中重要的一條就是硫符合要求。生鐵含硫的高低在硫負(fù)荷及渣量相同的條件下取決于爐渣的脫硫能力Ls(= (S)/[S]),影響Ls的主要因素是爐渣的粘度、溫度和堿度,對(duì)于含鈦爐渣冶煉來(lái)講,前兩點(diǎn)都是不利的。實(shí)際冶煉中發(fā)現(xiàn),當(dāng)(TiO2)＞8%, Ls降至14左右,(TiO2)＞12%,Ls降為12左右,(TiO2)超過(guò)16%,Ls將降至10以下。2014年5月,對(duì)1號(hào)高爐和4號(hào)高爐的爐渣分別測(cè)試了粘度及熔化性溫度,結(jié)果如圖2所示,其對(duì)應(yīng)的化學(xué)成分見(jiàn)表1。

表1 爐渣化學(xué)成分(%)

圖2 爐渣粘度與熔化性溫度

從圖2可以看出:

1#樣的熔化性溫度在1 382℃～1 396℃;2#樣的熔化性溫度在1 389℃～1 399℃;3#樣的熔化性溫度在1 370℃～1 380℃;4#樣的熔化性溫度在1 368℃～1 380℃。

3#、4#樣的熔化性溫度相對(duì)較低,與其爐渣堿度較低、Mg O含量較高有關(guān)系。

一般情況堿度、Mg O含量以及爐渣中的低價(jià)鈦含量對(duì)爐渣的粘度有較明顯的影響,堿度高、Mg O含量低,其爐渣的熔化性溫度相對(duì)較高,低價(jià)鈦含量高其爐渣的熔化性溫度也較高。

在2013年攀成鋼鐵水預(yù)脫硫工程投產(chǎn)后,對(duì)高爐鐵水[S]的要求放寬到0.100%。故經(jīng)過(guò)摸索,我們認(rèn)為高鈦渣冶煉二元堿度R2(=CaO/SiO2)控制在1.15左右,隨著渣中TiO2含量的變化靈活調(diào)整,能夠滿足生產(chǎn)需要。

(6)加強(qiáng)爐前工作

由于釩鈦礦冶煉的特殊性,品位低、渣量大且粘鐵溝,爐前工作量將明顯增大,而渣鐵不能及時(shí)排盡,爐渣在爐內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng),反過(guò)來(lái)又增加了爐渣的粘度,造成渣鐵更加難放,必然影響爐內(nèi)的操作,所以搞好爐前出渣、出鐵工作對(duì)冶煉釩鈦磁鐵礦具有重要的意義。

①鐵口操作

鐵口操作要求穩(wěn)定均勻,鐵口深度控制在1.3m～1.5m,出鐵時(shí)間控制在30min～40min內(nèi),吹爐率達(dá)到80%以上,要求每次出鐵盡量把爐內(nèi)渣鐵出凈。

爐前操作應(yīng)杜絕淺、潮鐵口出鐵,開鐵口眼的大小以爐況情況,選擇適宜的開口機(jī)鉆頭大小和處理鐵口時(shí)的操作方法,達(dá)到控制出鐵時(shí)間與出渣、鐵量效果的目的。

②渣口操作

渣口工作的好壞直接影響爐內(nèi)的守風(fēng)情況,必須堅(jiān)持放好上渣、多放上渣的原則,貫徹“勤放、勤堵、勤捅”的方針,放好上渣可減少渣在爐內(nèi)的停留時(shí)間,改善爐渣性能,同時(shí)也會(huì)改善爐缸工作狀態(tài),促使?fàn)t缸工作活躍。

4.3 優(yōu)化配煤,優(yōu)質(zhì)磨煤,高效噴吹,提高煤粉燃燒率

置換比較高的噴煤,使燃料比有所降低或不升高,才對(duì)煉鐵成本產(chǎn)生貢獻(xiàn)。這就要求生產(chǎn)中提高煤粉的燃燒率,減少爐內(nèi)的未燃煤粉量,采取的主要措施如下。

(1)加強(qiáng)進(jìn)廠精煤質(zhì)量驗(yàn)收,杜絕劣質(zhì)煤進(jìn)廠。因?yàn)榕食射撍脟姶得喝客赓?gòu),噴煤系統(tǒng)投產(chǎn)初期,曾經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間出現(xiàn)噴吹煤質(zhì)量波動(dòng)的情況,嚴(yán)重影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。通過(guò)一系列的技術(shù)手段和管理手段,進(jìn)廠精煤質(zhì)量得到大幅度提高,保證了高爐噴煤的正常進(jìn)行。

(2)采用瘦煤和無(wú)煙煤混噴,直至全噴瘦煤。攀成鋼噴煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)可全噴煙煤,故噴瘦煤是沒(méi)有問(wèn)題的。瘦煤相比無(wú)煙精煤,其揮發(fā)分高,揮發(fā)分遇高溫時(shí)要分解,只是煤粉爆裂,促進(jìn)分解燃燒和殘?zhí)既紵?二者配合有利于提高煤粉燃燒率;瘦煤的可磨性較好,可增加磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量,為增加噴煤量提供條件。2014年,攀成鋼噴吹煤比例為30%無(wú)煙精煤+70%瘦煤。

(3)加強(qiáng)磨煤操作,提高煤粉的細(xì)度。要求煤粉細(xì)度-200目要大于70%,以增加煤粉比表面積。

(4)降低噴吹煤粉入爐水分。在投產(chǎn)初期,由于空壓氣汽包故障,導(dǎo)致入爐煤粉水分長(zhǎng)期大于2.5%,高的甚至達(dá)到4%,以致于高爐經(jīng)常堵槍、斷噴,高爐操作受到影響。經(jīng)過(guò)改進(jìn),現(xiàn)在噴吹煤入爐水分保持在1.5%左右,基本杜絕了因水分原因的堵槍停噴事故。

(5)均勻噴吹。一方面是噴煤系統(tǒng)保持生產(chǎn)穩(wěn)定,不出現(xiàn)因噴煤系統(tǒng)而出現(xiàn)停噴、斷噴或減量的情況,另一方面,高爐要勤檢查分配器、風(fēng)口的工作狀態(tài),保證每個(gè)風(fēng)口煤粉量均勻、穩(wěn)定。

5 高釩鈦礦冶煉條件下的提高噴煤比

攀成鋼高爐在2013年以前,渣中TiO2維持在15%以下,從2013年開始,大幅度提高釩鈦礦用量,渣中TiO2逐步提高,到2014年穩(wěn)定在21%以上。隨著高爐的強(qiáng)化,高爐利用系數(shù)逐步提高;隨著綜合指標(biāo)的改善,高爐的折算綜合焦比下降較多。但隨著釩鈦礦使用量的提高,高爐噴煤比達(dá)到130kg/t以上后,高爐除塵灰中的含碳量增加較多。故在目前攀成鋼高爐的冶煉條件下,高爐噴煤不宜超過(guò)140kg/t。近年來(lái)攀成鋼高爐噴煤比與渣中TiO2及除塵灰含碳的情況,見(jiàn)表2。

6 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

攀成鋼高爐近年來(lái)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見(jiàn)表2。

7 結(jié)語(yǔ)

(1)焦炭質(zhì)量的提高和穩(wěn)定,是冶煉高釩鈦礦高爐順行和提高噴煤比的基礎(chǔ),特別是CSR,應(yīng)該達(dá)到50%以上。

(2)對(duì)于依靠外購(gòu)的噴吹煤,建立煤資源的常態(tài)跟蹤制度,對(duì)其數(shù)量質(zhì)量的變化要及時(shí)跟進(jìn),隨時(shí)調(diào)整配煤。

表2 攀成鋼高爐近年來(lái)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

(3)入爐原料的篩分工作要高度重視,保證5mm以下的原料小于3%。

(4)保持爐缸正常工作狀態(tài),活躍的爐缸是冶煉高釩鈦礦的基礎(chǔ),要以低的[Si+Ti],高的物理熱來(lái)保持爐缸的活躍度。

(5)高冶煉強(qiáng)度是冶煉高釩鈦礦的保證,大風(fēng)量、高風(fēng)溫、富氧噴煤則是強(qiáng)化高爐冶煉釩鈦礦的技術(shù)手段。

(6)爐前及時(shí)出凈渣鐵,為爐內(nèi)操作及提高噴煤比創(chuàng)造條件。

(7)在渣中TiO2達(dá)到21%以上時(shí),密切關(guān)注除塵灰含碳情況,如除塵灰中含碳達(dá)到40%左右時(shí),噴煤比不宜超過(guò)140kg/t。

Under the Condition of High Titanium Slag Smelting Coal Injection Production Practice in Blast Furnaces of Pancheng Steel

TU Jing-bin
(Pangang Group Chengdu Iron&Steel Co.,Ltd.,Chengdu 610300,Sichuan,China)

To climb to produce high titanium slag smelting blast furnace coal injection in the conditions of production practice are summarized.Work by taking pays special attention to concentrate,increasing blast temperature,oxygen enriched blast,improve coal injection coal and optimization in furnace and the furnace before operation measures,such as climbing to produce injection in the blast furnace coal injection to achieve a stable,TiO2in the slag is up to 21.33%in2014,under the condition of coal than 122.40 kg/t.

blast furnace;high titanium slag;coal injection concentrate;oxygen enrichment

TF538.6

:B

1001-5108(2015)05-0013-08

涂靜彬,工程師,主要從事煉鐵方面的工作。