天铁高炉混喷技术改进及实践

联系人：陈伟工程师电话[phone]E-mail:[e-mail](100176)北京经济技术开发区建安街7号中冶京诚炼铁室天铁高炉混喷技术改进及实践陈伟张俊杰王艳民(中冶京诚工程技术有限公司)（天津天铁冶金集团有限公司）(中冶京诚工程技术有限公司)摘要天铁高炉在混喷技术应用中采取一系列有效改进措施，进一步优化了混喷工艺，强化了高炉混喷后的冶炼操作，使天铁高炉在入炉品位降低等不利情况下，实现了平均煤比164.6kg/t，焦比362.9kg/t，综合焦比493.6kg/t，使天铁高炉喷煤技术水平上了一个新的台阶。关键词混喷直接喷吹技术改进天铁集团老区现有5座高炉，自1987年高炉喷煤系统投产以来，一直采用球磨机集中制粉间接喷吹方式，每座高炉均建有一座喷吹站（见图1），在2006年之前高炉喷煤指标一直保持全国同类高炉先进水平。随着高炉喷煤工艺不断发展，烟煤与无烟煤混喷技术、集中制粉直接喷吹技术、中速磨制粉技术、自动测堵技术等新技术普遍应用，国内外冶金企业煤比均有很大提高。由于天铁一直喷吹单一煤种无烟煤，煤比低于150Kg/t无法提高。为了进一步提高煤比，降低焦比，2009年天铁集团进行了高炉混喷煤粉改造。图1天铁高炉间接喷粉工艺1、高炉混喷技术1.1高炉混喷煤粉工艺喷煤设施按最大吨铁喷煤比220kg/t设计；喷吹煤种为无烟煤、烟煤；采用5座高炉集中制粉直接喷吹方式，设计两个制粉系列，每个系列制粉能力每小时65t，每个系列6个喷吹罐，直接为5座高炉喷煤（见图2）；制粉系统采用立式中速辊式磨煤机，大布袋直接收粉工艺；引用热风炉废气作为磨机的干燥和惰化介质；喷煤系统采用并罐上出料浓相输送单分配器直接喷煤工艺。受料斗受料斗皮带机除铁器给煤机给煤机原煤仓密闭式给煤机立式中速辊式磨煤机布袋收粉器煤粉仓喷吹罐喷吹罐主排风机烟气引风机升温炉氮气罐空气罐分配器高炉图2高炉混喷煤粉工艺1.2混喷生产混喷工程于2009年8月31日建成投产。为保证高炉正常的喷煤生产，试喷期间继续保持老喷煤系统的正常运行，并制定了新老系统转换的操作规程。为保证混喷投产的成功，首先从距离最远的5#高炉开始，5#高炉距制粉800多米，由于管线长、阻损大，经反复调整后，确定出喷吹操作参数，见表1[1]。混喷试喷成功后，1#～4#高炉相继投产，到2010年1月28日老喷煤系统正式停止运行。表1混喷操作参数序号喷煤量/t/h喷煤罐压力/KPa底部流化流量/Nm3/h补气器间隙/mm补气流量/Nm3/h分配器前压力/KPa18～10～800805350320211～15850～9001005300350316以上900～95012052503802混喷工艺改进2.1喷煤主管道切断阀改进由于喷煤操作在远离制粉的高炉主控室远程控制，原设计喷煤主管道切断阀在返粉阀后，喷煤罐返粉及喷煤主管道过滤器清堵处理只能由高炉操作岗位通知制粉岗位手动处理，不利于正常的喷煤生产。通过现场考察，将喷煤主管道切断阀移至返粉阀前，改进后实现了远程控制，保证了正常的喷煤生产。2.2煤粉仓防爆门每个煤粉仓设计有两个重力防爆门，由于喷煤罐放散管道接在煤粉仓，当喷煤罐放散卸压时，煤粉仓重力防爆门就被顶开，造成跑粉。投产初期只能采取使用小放散卸压至4KPa以下后，才能打开大放散卸压，严重影响喷煤生产。煤粉仓仓顶小布袋吸放散气量有限，煤粉仓顶加吸潮管解决了放散气体排放问题。2.3两制粉系列干燥、送粉改造目前，混喷系统引用高炉热风废烟气来加热烘干煤粉，烟气管道的连接方式为：1#-2#高炉热风炉烟道引一根废烟气管供应2#、制粉系列，3#-4#高炉热风炉烟道引一根废烟气管供应1#制粉系列。而1#制粉系列向1#、2#、5#高炉喷煤，2#、制粉系列向3#、4#高炉喷煤。制粉系统使用热风炉废烟气作为干燥惰化介质，由于一个制粉系统取自两个高炉的热风炉废烟气，当其中一座高炉休风检修后，另一座高炉的热风炉在换炉时排放废气中O2含量可能超标，影响到制粉生产。对此制定了高炉检修时制粉与热风炉的联系制度，规定当其中一座高炉休风检修后，另一座高炉的热风炉在换炉时必须提前与制粉联系，保证了制粉的安全生产。正在试验烟气自循环系统，待该系统操作人员掌握后，将彻底解决因废烟气波动，对制粉产生的影响。原设计1#制粉系列只能为1#、2#、5#高炉喷煤，2#制粉系列只能为3#、4#高炉喷煤。只要一个系列出现故障，至少有两个高炉停煤。因此将1#制粉系列1#高炉喷煤主管道与返粉管道之间加连通，为2#制粉系列的煤粉仓送粉；将2#制粉系列的备用喷煤管道与1#制粉系列的5#高炉喷煤返粉管道之间加连通，为1#制粉系列的煤粉仓送粉；实现了两制粉系列相互送粉，保证了制粉故障检修时五座高炉的正常喷煤。2.4振动筛排污方式改进现煤粉仓上的振动筛排污管道，直接放在煤粉仓顶。清理振动筛排污管道时，只能将煤粉杂物清理在煤粉仓顶上，不但造成煤粉浪费，还污染了环境。在排污管道上增加一道过滤筛网和排污门，将排污管道接至煤粉仓。从而排污门清理杂物，而煤粉就通过排污管道返至煤粉仓。2.5混喷煤粉挥发份不稳定目前，混喷煤粉挥发份波动较大，对高炉的操作带来一定的影响。由于进厂原煤的成分在第二天才能检验出，造成配煤调整滞后，当高炉发现炉况变化后，只能进行加焦补救。因此，在原煤进厂化验的方式上以及高炉的操作上需要进一步完善。为保证混喷后高炉炉况稳定，将煤粉的挥发份分为三个阶段进行控制，第一阶段2009年9月份煤粉挥发份15%，2010年1月份煤粉挥发份提高到18%，2月下旬烟煤与无烟煤配比为2:1，挥发份提高到21%，高炉炉况稳定顺行，喷煤比稳步上升。2.6增设喷枪自动清堵设施喷煤支管堵塞后现场岗位人员一般通过人工处理的方式排除故障，依据经验，堵管后五到十秒钟即为堵塞严重，不易用氮气（或压缩空气）吹通，由于人工处理的非实时性，往往造成人工处理时已经堵严，现场人员经常会打开人工反吹口将堵管煤粉泄出，这样又会造成资源浪费，也不利于环保。针对直接喷吹管道长、压力损失大、喷枪堵塞难处理的情况，增设了喷枪自动清堵设施。在分配器出口的每支喷吹支管上安装微波传感器，在线测量煤粉流量；在给煤阀和吹扫阀后增设了气动阀门。在监测到煤粉浓度在正常操作情况下出现堵管趋势时，系统自动进行反吹堵操作，使之在没有被完全堵塞前即被处理。使用这套自动清堵设施后，喷煤炉前管道未发送过堵塞情况，仅多喷煤少耗焦炭一项，年节约资金就达2000万元[2]。3高炉混喷改进后的操作3.1降低入炉粉末，提高高炉透气性根据原料粒度的变化，及时控制给料器开度，降低下料速度，减薄筛上料层厚度，延长筛分时间；另外加强筛孔堵塞检查，防止粉末入炉，增加高炉料柱透气性，为大煤量喷吹创造了条件。3.2改善原燃料质量，维持炉况稳定顺行烧结矿通过喷洒钝化剂提高强度，低温还原粉化指数RDI+3.15由喷洒前的65%左右提高到95%以上（见表2），减少了烧结矿在低温区的粉化，改善了料柱的透气性。炼焦工序应用自动配煤系统和焦炭生产的自动控制技术，在进厂煤质量下降的情况下，焦炭质量保持了相对稳定。M40稳定在83％以上，M10在7％以下，有利于炉况稳定和煤量的提高。表2烧结矿低温还原粉化检测结果指数RDI+6.3RDI+3.15RDI-0.5喷洒前%33.9864.037.64喷洒后%97.3097.652.013.3提高风口区理论燃烧温度混喷后坚持全关冷风大闸操作，充分发挥热风系统空气和煤气双预热技术，助燃空气掺氧技术，保持风温在1110℃以上；同时制定了各高炉富氧规定，由生产调度统一协调富氧量，平均富氧率达2.9％左右，风口区理论燃烧温度达2300℃以上，为提高煤比降低焦比创造了条件。4混喷效果通过一系列的混喷工艺和高炉操作改进，高炉炉况稳定顺行，取得了较好效果。由于2012年5#高炉进行两次大的检修，一直使用老系统喷吹无烟煤，因此只对1~4#高炉混喷前后的主要技术指标进行了对比。表31~4#高炉混喷前后的主要技术指标时间系数/t/m3.d风温/℃富氧率/%煤比/kg/t焦比/kg/t综合焦比/kg/t入炉品位/%瓦斯灰/C%混喷前（2009.7～12）2.710972.69142.8367.3481.658.335混喷后（2010.1～9）2.7511182.93164.6362.9493.657.130.6从表3可以看出，混喷后煤比提高，焦比降低，但综合焦比上升12kg/t，其原因主要是综合入炉品位下降1.2％，而且2010年1#、2#、4#高炉各中修一次，去除入炉品位因素和中修因素，混喷效果是显著的。煤比提高，瓦斯灰中C含量没有升高。从表3可以看出，自2010年2月下旬老区高炉煤粉挥发分提高到21％以来，在煤比提高到170kg/t后，瓦斯灰中C含量略有下降，可见煤粉的燃烧效果较好，高炉能够接受大煤量喷吹。5结论(1)生产实践证明，天铁高炉混喷系统改进是成功的。没有因喷煤系统故障，造成高炉停喷煤粉。先进的喷煤工艺和技术是提高煤比，降低能耗的前提。(2)原燃料条件改善、入炉品位提高等都有利于煤比的提高。(3)目前，天铁高炉煤粉挥发份控制在18～21%，煤比160～180kg/t之间比较适宜。(4)如果风温在1150℃以上，富氧率在3％以上的高炉，煤比可以提高到160kg/t以上。6参考文献[1]贺大鹏.天铁高炉混喷技术实践[J].天津冶金,2010(3):3-5.[2]张金钟.天铁高炉喷煤清堵自动控制系统的设计[J]天津冶金,2011(3):38-40.ImprovementandPracticeofBlastFurnaceMixedInjectionTechnologyofTiantieChen-WeiZhangJun-Jie(CapitalEngineering&ResearchIncorporationLimited)（TianjinTiantieMetallurgicalGroupCo.,Ltd）Wangyan-min(CapitalEngineering&ResearchIncorporationLimited)AbstractTakeaseriesofeffectivemeasurestofurtheroptimizethemixedinjectiontechnologyofTiantieblastfurnace.Accordingtostrengthentheblastfurnacesmeltingoperationaftermixedinjectionandactualizeaveragecoalinjectionrate164.6kg/t,thecokerate362.9kg/t,comprehensivecokeratio493.6kg/tintheadversecircumstancesthatfurnacegradeloweroftheTiantieblastfurnace,makethecoalinjectiontechnologytoanewlevelofTiantieblastfurnaceKeywordsMixedInjectionTechnologyDirectInjectionTechnicalImprovement