济钢1~#高炉大喷煤量探索

　　统挖潜做了大量工作，各项技术经济指标取得了较大突破。但喷煤比由于受风温水平及富氧率的制约，一直没有大的进展。1999 ~2002年一季度喷煤比分别为90、104、105、99kg/t.2002年5月，济钢**炼铁厂决定在条件较好的1高炉进行大喷煤产钢10286万t，产生铁7883万t，产焦炭3800万t（进出口焦炭持平），焦钢比仅为0.369.如果日本生产3亿t钢，有11000万t焦炭就己足够。中国建这么多的焦炉是过剩的。

　　所以要冷静地看待国内、外焦炭市场紧俏的形势，建一些大型的、符合环保要求的焦炉是需要的，相反盲目建设一些不符合环保要求的低水平焦炉是要被淘汰的。

　　5当前炼焦工业存在的主要问题目前山西、云南、贵州等几个省生产土焦，浪费能源、污染环境、破坏生态、浪费好焦煤，也影响焦化行业的发展。

　　―批大中型老焦化厂装备水平低，需要更新改造，治理污染，赶先进水平。

　　―批中小型焦化厂的红旗焦炉，70型、66型焦炉等生产工艺落后、污染环境、劳动生产率低，需要逐步淘汰。

　　近几年，新建的一批焦炉不规范，煤气净化部分、环保设置没有同时建设，留下一些后患。

　　*近炼焦洗精煤灰份升高，影响焦炭质量，需要进一步做工作。

　　总之，中国的炼焦工业在改革开放的大好形势下，经过共同努力，近几年得到了迅速发展。2002年机焦产量为1.08亿t，是世界生产焦炭的**大国，但还不是一个生产焦炭强国。有一些企业生产工艺比较落后，环保还存在许多问题。所以炼焦行业任务艰巨，尚需不断努力，以促进焦化行业的发展。

　　试验。试验分两阶段，**阶段为2002年5月15~18日，小时基础煤量6.3t，喷煤比在135kg/t左右；第二阶段为2002年5月19~23日，小时基础煤量6.5t，喷煤比在140kg/t左右。

　　1试验基本条件1高炉现喷吹无烟煤，其成分和粒度组成分别见表1、2.表1煤种成分项目煤粉组成表2粒度组成粒级/mm比例/高炉现用煤种不固定，成分波动较大，同时挥发分偏低，可磨性差，小于0.078mm的占75.6%试验期为稳定1高炉炉况，加可比性，焦炭采用一半干熄焦，一半湿熄焦。

　　2试验结果从两个阶段试验情况看，炉况稳定性较好，试验阶段无崩悬料，无风口、淹口损坏，工艺休风率为零，技术经济指标均有改观。表3是试验阶段与基准期经济技术指标对比。

　　1产量高0.024t/m3.d.影响产量的主要因素包括：入炉品位加影响0.068t/m3.d；富氧率提高影响0.019t/m3.d焦炭灰分提高影响一0.018t/m3.d.三项合计：利用系数提高0.069t/m3.d.影响产量的主要因素是：入炉品位加影响0.081t/m3.d；富氧率提高影响0. 018t/m3.d；焦炭灰分提高影响一0.023t/m3.d.三项合计：利用系数提高第二阶段影响产量的主要原因是入炉品位的加，入炉品位的加与试验期球团矿比例大幅上升有很大关系，**、二阶段球团矿比例分别较基准期22生铁质量随着喷煤比的加，生铁较基准期升高，一级品率分别完成70.98%、4.87%；**阶段生铁表3经济技术指标阶段基准期**阶段第二阶段天数/d利用系数/t.m冶炼强度/t.m3d综合冶炼强度/t.m入炉焦比/kg.t综合焦比/kg.t一级品率/%风压/MPa风温/°c富氧率/%炉顶煤气温度/°C煤气⑶2含量/生铁含/%炉温稳定指数焦炭灰分/硫分/烧结矿TFW%入炉综合品位/控制较基准期高，平均0.47%第二阶段因炉缸工作未有恶化，逐渐下控，平均在0. 43%但随后几天出现渣中FeO加，炉缸温度不足的现象。根据济钢**炼铁厂目前状况，提高煤比后，控制应不低于0.45%，这样才能既保证炉缸温度，又保证生铁质量。

　　3入炉焦比高炉加煤比后，焦比明显降低，**阶段与第二阶段入炉焦比分别完成356.9、361.3kg/t；两阶段焦比平均完成359.1kg/t.是5月1~23日焦比运行情况（5月9日数据因休风剔出）影响焦比的因素：风温水平提高平均影响一0.861kg/t；生铁含桂降低平均影响一0.3kg/t；焦炭灰分提高平均影响1.61kg/1.三项合计：影响焦比0.449kg/1. 3分析与讨论3.1增大喷煤量后煤气流的变化近几年的理论研究和生产实践表明，高炉加喷吹煤粉量后，有的高炉使中心气流发展，而有的高炉则使边缘气流发展。1高炉大喷煤量后，炉况表现呈如下状态：煤气曲线：基准期边中差控制4.5%**图i焦比运行情况阶段前3天边中差平均3.4%第3天（月7日）采取压边措施，白班提100mm焦料线（1高炉采用分装打料，矿批13.it，矿焦线1100mm/1000mm）、矿焦线1100mm/900mm打料；第二阶段基本以矿焦线1100mm/900mm打料。

　　炉况稳定性：在加煤过程中，**阶段出现稳压一次，两次小的塌料。5月16日夜班（0时~8时）第1批扩矿批13.1t重为13.5t，3：45炉顶出现连续爆震，3：53减风稳压，27批将矿批缩至13.1t，炉况基本稳定。

　　风口表现：本次试验过程中，1高炉14个风口表现圆周气流均匀，风口明亮，但深度不够；进入第二阶段，风口有时出现粘结大块，对稳定炉温造成一定困难，渣口渣温不足。

　　以上表现说明1高炉大喷煤量后，边沿气流较基准期发展，中心气流难以吹透。

　　造成气流分布变化的另一个原因是料柱中焦炭量减少，矿焦比加，使料柱透气性恶化，单位体积料柱重量与炉料作用于回旋区的有效正压力加，同时部分煤粉进入风口后快速燃烧，使回旋区变小，形成边沿气流较基准期发展。

　　矿焦比加较多，料柱透气性恶化加剧，必须具有较高的鼓风动能和较低的煤气量，才能满足合理煤气流分布和顺行的要求。而事实上1高炉长期风量小，不利于打开中心。经计算1高炉大喷煤量后炉腹煤气量加20%.炉腹煤气量的加，必须在炉况调剂上保持煤气有良好的通道，确保炉况的稳定顺行。

　　2理论燃烧温度变化高炉大喷煤量后，在其它因素不变的条件下，理论燃烧温度会降低，将使煤粉在风口前燃烧不完全，料柱加热不足而炉凉。根据理论燃烧温度计算公式可计算出基准期与试验期理论燃烧温度变化：Q碳风口前燃烧成CO放出热量，1；Q风鼓风带入热量，1；Q燃识热焦炭带入热量，1；Q水鼓风和喷吹物中水分解吸热，k；Q喷喷吹物分解热，1；C炉缸煤气热容，1/（m3.C）V炉缸煤气量，m3.经计算基准期：理为2136C；**阶段：理为2123C；第二阶段：理为2108 3.3未燃煤粉的行为煤粉燃烧研究和国内外高炉喷煤实践表明，在高炉喷煤的条件下，煤粉在喷枪出口到离开风口前燃烧带的短暂时间内，100%气化是不可能的。不仅部分煤粉不能完成气化的3个阶段，而且己气化的煤粉在气化过程中还不可避免地产生抗表面氧化能力很强的碳黑微粒。这些未燃煤粉和产生的碳黑微粒随煤气离开燃烧带上升进入滴落带、软熔带，甚至块状带。少量的煤粉和碳黑在上升过程中，有可能在冶炼阶段被吸收或进一步气化，途径有：遇滴落的炉渣或进入炉缸的渣层中，煤粉或碳黑可作为（FeO）或少量元素氧化物还原的还原剂，即：遇到滴落的铁珠或未熔的海绵铁，可被吸收成为渗碳或形成Fe3C等。）吸附在炉料（矿石、焦炭）表面或空隙中，贝I可与煤气中的C2反应而转化成CO，即：这在某种意义上保护了焦炭，降低了焦炭中碳的溶解损失反应，使焦炭强度不降低或减轻降低程度。吸附在熔剂表面的，也可以发生C与熔剂分解出来的CO2反应形成CO.吸附在焦炭表面或空隙中的，随焦炭进入燃烧带而与鼓风中的2氧化。

　　通过以上途径吸收或气化的未燃煤粉和碳黑微粒，不会给高炉冶炼过程带来不利作用。但大量煤粉如不能被气化而随煤气进入料柱或炉缸，将产生许多不利作用，甚至影响高炉稳定、顺行。例如：（1）大量进入炉渣超过直接还原所要求的数量，以悬浮状存在于炉渣中，会加炉渣的粘度。试验第二阶段1高炉炉渣出现温度不足，流动性差。5月23日（8时~16时）班，持续下行，实际降至0.30%，在炉温超下限情况下，操作工长加煤至7.0t/h，造成炉缸急剧恶化，渣口带铁严重。

　　少量附着在炉料表面和空隙中，会降低料柱的孔隙度，恶化煤气上升过程中的动力学条件，也就是煤气通过料柱时阻力加。1高炉表现中心气流难打开、边缘气流易发展的现象，与未燃煤粉的碳黑随气流上升而沉积在料柱的中心部分，使其透气性变差有很大关系。

　　未燃煤粉随炉尘吹出，随煤气进入洗涤塔，加了炉尘含C量，使洗涤塔水变黑。试验第二阶段，洗涤塔水出现大量漂浮的碳黑。

　　因此在生产中，提高煤粉在风口前燃烧带内的燃烧率（气化率），是提高喷吹量的重要课题。1高炉提高喷煤比后，中心气流较死，上部采取压边开中心的措施，调整边沿气流与中心气流的分布，在一定程度上提高了燃烧率。

　　3.4影响燃烧率的因素3.4.1煤种所用煤种主要有：白杨墅、睢溪、隋西、岱旺、阳泉等地产烟煤，成分见表4.其中可磨性好的是阳泉煤，可磨性差的是岱旺煤。由于理化性能不同，喷吹效果也不同。

　　表4煤种成分煤种时间灰分挥发分白杨墅5月9日睢溪5月11日隋西5月21日岱旺4月8日阳泉4月27日比的重要措施121.通过计算基准期：：xo为1. 15；**阶段：：xo为1.10；第二阶段：：xo为1.06.喷煤氧过剩系数应大于1. 10f2.本次试验中，基准期氧过剩系数1.15，**阶段氧过剩系数1.10，第二阶段氧过剩系数1. 06己低于1.10，这将影响煤粉在风口前的燃烧。

　　3.5操作中出现的几个问题3.51负荷的调剂试验初期，焦炭负荷上行较多，试验基准期，焦炭负荷维持在4. 2左右；**阶段焦炭负荷4.6左右；第二阶段焦炭负荷4. 65左右。由于本次试验以大煤比为主要目的，喷煤量固定，故在炉温控制上难度较大。在稳定炉温基础上适当调整煤量，是大煤比后的主要操作手段。

　　同时要早动少动，尽量避免炉温的大起大落。

　　3.5.2喷煤量与风的匹配关系高炉加煤量以高炉能接受为原则，当入炉风量小、无氧时，大量未燃煤粉随煤气进入炉尘，降低煤粉燃烧率。

　　5.3铁水质量的控制本次喷煤试验，一级品率下降较多，除与炉缸工作状态有关外，炉渣粘稠、脱硫效率低是主要原因。要提高一级品率，一方面要适当提，另一方面要抑制边沿气流。

　　4结论1此次大喷煤量攻关，*大煤比140kg/1，入炉焦比降低25kg/t.由于措施得力，炉况实现了稳定，为产降耗探索了一条可行之路。

　　4.2煤量加后，边沿气流较基准期发展，中心气流减弱，炉况出现不稳定。解决的关健是大鼓风动能，加料柱中心的透气性，要加强对原燃料的筛分工作，降低入炉料含粉率。

　　4.3从氧过剩系数的计算可以看出，1高炉煤比至140kg/t后，氧过剩系数己至1.05，要保障煤粉燃烧，富氧率应不低于0.70%. 4.4随煤比大，炉温把握困难，在负荷调剂上要注重一个勤字；在风小、无氧时，要临时减少煤量；对炉缸出现的问题要及时处理。

　　4.5大煤量后，炉渣渗透性变差，脱硫效率降低，采取提高炉缸热容，降低炉渣粘度，炉温控制不小于0.45%等措施，消除了对炉缸产生的不良影响。