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首钢通钢3#高炉降低燃料比生产实践

2026-03-18 15:52:31

来源:中国炼铁网

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王健     陈涛    于海新

(通钢炼铁事业部)

摘  要  首钢通钢 3号高炉主要通过采取提高喷煤无烟煤配比、以及稳定原燃料、提高风溫、提高顶压、降低生铁含硅量、加强日常操作与管理等一系列措施,使得燃料比由原来的588kg/t降低至565kg/t左右。
关键词  高炉  燃料比  

1 概  况

通钢3号高炉于2014年7月12日开炉,2014年开炉到2019年2月28日为第一代炉龄。通钢3号高炉2019年2月28日至2019年4月13日进行停炉中修,2019年4月13日开炉至今,其燃料比水平与国内其他同级别高炉相比一直处于高位运行。燃料消耗过高一直是困扰3号高炉的一大难题,燃料比过高也就导致产量无法达到高产,燃料比和产能相互制约。公司为了进一步降低生产成本,增加利润。从2022年1月开始要求炼铁事业部寻求突破,日产稳定在6000吨的水平逐步降低燃料比。要实现2022年第一季度开门红目标,产量要稳定在日产6000吨,燃料比降低至565 kg/t左右。


2 降低燃料比的措施
2.1 稳定原燃料

受疫情以及各种突发事故的影响,3号高炉入炉原燃料条件并不理想。首先,入炉原料化学成分波动大,炼铁事业部为了配合球团检修,解决球团短缺,烧结频繁变配料比,降低烧结矿的二元碱度,这就导致入炉矿品位及碱度波动较大,高炉被迫频繁调剂。其次,入炉焦炭质量差。通钢3号高炉入炉的燃料为炼铁事业部焦化厂自产焦炭(干熄焦和水熄焦)以及少量外购焦。焦炭的灰分较高且成分波动较大,焦炭的强度指标M40 和 M10、热态指标 CRI 和 CSR 也远差于全国其他同类型高炉;并且由于焦炉存在隐患以及煤种繁杂,进一步导致焦炭质量不稳定且质量差。

根据通钢现有的原燃料条件,3号高炉通过以下措施使得入炉原燃料得到稳定:

 1)制定各种料比调整措施与方案。通钢3号高炉针对入炉烧结矿碱度的调整,有计划有步骤的提高烧结比例,提前做好计算和预判,避免造成大的炉况波动。

2)制定焦炭质量预警机制。为减少焦炭对高炉的不利影响,3号高炉与炼铁事业部积极沟通,要确保高炉的干熄焦比例不低于55%,且尽量减少焦炭比例的波动,这样有利于炉况稳定,为降低燃料比创造条件。另外,要求焦化事业部,从炼焦源头把好质量关,优化配煤、炼焦操作等诸多工序,加强岗位操作,强化管理,使得号高炉所用焦炭质量得到保障。再有,当焦化事业部变配煤比时提前通知炼铁事业部,计算好时间节点,采取相应的措施。

稳定原燃料入炉是确保炉况稳定顺行的先决条件,也是保证高产的前提,同时也是降低燃料比的基础。


2.2  提高喷煤无烟煤配比

根据炼铁事业部当前喷吹煤配比和改成全无烟煤配比成本、指标变化测算如下:

1)烟煤50%比例和25%比例、全无烟煤,三种配比煤粉指标、喷吹煤成本测算

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烟煤比例25%,固定碳升高4.2%,喷吹煤成本升高53元。

全无烟煤,固定碳升高8.66%,喷吹煤成本升高97元。

2)烟煤50%比例和25%比例、全无烟煤,三种配比影响燃料比测算

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烟煤比例25%燃料比下降5.82kg/t,改成全无烟煤燃料比下降12.75kg/t。

3)烟煤50%比例和25%比例、全无烟煤,三种配比铁成本测算

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烟煤比例25%,铁成本下降11元。

全无烟煤,铁成本下降23元。

经过实际的测算喷煤无烟煤配比由50%逐步提高到全无烟,铁成本没有上升反而下降,主要表现在燃料比下降12.75 kg/t。


2.3提高风温

风温是高炉热量的主要来源之一,风温水平的高低对燃料比及理论燃烧温度的影响较大。热风温度升高100℃,可降低炼铁燃料比20~25kg/t,提高风口理论燃烧温度70℃。3号高炉配置三座高效旋流扩散式顶燃式高风温热风炉,设计风温1280℃。虽然3号高炉的热风炉设计风温可以达到最高1280℃,但是自从3号高炉开炉至第一代炉龄最高风温用到过1255℃。2019年4月13日中修重新开炉以后风温一直处于1200℃以下,此次为了降低燃料比,我们不断的优化操作,有计划有步骤的逐步把风温从1180℃提高至1210℃。风温提高以后,炉况稳定,高炉的冶炼强度得到提升,同等冶炼强度煤量降低了1-2吨每小时,间接的降低了燃料比6kg/t左右。


2.4 提高顶压

高压操作是高炉强化冶炼的手段之一,高压操作的优点:1)强化冶炼进程,提高产量;2)可在一定程度上降低焦炭消耗;3)降低炉尘吹出量;4)可以回收能量;5)降低生铁含硅量。提高顶压可以在一定程度上降低焦比,同时还可以降低生铁含硅量,这就间接的降低了燃料比。2019年4月13日中修以后3号高炉的顶压一直维持在210kpa左右,2022年开始提出了高顶压的目标参数,顶压在高炉稳顺的前提下开始逐渐上用,顶压的目标值是225。至3月末顶压已用至225kPa。顶压提高以后降低了煤气流速,增加了煤气在炉内的停留时间,进而加大矿石的间接还原降低了燃料比。


2.5  降低生铁含硅量

降低生铁含硅量是降低燃料比的有效途径之一,降低生铁含硅量不仅可以有效的降低燃料比同时还可以提高产量。但是炼铁界有句俗话“炉温(生铁含硅量)是高炉的生命线”,因此在冶炼过程中控制好炉温至关重要。稳定的炉温是高炉稳定顺行的基本条件。在2022年以前3号高炉的炉温(铁水含硅量)控制在0.45%-0.55%水平,主要是当时的炉况需要,2022年以前3号高炉出现多次炉墙结厚现象。

2022年以后,炼铁事业部制定了相关管理规定,要求高炉本着“降硅不亏热”的原则,以充足的铁水物理热为保证,控制生铁含硅量要求在0.35%-0.45%之间。生铁含硅量降低0.1%,降低燃料比4kg/t。


2.6 加强操作与管理

高炉稳定顺行是降低燃料比的先决条件。为了确保高炉长期稳定顺行,高炉作业区每天根据当前的炉况情况以及外部实时条件变化,及时准确的制定好当班和当天的高炉操作方针,要求四班统一操作,杜绝个人主义给炉况带来波动。

炉外出铁管理规定:1)要求炉前必须执行“零间隔”出铁;2)加强设备点检工作,杜绝一切设备事故发生。

通过对炉内和炉外的管理,高炉达到了稳定顺行,为降低燃料比创造良好的条件。


3  结语  

1)稳定原燃料入炉是确保炉况稳定顺行的先决条件,也是保证高产的前提,同时也是降低燃料比的基础。

2)此次降低燃料比的关键在于在不增加铁成本的基础上,把喷吹煤粉的无烟煤配比由50%改成全无烟煤。

3)通钢3号高炉以稳定入炉原燃料条件为基础、通过提高无烟煤配比、提高风溫、提高顶压、降低生铁含硅量、加强日常操作与管理等一系列措施以后,燃料比在逐渐降低到565 kg/t左右。

4)通钢3号高炉通过以上一系列的措施以后使燃料比降低了差不多23 kg/t。提高无烟煤配比是一个新的降低燃料比的途径, 3号高炉在今后的生产实践中继续探索和寻找新的降低燃料比的方法。


参考文献
[1] 周传典.高炉炼铁生产技术手册[M].北京:冶金工业出版社,2002.
[2] 刘琦.降低生铁成本的途径[J].炼铁,2002,21(2):11~16.
[3] 由文泉,赵民革.实用高炉炼铁技术.北京:冶金工业出版社,2004:51  
[4] 郝素菊,蒋武锋,赵丽树,张维彬.高炉炼铁500问.北京:化学工业出版社,2008:1