马钢一铁总厂提高煤比生产实践

朱胜利，李　嘉

(马钢集团人力资源部，安徽马鞍山 243000)



马钢一铁总厂提高煤比生产实践

朱胜利，李嘉

(马钢集团人力资源部，安徽马鞍山 243000)

摘要：为进一步降低生铁成本，马钢一铁总厂在提高煤比上进行攻关，通过维持高炉顺行，改善炉缸工作状况，提高富氧率，强化工艺管理，严密监控喷煤制粉、喷吹系统的安全，及时调整操作制度等措施。使高炉喷煤比由139.7kg/t提高到150.8kg/t。

关键词：煤比；炉缸工作；富氧率；操作制度

2015年初以来，世界经济复苏缓慢，国内经济发展继续承受下行压力。受需求下降影响，国内钢材市场供大于求矛盾突显，价格竞争日趋激烈，钢铁行业面临的形势严峻，同样，马钢铁前也承受着巨大的成本压力。为进一步降低生铁成本，马钢一铁总厂在提高煤比上进行攻关，使高炉喷煤比由139.7kg/t提高到150.8kg/t。

1　提高煤比的限制因素

马钢一铁总厂现有高炉4座，其中430m3两座、500m3两座，共用一套喷吹系统。因制粉及喷吹系统原本是按喷吹无烟煤设计，因此混喷烟煤有限，正常煤比维持在145kg/t左右，2013年对制粉、喷吹系统进行改造，使烟煤配用比例大幅增加，因煤粉燃烧性能的改善，煤比也随之提高到153kg/t。

但2013年底到2014年年初，因公司大型高炉连续发生炉况失常，马钢把高炉的稳定顺行作为近两年铁前工作的重中之重。在此指导思想下，尽管公司大型高炉实现了稳定顺行，但不可否认的是，部分经济技术指标出现了滑坡，其中煤比偏低成为较为突出的问题，且距离行业先进水平存在着显著差距。此外，近两年煤焦价格的大幅下降，使煤焦差价缩小，喷煤的经济效益减小也是高炉喷煤积极性不高的重要原因。

2　提高煤比的技术措施

2.1维持高炉的稳定顺行

对于炼铁生产而言，炉况的稳定顺行是高炉提升经济技术指标的基础，提高煤比除了能减轻炼焦带来的环境污染，也能带来显著经济效益，但随着煤比提升，因矿焦负荷的增加，以及未燃煤粉增加后劣化料柱及软熔带透气性，必将给炉况顺行的维护带来压力。因此，煤比提升后必须确保炉况的稳定。首先，高炉重点抓好原燃料质量的稳定，一方面加强原燃料质量的检查，及时掌握质量变化信息，在原燃料质量发生波动时尽早采取应对措施；另一方面做好自身槽下筛网的管理工作，确保振动筛的筛分效率。其次，坚持做好高炉体检和系统保供预警工作，及时监控体检参数的变化趋势，尽早掌握炉况变化趋势，以便尽快调整参数，夯实高炉顺行的基础。

2.2改善炉缸工作状况

从以往生产实践看，提高煤比最先反映到炉况是炉缸工作状况的恶化，因此，在此次攻关中把保持炉缸工作活跃作为维护炉况稳定顺行的重要措施。

2.2.1维持适宜的理论燃烧温度

一铁总厂受热风炉状况所限，风温偏低，日常操作风温全送。高炉提高煤比对炉缸工作的影响主要表现在理论燃烧温度的降低，国内喷吹燃料的高炉理论燃烧温度控制在2000℃-2300℃[1]。根据一铁总厂高炉以往操作经验，理论燃烧温度应控制在2100℃以上，否则炉缸热量不足直接影响到渣铁性能及炉缸活跃性。此次提高煤比后，主要通过增加富氧量，确保理论燃烧温度不低于2150℃，以确保炉缸工作的稳定，同时也有利于提高煤粉燃烧率。

2.2.2控制合适的热制度和造渣制度

为保证炉缸充足的物理热，以及保持炉缸活跃性，要求控制[Si]在0.50%左右，[S]在0.022%左右，保证[C]大于4.5%，炉渣碱度控制在1.15±0.05，(Al2O3)小于15.50%、(MgO)/(Al2O3)控制在0.60%左右。

2.2.3加强渣铁处理

一铁总厂4座高炉一列式布置，渣铁处理难度相对较大。为避免炉际间相互影响，对出铁正点率进行了刚性控制。同时，对铁口深度、钻杆尺寸、钻铁口程序进行了明确规定，以保证渣铁处理的顺畅，杜绝渣铁处理不及时引起的高炉憋风、难行。

2.2.4控制煤粉水分

磨制好的煤粉如水分大一方面影响煤粉的输送，另一方面进入炉缸在风口前分解吸热，加剧理论燃烧温度的下降，因此，煤粉水分应不超过2.0%[2]。今年开展提高煤比攻关后，把煤粉的水分控制作为制粉的一个工作重点，4-6月平均水分较去年同期下降0.23%。

2.3提高富氧率

随着煤比提高，风口前未燃煤粉必然相应增加，未燃煤粉随气流进入软熔带和料柱是高煤比对炉况产生制约的一个重要原因。所以，如何提高煤粉燃烧率，减少未燃煤粉，是提高煤比后维持炉况稳定的一个关键。碳的气化速度是与气相中氧的浓度成正比的，因此，提高氧浓度是可以起到加快煤粉燃烧的效果，从而减少未燃煤粉量。实验结果表明：富氧4%可提高煤粉燃烧率6.5%，即每增加1%富氧可提高燃烧率1.51%[3]。为了在提高煤比后，维持鼓风中氧过剩系数，将富氧率由前期的1.75%左右逐步提高8月份的2.45%，以保证煤粉的燃烧，维持较高的置换比。

2.4强化工艺管理

随着提高煤比攻关的展开，针对影响喷煤的关键环节，如原煤质量检查、煤场管理、烟煤配用比例、煤粉挥发分控制、喷吹计量准确性、喷枪圆周煤量检查等，多次进行工艺纪律检查，消除流程中存在的隐患。

2.5严密监控喷煤制粉、喷吹系统的安全

烟煤混喷是提高煤粉燃烧率，减小未燃煤粉对炉况产生影响的重要手段，为确保高比例混喷烟煤下系统的安全，制定了以下技术措施：

2.5.1要求中速磨进口温度：250-350℃、中速磨分离器温度：80-90℃、布袋箱进口温度： 70-85℃、煤粉仓温度：50—75℃，如温度超上限，则开相应部位氮气阀门。

2.5.2中速磨开机前，以及停机关风机后，氮气吹扫5-10分钟。

2.5.3煤粉仓如遇高炉计划检修等长时间不下煤的情况，须开氮气保护。

2.5.4设定含氧量中速磨入口小于6%、布袋出口小于12%、煤粉仓小于8%，超出范围系统自动充氮。

2.6及时调整操作制度

针对煤比提高后，未燃煤粉对软熔带和块状带的负面影响，以及负荷加重后料柱透气性的劣化，高炉做好相应操作参数的调整，尽可能创造条件，保证煤粉的充分燃烧，缓解重负荷给高炉顺行带来的压力。

同时为改善料柱透气性，高炉操作中扩大矿批，以维持一定的焦层厚度。此外，高炉操作上保全风操作维持一定的鼓风动能，布料模式上适当发展中心气流，以适应高煤比下料柱透气性的变化，同时也达到改善煤气利用、降低燃料比的目的。

3　提高煤比的效益测算

3.1提高煤比降低生铁成本测算

一铁总厂煤比攻关后，煤比从一季度的139.7kg/t，提高到4-6月的150.8kg/t，燃料比由563.5kg/t降低到561.2kg/t，实现了燃料比基本保持不变的前提下，提高喷煤比11.1kg/t。

以焦炭价格833元/t、混合煤粉价格595元/t计算：

11.1×0.85×833-11.1×595=1.253元/t-Fe

以一铁总厂4～9月平均月产183000计算，月降低成本1.253×183000=22.93万元。

3.2相对置换比测算

以1-3月为基准期对4-6月的焦比校核如下表：

TFe%熟料率%Si%风温℃炉顶压力kPa富氧%燃料比kg/t煤比kg/t焦比kg/t1-3月57.3497.500.551014.00100.501.75563.5139.7423.84-6月57.4398.100.531020.00102.602.07561.2150.8410.4焦比校核0.4620.6160.8001.5000.3450.657累计4.379

试验期4-6月焦比410.4kg/t，校核后为410.4+4.379=414.78kg/t

以基准期置换比为1计算相对置换比：

相对置换比=(563.5-414.78)÷150.8=99%

由此可见，提高煤比后置换比基本保持原水平，说明在以上措施下，煤粉燃烧率得到保证。

4　结语

4.1一铁总厂高炉在煤比155kg/t以下时，通过加强操作、细化管理，完全可以实现煤比提升的同时保持炉况的稳定顺行。

4.2从此次攻关看，通过操作参数调整，在煤比提高11.1kg/t的同时，燃料比有略有下降，煤焦相对置换比达到99%。

4.3即使目前煤焦差价小，喷煤经济效益有所降低，但通过提高煤比还是可以每月降低生铁成本22.93万元，如考虑燃料比的下降，则效益更为可观。

4.4一铁总厂受热风炉现在风温仅1030 ℃左右，这是制约煤比进一步提升的主要因素。

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，2002，8

[2]王筱留.高炉生产知识问答[2版][M].北京：冶金工业出版社，2004，1

[3]汤清华、马树涵.高炉喷吹煤粉知识问答[M].北京：冶金工业出版社，2009，3

收稿日期：2015-12-30

作者简介：朱胜利(1971-)，男，马钢集团人力资源部人才开发科副科长，工程师。

中图分类号：TF542+.3

文献标识码：B

文章编号：1672-9994(2016)01-0007-03

Practice of Increasing the BF PCI Rate in No. 1 Ironmaking Works of Masteel

ZHU Sheng-li，LI Jia

Abstract：In a bid to reduce the cost of hot metal, No. 1 Ironmaking Works of Masteel strived to make a breakthrough in increasing the PCI rate. By means of maintaining the smooth operation of BF, improving BF hearth working condition, raising oxygen enrichment, strengthening the management of BF smelting process, tightly monitoring the safety of coal pulverizing and injecting system as well as timely adjusting the BF operating regime, PCI rate is increased to 150.8kg/tHM from 139.7 kg/tHM.

Key words：PCI rate；BF hearth working condition；oxygen enrichment；operating regime