高风温对高炉冶炼的影响

1、高风温对高炉冶炼的影响2011年第1期本钢技术5高风温对高炉冶炼的影响黄迎春(本钢炼铁厂,辽宁本溪ll7021)摘要:随着高炉冶炼技术的不断发展,高炉冶炼强度逐年得到提高,为达到节能降耗的目的,对风温的要求也越来越高,我厂的风温水平和国内高水平风温相比有一定的差距,同时也存在着很大的潜力.关键词:高风温;焦比;高炉;热风炉中图分类号:TF538文献标识码:BInfluence.ofHighBlastTemperatureonBlastFurnaceHUANGYingchun(IronMakingplant,BXSTEEL,BenxiLiaoning117021)Abstract:Withthe

2、developmentofsmeltingtechnologyofblastfurnace,thesmeltingintenisityisgrowingupeachyear,inorderOtreachthepurposeofenergysave,therequirementsontheairblasttemperatureisalsoontheincrease.myfactorybreezingthetemperatureSlevelhasacertainmargincomparedwiththedomesticthetemperaturelevelbreeze.Alsoexsitsvery

3、bigpotentia1.Keywords:highblasttemperature;cokeratio;blastfurnace;hotblaststove1简史19世纪20年代以前高炉使用冷风炼铁,燃料消耗很高,生产率低.1828年英国尼尔森(13.Neilson)建议在高炉上使用热鼓风炼铁,并于1829年在苏格兰克拉依特厂首次实现了这一建议,风温虽然只有149cC,但效果惊人,每吨生铁的燃料消耗由8.06t/t降到5.16t/t.降低了30%以上,产量提高46%,而用于加热鼓风消耗的燃料只有0.4t/t生铁.1831年该厂将风温提高到316C,燃料消耗降到了2:25t/t,产量比用冷风炼

4、铁时翻了一番.从此热风很快被推广,它成为高炉炼铁史上极重要的技术进步之一.180余年来风温水平不断提高,在日本,西欧,北欧,北美高炉的风温普遍达到1250,有的先进高炉的风温达到1350C,前苏联的全苏平均风温到1990年已达1150C左右.2007年我国重点钢铁企业高炉炼铁热风温度为l125,创造出历史最好水平,宝钢股份公司的高炉平均风温在1240(以上,其它钢铁企业的热风温度均在l180以下,只有太钢达到了年平均风温1175qC.近年来,我国新建设的2000m?以上容积的大高炉热风温度均可以实现1200C以上的高风温.但是,作者简介:黄迎春(1980),男,炼铁工程师,2003年毕业于包头

5、钢铁学院,钢铁冶金专业.E-mail:37824778qq.corn总体上讲我国热风温度与工业发达国家相比差距仍在100(2150%.这说明我国炼铁工作者仍要在努力提高风温上下功夫.2对高炉冶炼的影响2.1风口前燃烧碳量减少在冶炼单位生铁的热收人不变的情况下,热风带入高炉的显热替代了部分风口前焦炭燃烧放出的热量,这种替代给高炉冶炼带来很大的节焦效果.因为热风带人高炉的热量能在高炉下部全部被利用,而焦炭燃烧放出的热只利用了大部分,有一小部分随煤气带出高炉而损失.但是随着风温的提高,风口前燃烧碳量减少的数值是递减的,例如风温由0C提高到100,燃烧碳量减少20.6%;而由1100oC提高到1200

6、(2,燃烧碳量只减少5.2%.这也是风温提高降焦效果递减的主要原因之一.2.2高炉内高度上温度发生再分布具体表现为:1)t理升高,每1O0风温t理上升6080C,因而炉缸温度升高,1000C以上的高温区下移;2)炉身和炉顶温度降低,因为风口前燃烧碳量减少造成煤气量减少,使煤气和炉料水当量比值下降.这种炉身温度与炉顶温度的下降也是随风温进一步提高而减缓的,例如风温在500800C范围内,炉顶温度降低值为30oC/100oC风温,而在7001O00C范围时,该降低值降为6本钢技术2011年第1期22.【=/100风温,到10001l00c(=范围时,它只有15C/100qc风温;3)中温区(100

7、0以下)略有扩大,这是高温区下移造成的.这种温度的再分布无疑对高炉内的还原和煤气运动有影响.2.3铁的直接还原度上升采用高风温以后,风口前燃烧碳量减少使形成的CO减少,再加上炉身温度降低,使铁氧化物的问接还原减少,尽管中温区略有扩大有利于问接还原进行,但是前两者的影响大于后一影响,所以使直接还原度有所上升.2.4炉内料柱阻损增加使用高风温以后,焦比降低,料柱内焦炭减少,料柱透气性变坏,同时炉子下部的温度升高,煤气的实际流速增大以及炉子下部温度过高造成SiO大量产生等,使炉内压差升高,炉子下部尤为严重.这给炉料下降造成困难,如果不采取措施改善料柱透气性,为使高炉顺行,将迫使高炉降低冶炼强度,据统

8、计风温每提高100%炉内压差升高约5kPa,冶炼强度下降2%2.5%.3高风温对焦比和产量的影响由高炉热平衡计算可知,热风带人的热量占高炉总热量收人的20%30%.由提高风温带人的物理热,代替了一部分由焦炭燃烧所产生的热量,并对高炉冶炼带来下列影响.1)高风温带人了物理热,代替了一部分作为发热剂那部分热所消耗的焦炭.2)风温提高后焦比降低,使单位生铁生成的煤气量减少,煤气水当量减少,炉顶煤气温度低,煤气带走的热量减少.3)由于风温提高焦比降低,产量相应提高,单位生铁热损失减少.4)风温升高,炉缸温度升高,炉缸热量收人增表1风温变动对焦比和产量的影响Tab.1TheEffectofVafiaeb

9、lasttemperatureOUOutputandcokeratio温赢说明/焦比/%产量,%.60o.70010O700-8ool800.900lO0900-l00oIO0】0oOl1oo1oo.45-64535-45354.545:.一多,可以加大喷吹燃料数量,更有利于降低焦比.风温水平不同,提高风温的节焦效果也不同.风温越低,降低焦比的效果愈明显.风温变动对焦比和产量的影响如表1所示.4高风温对喷吹燃料的影响高风温为喷吹燃料提供了良好的条件.风温提高后,增加了炉缸热量,确保燃烧带具有较高温度水平,促进喷吹燃料的裂化和燃烧,有利于喷吹燃料的热能和化学能的充分利用.据计算,风温每提高1,可

10、多喷重油0.25kg/t铁.鞍钢某高炉风温由1031(提高到1l49,油比增加35kg/t铁,焦比降低55kgA铁,燃料比降低20kgA铁,日产量增加279t铁;优质率上升1.06%,煤气中CO2增加O.9%.扣除风温本身和生铁含Si影响后,提高置换比0.3,降低焦比约6kg,这就是提高风温改善了喷吹效果的原因.高风温是提高喷煤比的基本保障.高炉冶炼正常生产是要求风口理论燃烧温度在220050.I二但是每喷吹10kg/t煤粉会使理论燃烧温度下降,喷无烟煤下降15cC20C,喷烟煤会下降20cc一25C.如果喷煤比在100kg/t以上,就会使理论燃烧温度下降150cIC一250C.如果不采取有效

11、地提高风口理论燃烧温度,高炉生产就会难以正常运行.而热风温度升高100C,会使理论燃烧温升高约60C,采取富氧鼓风和脱湿鼓风,提高理论燃烧温度的力度均不如提高风温的力度大.一般来说高炉炼铁提高热风温度IO0C,可以降低焦比1520kgA,允许多喷吹3040kg/t煤粉.5其他高风温的使用活跃了炉缸,提高了渣铁物理热,改善了渣铁流动性及炉渣脱硫能力,有利于及时出净渣铁,保持炉况稳定顺行.现在主要以冶炼炼钢生铁为主,要求炉温恒定在一个较低的范围内,而高风温的使用给予其很好的保障,特别在我厂一原燃料成分不稳定的情况下,即使炉温偶尔下滑到较低水平也能保证渣铁有足够的物理热,良好的流动性,使操作者有足够

12、的时间调剂,保持高炉稳定顺行.(下转第21页)高峰:冷年L胍EI!II荆的试制2燃I4:Lf】寸采门Jf氐的JJJI9洁l度.;P,/fLf果川j陵ffK下棼干结品巡火制度可使冷轧尤墩电r刚(100)构宝分增多,强度增强,漫做艘减小,从I提高俐的磁性.此,试制钢热轧时的J【j热泓J芝为(1150_+20)I冷轧时各道次采用大压r牢轧制,总的压F率为80%,冷轧前热轧板酸洗表丽镀化铁皮去除:r净,在巡火前先冷轧钢带表嘶上无轧制油等,退火制度为(820_+20)xO5)min.在f:的20%H2+80%N2保护气氛中进行,保证了试制钢获得了所需的强(100)011旋转立方织构(图2,图3).试制钢

13、的磁性能,硬度等力学性能符合试制要求条件,铁损P15,5(】为4.02W/kg,试制要求最大铁损P150为7.O0W/kg,磁感应强度B5(xx为1.78T,试制要求最小磁感应强度B5【xx1为1.68T,抗拉强度382MPa,延伸率35%,试制要求抗拉强度不小于320MPa,延伸率22%,硬度HV115,试制要求硬度HV在l10.120.可见,试制的冷轧无取向电工钢磁性能,硬度等力学性能达到了GB/T25211996中50W470的性能指标要求.m试制带钢表面质量的检验结果可知,试制的冷轧尤ikli电工钢表平滑.埘试制带钢厚度进行测援.结果表明,试制带钢厚度均匀,偏差小.钢板表面平滑,厚度均

14、匀能提高铁芯的叠装系数,对于徽,小和中型电机,空气隙减少可使激磁电流减小.这与改善冷轧无取向电工钢本身的磁性能同样重要4结论综上所述,试制的冷轧无取向电工钢表面平滑,厚度均匀,偏差小,冷轧带钢退火织构为强的(10(】)0JJ旋转立方织构,试制钢的磁性能,力学性能符合试制要求条件,并达到GB/T25211996中50W470的性能指标要求,表明冷轧无取向电工钢化学成分设计合理,试制工艺方案可行.参考文献本钢冷轧无取向电工钢试制总结材料【2】GB/T25211996冷轧晶粒取向,无取向磁性钢带(片)【3】梁英.攀钢冷轧无取向电工钢的工业试制.第七界(2009)中国钢铁年会论文集fG1f上接第6页1

15、6现状分析-现在由于焦煤供应紧张,其产量和质量都比以前下降,而价格却不断攀升,促使各个钢铁企业把节能降成本作为自己的首要任务,用以增强自己的市场竞争力.今年以来通过提高风温本钢7号高炉配备了3座霍戈文(DEC)高风温内燃热风炉,设置烟气余热回收装置预热助燃空气及混合煤气.受条件的限制,热风炉全部使用高炉煤气做燃料,减少了高炉煤气对空气的排放量,从而减少资源的浪费和对环境的污染.从开炉至今通过不断的探索和改进,风温的使用水平由不到1000%提高到现在的1】60,为高炉的稳定,顺行,高产,低耗做出了巨大贡献,其生产成本大幅较低,取得可喜的经济,效益和技术指标.表2本钢7号高炉2005年2010年主要技术经济指标Tab.2MaineconomiCindicatorsofN0.7BFinBXSTEEI时间风温日平焦比煤比焦丁比综合焦比/年/t/d/kg/t/kg/t/kg/ttkg/t7总结大风量,高风温,大喷吹已成为现代高炉高产低耗的努力方向,高风温的使用不仅有效地降低焦比,节约成