高炉操作思路的转变探讨20141023

1、本钢集团有限公司本钢集团有限公司BENXI STEEL GROUP CORPORATION高炉操作思路转变的探讨高炉操作思路转变的探讨本钢集团北营炼铁厂本钢集团北营炼铁厂 蒋海冰博士蒋海冰博士2014年年10月月23日日1目录目录高炉操作思路转变的重要性高炉操作思路转变的重要性1利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉腹煤气量指数指导高炉操作2炉腹煤气量指数控制效果分析炉腹煤气量指数控制效果分析3结论结论4改善料柱透气性改善料柱透气性2.1鼓风量与富氧量鼓风量与富氧量2.2本钢北营炼铁厂本钢北营炼铁厂顶压顶压2.3燃料比燃料比2.42本钢北营炼铁厂本钢北营炼铁厂高炉操作思

2、路转变的重要性高炉操作思路转变的重要性 长久以来，国内高炉炼铁行业使用经验数据和经验来管理，这与当今所倡导的精细化和数据化等大数据管理理论相悖。近年来伴随高炉操作者和管理者的文化水平的提高、高炉内视化以及学者的研究深入，大数据理念已被越来越多的钢铁企业接受。3高炉操作思路转变的重要性高炉操作思路转变的重要性另外,对生产管理比如入炉原燃料的质量稳定性、铁水温度T、Si、槽位管理、工长和炉长及其调度的管理和工作绩效的评价等都停留在定性水准层面、传统的经验管理方面。虽然我们是钢铁大国，不是钢铁强国，主要差距是精细化管理和数据化。4本钢北营炼铁厂本钢北营炼铁厂炉腹煤气量指数概念及分析炉腹煤气量指数概念

3、及分析北营新1号高炉实际炉容3451m，一直将炉腹煤气量指数作为衡量高炉强化程度的重要指标，开炉以来，保持了16个月的稳定顺行和高产低耗。炉腹煤气量指数稳定在62 m/（min.）左右，入炉品位57%57.5%，平均日产8197t，煤比173kg/tHM，燃料比510kg/tHM，煤气利用4951%。消耗能源12.72GJ/tHM。5本钢北营炼铁厂本钢北营炼铁厂炉腹煤气量指数概念及分析炉腹煤气量指数概念及分析炉腹煤气量：对于喷吹煤粉的高炉，炉腹煤气量VBG可用以下公式计算：式中： VB风量（不包括富氧量），Nm/min； VO2富氧量，Nm/min； WB鼓风湿度，g/Nm； Pc喷吹煤粉量，

4、kg/h； H煤粉的含氢量，%。炉腹煤气量指数是指单位炉缸断面积上通过的炉腹煤气量：6本钢北营炼铁厂本钢北营炼铁厂炉腹煤气量指数概念及分析炉腹煤气量指数概念及分析炉腹煤气量指数影响因素分析： 对于某一特定高炉，影响炉腹煤气量指数的因素包括：渣铁比渣铁比、料柱料柱透气性透气性、鼓风量鼓风量、富氧量富氧量、鼓风湿度鼓风湿度、喷吹煤粉成分和数量喷吹煤粉成分和数量、燃料比燃料比、顶顶压压等。国内外，大量数理分析，显示3200高炉炉腹煤气量指数一般在5866之间。7目录目录炉腹煤气量指数概念及分析炉腹煤气量指数概念及分析1利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉腹煤气量指数指导高炉操作2炉腹煤气量指数控制效

5、果分析炉腹煤气量指数控制效果分析3结论结论4改善料柱透气性改善料柱透气性2.2合理的鼓风量与富氧量合理的鼓风量与富氧量2.3本钢本钢北营炼铁厂本钢本钢北营炼铁厂提高顶压提高顶压2.4降低燃料比降低燃料比2.5降低渣铁比降低渣铁比2.18本钢北营炼铁厂本钢北营炼铁厂利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉腹煤气量指数指导高炉操作降低渣铁比： 在产量相同的情况下，随着渣铁比的升高，滴落带中焦炭孔隙降低，煤气通过能力降低，从而限制了炉腹煤气量的提高。因此，降低渣铁比是将炉腹煤气量指数控制在上限水平的重要手段。 北营新1号高炉烧结矿、球团矿品位逐渐降低，为提高综合入炉品位，降低渣铁比，适当提高了块矿配比：

6、2013年4月后块矿配比稳定在8%16%。9本钢北营炼铁厂本钢北营炼铁厂利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉腹煤气量指数指导高炉操作降低渣铁比：0.00%2.00%4.00%6.00%8.00%10.00%12.00%14.00%16.00%18.00%20.00%50.00%51.00%52.00%53.00%54.00%55.00%56.00%57.00%58.00%59.00%41275 41306 41334 41365 41395 41426 41456 41487 41518 41548 41579 41609综合入炉品位块矿配比10目录目录炉腹煤气量指数概念及分析炉腹煤气量指数概

7、念及分析1利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉腹煤气量指数指导高炉操作2炉腹煤气量指数控制效果分析炉腹煤气量指数控制效果分析3结论结论4改善料柱透气性改善料柱透气性2.2合理的鼓风量与富氧量合理的鼓风量与富氧量2.3本钢本钢北营炼铁厂本钢本钢北营炼铁厂提高顶压提高顶压2.4降低燃料比降低燃料比2.5降低渣铁比降低渣铁比2.111本钢北营炼铁厂本钢北营炼铁厂利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉腹煤气量指数指导高炉操作改善料柱透气性：北营新1号高炉采取以下措施改善料柱透气性：精料优化布料矩阵合理配用焦丁12本钢北营炼铁厂本钢北营炼铁厂利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉腹煤气量指数指导高炉操作改善

8、料柱透气性精料：2013年焦炭质量CSR指标在2月中旬、710月以及11月中旬后出现波动，对炉况造成一定的影响。全年焦炭CSR呈逐步下滑趋势。13本钢北营炼铁厂本钢北营炼铁厂利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉腹煤气量指数指导高炉操作改善料柱透气性精料：二焦配比由年初的28%提高到年末的35%左右，9月下旬后二焦配比波动加大。14本钢北营炼铁厂本钢北营炼铁厂利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉腹煤气量指数指导高炉操作改善料柱透气性精料：按照设计要求，烧结矿品位应不低于57%，全年五烧品位呈下行趋势，平均含铁56.47%。15本钢北营炼铁厂本钢北营炼铁厂利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉腹煤气

9、量指数指导高炉操作改善料柱透气性精料：五烧FeO含量9月底之后波动明显加剧。16本钢北营炼铁厂本钢北营炼铁厂利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉腹煤气量指数指导高炉操作改善料柱透气性精料：五烧FeO含量逐渐降低，导致烧结矿粒度波动大，整体粒级降低。17本钢北营炼铁厂本钢北营炼铁厂利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉腹煤气量指数指导高炉操作改善料柱透气性精料：2013年1月9月四烧配比偏高，达到15.5%，且波动大，9月后四烧配稳定在8.0%左右。18本钢北营炼铁厂本钢北营炼铁厂利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉腹煤气量指数指导高炉操作改善料柱透气性精料：2013年球团抗压强度2220N/球，

10、今年2月中旬后进一步降低至1850N/球左右，与国内同型高炉相比，差距显著。19本钢北营炼铁厂本钢北营炼铁厂利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉腹煤气量指数指导高炉操作改善料柱透气性精料： 北营炼铁厂缺乏综合料场和综合煤场，只能通过加强原燃料质量管理实现“粗粮细做”。仓存管理 某槽槽位低于5m，该槽停用，并上报调度； 原燃料总在库量低于50%，高炉减风10%30%； 原燃料总在库量低于30%，休风待料。筛分管理 根据炉况控制T/H值： 工长每班检查T/H值不低于3次筛网管理 定时清理筛网，在粉块平衡及装入粉率管理目标值不能维持时，分散、均匀更换筛网，并建立筛网数据库。20本钢北营炼铁厂本钢北营

11、炼铁厂利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉腹煤气量指数指导高炉操作改善料柱透气性优化布料矩阵： 在理论计算与开炉料面测量的基础上，针对现有原燃料条件，采用中心加焦模式的布料矩阵，根据上下部调剂相匹配原则，控制矿焦分布位置：矿石边缘落点距离炉墙196mm，矿石平台宽度1173mm，焦炭边缘落点距离炉墙95mm，焦炭平台宽度1587mm，矿石平台稳定坐落在焦炭平台之上，从而有效保证了两道稳定的煤气流分布，高炉适应外界变化能力提高。21本钢北营炼铁厂本钢北营炼铁厂利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉腹煤气量指数指导高炉操作改善料柱透气性合理配用焦丁：不同炉料对煤气阻力影响烧结矿透气性能较差，且粒度与

12、透气性较好的焦丁接近，因此采用烧结矿与焦丁混装入炉的方式改善料柱透气性。22本钢北营炼铁厂本钢北营炼铁厂利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉腹煤气量指数指导高炉操作改善料柱透气性合理配用焦丁： 为了降低成本和优化生产组织，加强焦筛管理，大焦不混入中焦，中焦不混入焦丁，焦丁全部消化，大焦加焦丁总和控制在342kg/tHM352kg/tHM，控制全厂焦炭和生铁平衡，日产铁水19200t，自产焦炭富余0t300t/d。23目录目录炉腹煤气量指数概念及分析炉腹煤气量指数概念及分析1利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉腹煤气量指数指导高炉操作2炉腹煤气量指数控制效果分析炉腹煤气量指数控制效果分析3结论结

13、论4改善料柱透气性改善料柱透气性2.2合理的鼓风量与富氧量合理的鼓风量与富氧量2.3本钢本钢北营炼铁厂本钢本钢北营炼铁厂提高顶压提高顶压2.4降低燃料比降低燃料比2.5降低渣铁比降低渣铁比2.124本钢北营炼铁厂本钢北营炼铁厂利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉腹煤气量指数指导高炉操作鼓风量与富氧量分析2013年生产数据，得出炉腹煤气量指数与利用系数的关系曲线：2.452.65606555.3961.8558665056北营新1号高炉总的炉腹煤气量指数与国内先进高炉相比还有提升空间，但由风量形成的炉腹煤气量指数已达到上限水平，因此不宜通过进一步增加鼓风量来强化高炉。25本钢北营炼铁厂本钢北营炼

14、铁厂利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉腹煤气量指数指导高炉操作鼓风量与富氧量 受喷煤能力及燃料比控制影响，提高富氧使用量是进一步提高炉腹煤气量指数的有效手段。 但是，提高富氧量要必须考虑：理论燃烧温度；铁水成本。 因此，通过理论燃烧温度和炉腹煤气量指数两个指标控制合适的富氧量和喷煤量。26目录目录炉腹煤气量指数概念及分析炉腹煤气量指数概念及分析1利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉腹煤气量指数指导高炉操作2炉腹煤气量指数控制效果分析炉腹煤气量指数控制效果分析3结论结论4改善料柱透气性改善料柱透气性2.2合理的鼓风量与富氧量合理的鼓风量与富氧量2.3本钢本钢北营炼铁厂本钢本钢北营炼铁厂提高顶压

15、提高顶压2.4降低燃料比降低燃料比2.5降低渣铁比降低渣铁比2.1228 227 231 201208218225229219223225 229224225.4526099225213.6226 222 224185 190 195 200 205 210 215 220 225 230 235 5#6#7#1#2#3#3#4#1#2#8#1#2#7#4#8#0#4#9#武钢鞍钢唐钢邯钢邯宝邯钢 北营 天钢 涟钢 梅钢 韶钢 兴澄特钢济钢 莱钢27本钢北营炼铁厂本钢北营炼铁厂利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉腹煤气量指数指导高炉操作顶压 顶压提高后，炉内煤气体积被压缩，相同料柱透气性条件下

16、，可通过的炉腹煤气量增加，有利于强化高炉。28目录目录炉腹煤气量指数概念及分析炉腹煤气量指数概念及分析1利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉腹煤气量指数指导高炉操作2炉腹煤气量指数控制效果分析炉腹煤气量指数控制效果分析3结论结论4改善料柱透气性改善料柱透气性2.2合理的鼓风量与富氧量合理的鼓风量与富氧量2.3本钢本钢北营炼铁厂本钢本钢北营炼铁厂提高顶压提高顶压2.4降低燃料比降低燃料比2.5降低渣铁比降低渣铁比2.129本钢北营炼铁厂本钢北营炼铁厂利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉腹煤气量指数指导高炉操作降低燃料比 燃料比降低，吨铁耗风量下降，冶炼强度不变的情况下，高炉强化水平提高。y =

17、-11.755x + 1425140005000600070008000900010000490495500505510515520525530535540 生产实践和理论计算均表明，燃料比与日产量呈负相关关系，随着燃料比的降低，高炉强化程度提高。 北营新1号高炉在原燃料条件逐渐劣化条件下，难以通过提高综合入炉品位，提高焦炭强度等精料方式降低燃料比，只能通过优化高炉操作，加强管理降低燃耗。30本钢北营炼铁厂本钢北营炼铁厂利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉腹煤气量指数指导高炉操作降低燃料比大矿批，重负荷在加强原燃料质量管理的基础上，加大矿批至100t104t，同时增大矿角至42，控制合适的边缘

18、气流，有效提高了气流分布的稳定性和煤气利用率。同时合理使用小块焦，改善中间区域煤气通过能力。通过贯彻大矿批、重负荷、配加小焦等措施，实现了上部装料制度的长期稳定，煤气利用率提高到49.5%51%，大幅降低燃料比，高炉得到优质强化。345678950607080901001101/22/23/24/25/26/27/28/29/210/211/212/2矿批负荷31本钢北营炼铁厂本钢北营炼铁厂利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉腹煤气量指数指导高炉操作降低燃料比高风温操作热风系统采用配置前置预热炉的旋切顶燃式热风炉，送风温度可达1260。北营新1号高炉通过改善料柱透气性，合理煤气流分布，结合喷煤

19、、富氧控制理论燃烧温度在21002150，实现了高风温操作。2013年全国3200m高炉风温使用水平：1198 1181 1231 12001222121411711230119012001161 12401200.081118.110742121411621186 1191 12081100 1150 1200 1250 5#6#7#1#2#3#3#4#1#2#8#1#2#7#4#8#0#4#9#武钢鞍钢唐钢邯钢邯宝邯钢北营天钢涟钢梅钢韶钢兴澄特钢济钢莱钢32本钢北营炼铁厂本钢北营炼铁厂利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉腹煤气量指数指导高炉操作降低燃料比趋势化管理推行趋势化管理，调节炉况做

20、到早动，少动，制定标准化作业制度，量化操作，稳定铁水Si 0.25%0.4%，物理热14855，避免出现炉温大幅波动造成频繁大幅加减风和增减燃料比的恶性循环。33本钢北营炼铁厂本钢北营炼铁厂利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉腹煤气量指数指导高炉操作降低燃料比加强渣铁排放管理 日常生产中，渣铁排放不畅是造成高炉减风、减氧操作的主要原因。高炉频繁的减风、减氧造成调剂困难，炉温不稳，甚至出现炉况波动。通过规范打泥量、推行无间隔出铁制度、杜绝铁口冒泥等措施，渣铁排放有所好转，因亏渣铁减风、减氧次数减少。34目录目录炉腹煤气量指数概念及分析炉腹煤气量指数概念及分析1利用炉腹煤气量指数指导高炉操作利用炉

21、腹煤气量指数指导高炉操作2炉腹煤气量指数控制效果分析炉腹煤气量指数控制效果分析3结论结论4改善料柱透气性改善料柱透气性2.2合理的鼓风量与富氧量合理的鼓风量与富氧量2.3本钢本钢北营炼铁厂本钢本钢北营炼铁厂提高顶压提高顶压2.4降低燃料比降低燃料比2.5降低渣铁比降低渣铁比2.135本钢北营炼铁厂本钢北营炼铁厂炉腹煤气量指数控制效果分析炉腹煤气量指数控制效果分析 北营新1号高炉将炉腹煤气量指数作为高炉运行管理的一个重要参数，有目的的控制关键环节，在原燃料条件逐渐劣化的条件下，保持了长期的稳定顺行和高产低耗。2013年北营新1号高炉主要指标见下表所示（未扣除休风）。时间时间日产量，日产量，t/d燃料比，燃料比，kg/tHM综合入炉品位，综合入炉品位，%煤气利用率，煤气利用率，%富氧率，富氧率，%2013.01803253258.5845.721.982013.02800052957.8948.182.272013.03781653058