国内与国外部分高炉炮泥使用的比较

瑞爾公司向您致敬瑞尔公司董事长徐瑞图博士与公司全体员工2014.10.无锡国内与国外部分高炉炮泥使用的比较大中型高炉基本度采用“无水炮泥”2000m3以上高炉日出铁在12次左右，从日出铁15-16次到现在的水平大约用了10年时间，导致了操作观念，高炉顺行和劳动强度的变化炮泥消耗:较高水平可以达到0.3kg/THM，不少高炉可达到0.5kg/THM水平，尚有部分高炉还在1kg/THM上下徘徊从资源节约的角度，炮泥消耗每降低0.1kg/THM,按照，年产生铁7亿吨计算，每年可节约优质炮泥7万吨；年经济效益5亿元，尤其是：优质耐火材料的资源是不可再生的！从1kg/THM到0.3kg/THM有0.7kg/THM的节约空间，近50万吨材料的节省，近50亿的经济效益，是大有可为的国内高炉炮泥的使用现状在这个转变过程中，最难的是观念的转变目前尚需在观念上改进的有：偏重使用大钻头,认为使用大钻头有利于快速出尽渣铁倾向过长铁口,打泥量过高,导致铁口难开,铁口易断裂,红点前移,渗铁频繁出铁过程的见渣系数偏低,炉缸内渣铁液面高度不稳定打泥压力偏低,偏爱”软炮泥”,铁口通道充填不密实不重视开口钻头的质量,开口能力弱,无法使用优质炮泥高炉炮泥的使用现状铁口炮泥使用的定性模型Max{M=f(n,d,g,T,P,e,s)}单次出铁总量最大W=f(g,p,n1,n2,…)≤N1单次出铁泥耗成本≤N1e=f(g,p,d,T,P)≈1见渣系数趋于1s=f(g,p,d,n1,n2…)≥N2铁口深度≥N2Vout=f(g,p,d,n1,n2…)≈Vin出铁速度近似于产铁速度N=f(g,p,d,n1,n2…)≤NT日出铁次数

≤NT(6-8)目标

约束条件选择最优的n:炮泥组分P:打泥压力d:开口直径g:压入泥量符号定义单位M:单次出铁总量THMW:单次炮泥成本元/次e:见渣系数%s:铁口深度mVout出铁量t/minVin产铁量t/minN:日出铁次数次g:打泥量kgp打泥压力MPad开口直径mmni炮泥组分T铁水温度℃P炉顶压力kg铁口炮泥使用的定性模型在高炉现有的铁水温度和炉顶压力的条件下选择最佳的炮泥构成

开口直径打泥压力

单次打泥量使得炮泥成本控制在合理水平渣铁界面控制在铁口标高水平铁口深度不小于设定深度出铁速度与产铁速度相匹配日出铁次数控制在一定次数以内争取单次出铁的出铁量达到最大梯森-克虏伯公司炉前专家认为对于有4个铁口的大型高炉理想的出铁方式是：交替式

双铁口出铁日累计出铁时间为24小时,无并行出铁每天出铁次数为5次同轴线铁口相隔30天轮换倒场见渣指数接近100%铁水和渣的质量排出速度符合条件：

排出量＝生成量

在这样的理念指导下,TKS取得的成绩炮泥使用的目标

较少的日出铁次数N(6-8)

VinVout炮泥使用的约束条件如上模型所示，炮泥使用过程的约束条件为:单次消耗成本(炮泥的成本和泥耗）见渣系数铁口深度出铁速度日出铁次数……在多铁口出铁的高炉，并行出铁的时间对于炮泥的合理使用也有重要影响炮泥的成本和泥耗影响单次炮泥消耗成本的主要因素：

单次炮泥的打入量

炮泥的组成炮泥生产厂家：为高炉提供适配炮泥炮泥使用厂家：在合理范围内尽量减少一次性打泥量一般地说，高炉的容积越大，单次泥耗越低，单次泥耗与单次打泥量有显著的相关关系日本不同容积高炉的泥耗和打泥量随着高炉容积的增大，吨铁炮泥的单耗有显著下降趋势。几乎所有2000m3以上高炉的吨铁炮泥单耗都在0.4kg/HTM以下日本4000m3以上高炉炮泥单耗与单次打泥量呈现十分紧密的相关关系2000m3级高炉的泥耗也能保持在0.5kg/THM左右巴西不同容积高炉的泥耗和打泥量随着容积的增大，单次打泥量有所提高，但是由于单次出铁量随着容积的增大而增大的缘故，吨铁炮泥的消耗却都保持在了较低的水平。特别是800-1000m3级的高炉，炮泥的单耗也能做到仅有0.4kg/THM的水平，实在是难能可贵。国内高炉和日本与巴西高炉打泥量的比较随着容积的增大，单次打泥量有所提高，这个趋势是一致的.总体而言,我国不同容积高炉的一次性打泥量均显著较高.相比而言,日本高炉不同容积高炉的打泥量差异最小.特别是4000级以上高炉,一次性打泥量相对很低.而巴西低于3000m3以下的高炉打泥量一般均维持在较低水平.我国高炉偏向多打泥的主要原因是希望借此获得足够的铁口深度.铁口深度和单次打泥量过分强调铁口深度是目前我国高炉比较普遍存在的操作习惯愿望：炉役后期，炉缸侧壁、铁口区水温差升高，通过提高铁口深度，在炉缸内侧铁口区形成较大的泥包，护炉其实：难于实现

过大的泥包伸入炉缸内经不住铁水的冲刷，伸入炉缸的泥包烧结强度较高，给铁口的打开增加难度，钻头到达泥包末端时已经接近被磨平，钻开的能力已经大打折扣特别是当开口机能力不足，为了打开铁口就不得不依靠强行振打，导致泥包的开裂甚至折断，于是渗铁增加，红点提前。泥包一旦开裂，修复十分困难。结果：断裂的泥包不但不能保护炉缸，反而会加剧铁口区耐材的侵蚀。一般，在炉缸铁口区耐材的厚度基础上增加400-600mm的泥包是比较合理的。国内有一座高炉铁口区耐材的厚度仅有3米左右，可是在操作中却希望将铁口深度做到4.2米。实践证明这样的铁口深度无法达到，后来将铁口深度调整为3.8米才逐步稳定下来。铁口深度S≥N2需要足够深度不需要太深两种泥包形状努力做成A型VinVoutAB适度铁口深度，适度打泥量铁口深度：≈炉墙厚度的1.3倍或者炉墙外400-600mm泥包的作用保护炉墙维护铁口通道铁口过深的害处开口不易破坏泥包，引起渗铁控制的办法控制打泥量调整炮泥开口性能改进钻头质量日本不同容积高炉的铁口深度和打泥量2000m3以上级别的平均铁口深度为3.45米4000m3级别以上高炉的平均铁口深度为3.54米几乎没有超过4米铁口深度的注意炉缸外壳的形状巴西不同容积高炉的铁口深度和打泥量3000m3以上级别的平均铁口深度为3.2米铁口深度与打泥量之间并不紧密相关更多与高炉容积和铁口区耐材结构相关脱离铁口区耐材结构单纯依靠多打泥铁口深度难于稳定国内高炉和日本与巴西高炉铁口深度的比较铁口深度随炉缸直径增大而增大,尤以国内高炉为显著.日本高炉最不显著,由于日本2000及以上高炉的炉缸碳砖设计厚度差异并不大而且普遍较厚,而他们操作设定铁口深度是根据炉缸碳砖的厚度来确定的.与巴西高炉相比,我国高炉铁口深度普遍偏深,有过度追求铁口深度的趋势我国高炉的炉前设备与日本和巴西高炉向比大多能力较差,过深的铁口会导致开口费劲,容易渗铁且必然导致炮泥消耗的增加.过深的铁扣也不好保持,会导致铁口深度的不稳.泥耗增加.国内高炉和日本与巴西高炉吨铁泥耗的比较国内高炉吨铁泥耗偏高的趋势显著可见.尚有部分高炉的吨铁泥耗在0.8到1.0公斤水平徘徊.平均来看,吨铁泥耗要高出0.1-0.2kg,这还没有考虑那些操作比较粗犷,容积小于1000m3的高炉日本4000级以上高炉的泥耗很多都在0.3kg以下,低的可达0.17kg水平.巴西1000-2000级高炉的泥耗高的也只在0.6-0.7kg的水平,而低的仅仅为0.4kg,中大型高炉与日本在相近的水平.中国高炉在降低吨铁泥耗方面尚有较长的路要走出铁速度和日出铁次数

VinVout

巴西不同容积高炉的出铁速度和产铁速度出铁速度略大于产铁速度，但是十分靠近

合理的出铁速度决定了单次的出铁时间单次出铁时间越长，日出铁次数就越少适配的炮泥，合理的打泥压力要控制好出铁速度，合理地选择开口直径是关键

日本不同容积高炉的钻头直径钻头直径1实际平均开口直径钻头直径2统计公式计算的开口直径国内高炉和日本高炉选用钻头直径的比较与日本高炉相比,我国高炉4000级以下一般选用钻头较大,而4000级以上则选用钻头较小日本高炉使用钻头的分级较我们要细如何合理使用钻头直径设个观念问题,调节钻头直径是调节出铁时间和出铁次数以及出铁量的最有效手段国内高炉和日本/巴西高炉出铁时间的比较与日本高炉相比,我国高炉普遍出铁时间偏短日本高炉的平均出铁时间最长,巴西高炉的平均出铁时间也比我国高炉要长不少,尤以中小高炉为甚我国高炉平均出铁时间偏短主要源于两个原因认为使用大钻头就可有增加单次出铁量,害怕高炉憋风定期打开对面铁口,重叠出铁时间较长国内高炉和日本/巴西高炉日出铁次数的比较我国不同容积高炉的日出铁次数叫日本/巴西高炉均显著要多,大型高炉尤为显著,每天要出10次铁以上似乎是一个破不了的魔咒出铁次数与单次出铁时间紧密相关,降低日出铁次数主要依靠提高使用炮泥的质量,很多高炉对使用优质炮泥的意识有待提高,往往过度偏重采购炮泥的价格减少重叠出铁时间选用适度的钻头直径,改变使用偏大钻头的习惯,使用优质钻头,增大打泥压力打泥压力开口直径

单次打泥量

打泥压力耽心：防止打泥困难，耽心打泥太密实导致开口不易要求：炮泥不要太硬，打泥压力不要太高不少厂家：泥炮的最大工作压力250KG实际打泥压力150-180KG实际上：努力使炮泥被十分密实地填充在铁口通道中才能保证炮泥的耐侵蚀能力得以充分发挥铁口开口性能主要应该由炮泥组分来调节不能依靠降低炮泥在铁口内的密实度来实现。推荐：打泥压力应该达到泥炮最大推力的80%-85%之间炮泥生产厂家据此调整炮泥的塑性和开口特性对优质炮泥质量的一般性要求操作特性塑性适中,打泥适配性好一般地说,塑性应该满足泥炮使用80%的打泥压力顺利