川威炼铁厂2011年低碳炼铁技术进步

川威炼铁厂2011年低碳炼铁技术进步主讲：向健2011年以来，川威集团炼铁厂不断优化炉料结构，实施铁素料的全面回收和利用，加强焦炭质量的检测和调整，稳定富氧量、实行烟煤混喷，提高煤粉燃烧率，增大鼓风动能，调整多环布料，改善煤气流分布，提高煤气利用率，燃料比在2010年的基础上降低了7kg/t.Fe。摘要一、引言我国钢铁工业依然是资源依赖型工业，炼铁系统则是钢铁工业中消耗资源的大户。炼铁系统消耗的资源占整个钢铁流程的90%，能耗消耗占70%。炼铁系统生产成本约占钢铁产品的60%。要降低钢铁产品成本，关键是降低炼铁成本，积极推行低碳炼铁技术。炼铁工序中原燃料的费用占总成本的80%。铁矿石占50%左右，燃料占成本30%左右，能源介质（风、水、电、气）约占10%，设备折旧、维修费、人工费和管理费等约占10%左右。从炼铁成本组成中我们要从四个方面开展降成本工作：一是研究和提高矿石的性价比，降低工艺损耗；二是以降燃料比为重点，全面提高经济技术指标；三是切切实实抓好节能工作，做好资源的二次利用；四是提高生产效率，加强设备管理，降低维护成本。川威集团炼铁厂拥有5座高炉，4×420m3+1×268m3高炉，配套的烧结机为1×105m2+2×36m2+2×25m2，高炉综合入炉品位50%左右，渣中TiO2含量18%，属高钛渣冶炼。2011年，炼铁厂坚持技术进步，以降燃料比为中心，狠抓各项基础工作，几个月以来，取得明显的进步，2011年1~5月主要技术指标与2010年对比情况如下：川威炼铁厂高炉主要经济指标对比

时间焦比Kg/t.Fe煤比Kg/t.Fe燃料比Kg/t.Fe入炉品位%风温℃2010年472.2111.1583.350.36109911年1~5月462.7113.6576.349.651105二、主要措施1、优化炉料结构2010年高炉炉料结构中烧结矿的比例低，球团矿比例高。我厂使用钒钛球团矿，质量较差，抗压强度为1350N/个.球，且球团矿的含粉率较重，由于烧结的产能小于高炉，炉料结构不合理。2011年烧结通过漏风治理，加强生产过程控制，稳定操作，优化配料结构，改善原料的烧结性能，有效提高了烧结矿产量，烧结燃料比下降3.6Kg/t.，2011年高炉炉料结构得到优化，烧结比例提高，球团比例下降。同时，提高球团矿质量，抗压强度提高了57N/个.球，粉末含量下降4%。高炉炉况更稳定顺行，促进综合焦比的降低，炉料结构的变化见下表。时间烧结矿比例（%）球团矿比例（%）块矿比例（%）2010年61%35%4%2011年1~5月64%32%4%2、加强原料管理，做好回收利用1)、加强原料管理把好原料关，严格执行槽下的守机制度和筛分管理制度，保证筛分设备的正常运行，控制每个振动筛的提前量，要求矿石的提前量低于150kg/秒，同时在筛板上方安装挡料板，使矿石均匀分布在筛板上，以改善筛分效果，达到筛好筛透的目的，减少入炉原料的粉末含量，2011年入炉原料中的粉末含量较去年下降1.5%，有效改善了料柱的透气性。坚持每班检测烧结矿的入炉粒级，测得的粒级数据有异常时，与烧结工序相关负责人沟通协调，并采取相应的处理措施，以指导烧结和高炉生产；加强仓上管理工作，针对焦炭水分波动大的特点，每小时轮换焦仓，并在中转仓增设快速焦炭水分分析仪，每班对每个仓的焦炭作水分分析，为值班室人员调节炉温提供数据支撑，做好炉温调节的预见性，减少炉温的波动。2)、实施焦丁、矿丁回收技术A、焦丁回收使用技术 我厂5座高炉在设计建设过程中，没有考虑焦丁回收使用，槽下筛板使用18mm归格的筛板，小于18mm的焦丁作为烧结的燃料使用，在返焦中可供高炉回收利用的部分焦丁没有发挥出最大的使用价值，存在资源浪费问题。2011年我厂对烧结现有的燃料供给系统进行改造，将高炉的返焦运往烧结进行集中筛分，回收大于10mm的焦丁，与烧结矿混装入炉，目前焦丁的月均入炉量达1000吨以上，采用此技术后日益稀缺的焦炭资源得到充分的利用，年创直接经济效益达700万元以上。B、矿丁回收使用技术我厂烧结属于钒钛矿烧结，一、二烧、三烧外配的钒钛精粉比例分别为8%、15%，烧结矿中TiO2的比例分别为2.8%、3.6%，烧结矿中TiO2的含量较高，钒钛烧结后对烧结矿的产质量有较大的影响，表现为烧结矿的转鼓强度下降，烧结矿的粒级组成变差，成品烧结矿具有较强的冷脆现象，烧结矿在转运过程中，由于皮带运输线间的落差使烧结矿极易摔碎，造成烧结矿的入炉率降低，我厂烧结的能力原本就小于高炉，钒钛烧结后返矿比例增加，烧结矿的入炉量缺口增大，炉料结构更加恶化；为了解决这一问题，在高炉现有的槽下系统新建矿丁回收系统，在返矿中回收大于5mm的烧结矿，采用此技术后，每天回收的矿丁入炉量达400吨以上，实现烧结矿的综合利用，有效解决烧结能力不足的问题。同时，降低烧结返矿配比，优化了烧结配料结构，改善原料烧结性能。3、调整多环布料，提高煤气利用2011年通过不断总结，探索出了适合我厂的多环布料技术，在我厂入炉原料中小粒级比例高中心不易打通的情况下，为使中心气流得到保证，采用小角度中心加焦技术，布料方式为焦炭4环矿石2环或3环，即采用O29.5427425.52C302282262122262装料制度，焦炭外环的作用是保持稳定的边沿气流，内环的小角度中心加焦起到发展中心气流的作用，中间两环焦炭主要起搭建焦炭平台作用，布料时首保内环和外环焦炭的布料圈数，再布中环的焦炭，其目的是稳定中心和边缘煤气流；中心加焦的数量控制在15~25%为宜，对于α角步进速度较快的高炉采用下限，对于α角步进速度较快的高炉采用上限，其主要目的是充分保证中心加焦的数量，以利于中心气流的拓展和稳定；针对我厂焦炭粒度波动大的特点，在实际运用中要求上配料工时刻关注实际的布料圈数，并每小时作好相应的记录，以指导对γ角调整时提供数据依据，保证焦炭在每个布料角度保持稳定的比例，从而稳定煤气流的分布，通过以上措施不但促进高炉的稳定顺行而且提高了煤气利用率；煤气中CO2的变化见下表。煤气中CO2的含量时间煤气中CO2含量2010年平均17.92%2011年1~5月份18.06%对比+0.14%4、缩小风口面积，控制冶炼强度，增加鼓风动能高炉燃料比是高炉操作者可控成本部分，同时也是炼铁成本最重要部分。过去为了追求产量，提高冶炼强度，但是燃料比也跟着上去了。过去的冶炼方针不能适应严酷的市场，不能适应微薄的产品利润。当然对冶炼钒钛矿必须要求适度大风量、高富氧，以增强炉缸氧势。我们改变冶炼观念，调整冶炼策略，维持适宜的冶炼强度，降低燃料比。5605405205004804601.11.31.41.21.0通过对我厂420m3高炉的分析和探索，冶炼强度为1.7t/m3·d左右时，燃料比较低。目前，我们将冶炼强度控制在1.65~1.75t/m3·d左右。个别厂高炉冶炼强度与燃料比的关系高炉煤气流的初始分布是否合理，直接决定炉缸工作是否均匀活跃，是影响炉况是否稳定顺行的主要因素，衡量送风制度是否合理的主要依据是煤气流的稳定性和鼓风动能大小，经过对比外厂的数据和结合我厂的原燃料状况，摸索出高炉适宜的鼓风动能；由于我厂烧结矿粒级组成与外厂有较大的差距，5~10m的比例较大，高炉的压差高、透气性差，高炉不易接受风量，在高炉过程控制表现出来的现象是风压高、冷风流量小，在这样的原燃料条件下高炉送风制度的参数选择只有向风口面积缩小的方向发展，以维持较高的鼓风动能，特别是钒钛矿冶炼对鼓风动能的要求更高，必须保证炉缸吹透、吹活，才能维持正常的冶炼进程。风口面积的调整情况见下表：炉座时间风口面积风速鼓风动能1#炉2010年0.129020044512011年0.124520848432#炉2010年0.09227983282011年0.089728586795#炉2010年0.127221553322011年0.12562265443我厂1#、5#高炉煤气的初始分布不合理，存在局部边缘气流过分发展的情况，经常会出现局部边缘管道的现象，导致高炉的煤气利用极不稳定，炉温波动较大，铁水质量难以控制，调节炉温难度较大，特别是在高钛渣冶炼的情况下，对炉温的控制区间较窄，炉温调控不好就可能造成炉凉或热结的操作事故，危及炉况的安全稳定运行，并影响高炉技术经济指标的提高。为了解决这一问题，对风口进行了大幅度的调整，一是对边缘气流局部偏强的部位缩小风口面积，增大边缘气流较弱部位的风口面积，二是在加长边缘气流偏强部位的风口长度，通过以上措施，有效抑制边缘局部管道的出现，煤气流的一次分布更加合理稳定，促进炉况稳定顺行.1#、5#高炉风口布局调整情况见下表：1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#12#13#14#1#炉1051101101101051051051101101101101101101051051101051051051051001101101151151151101055#炉105100105105105105110110110115110105110100105100105100105951051101051151151101101005稳定富氧、实行烟煤混喷我厂没有针对高炉富氧新建制氧机组，高炉富氧量的大小与炼钢的生产节奏关系较大，炼钢3炉2机作业时高炉富氧量大幅度下降，炼钢2炉1机作业时，高炉富氧的增加数量大，富氧量随炼钢的生产组织变化波动较大，造成高炉冶炼强度在短时间内的变化大，引起炉温波动大，增大了高炉操作人员调节的难度，2011年由公司总调、炼钢厂、炼铁厂成立了专门的氧气协调小组，做好氧气的平衡协调工作，解决高炉富氧不稳定的问题，同时规范富氧的调节数量，避免富氧大起大落。炼铁厂喷煤工段自2004年投产以来，煤比维持在100Kg/t左右。投产初期至今，以喷吹无烟煤为主，原煤的灰分不超过14％，挥发分含量不超过10％，随着国家对采煤行业的整顿，适合高炉喷吹用原煤资源的相继减少，目前原煤市场普遍为高灰分、高挥发分原煤。2011年我厂对制粉系统进行改造，新增CO、O2检测仪，以保证喷吹烟煤时制粉系统的安全，2011年5月烟煤的使用比例达20%，煤粉的挥发分达16%左右，煤比达到120Kg/t，提高了煤粉燃烧性能，同时提高了煤焦置换率，降低了高炉燃料成本。6、发展循环经济，节约有限的资源按照中国对钢铁行业新的产业政策和长远规划的要求，钢铁行业规划和企业发展规划要全面彻底贯彻钢铁工业循环经济理念，着力最大限度提高废气、废水、废物的综合利用水平，参与社会物资利用再循环，建立钢铁循环经济型工厂。钢铁工业要把提高综合利用率、降低资源和能源消耗作为提高竞争力的重要手段，充分挖掘工业能源、物料再利用方面的潜力，重点抓了以下几个方面工作：1）加大铁素料回收和利用，尽可能降低天然铁矿石的消耗。炼铁厂对烧结各种除尘灰和高炉除尘灰以及炼钢除尘灰收集，与炼钢污泥搅拌，制作成混合料，进入一次配料，多余的炼钢污泥与高炉返矿混合，进入一次配料。回收炼钢渣钢、水淬钢渣、轧钢氧化铁皮，每年回收约30万吨。铁素料基本上实现了闭路循环，但也给生产带来了问题，出现了Pb、Zn、K、Na富集，堵塞烧结机蓖条和高炉半净煤气支管。目前为克服上述问题，将烧结机头除尘灰和高炉布袋除尘灰、炼钢精炼炉除尘灰脱锌精选，含铁品位达到60%以上。2）采用先进的节水工艺，提高水的循环利用，降低水的补充量和消耗量。对工业污水污染防治采取技术性对策和管理性对策相结合的综合性措施，建立工序内部、工序间、厂内多级用水循环思想，实现工业用水零排放，大幅降低吨铁耗水量，提高循环水的浓缩倍数，实现水资源减量化。近年来，我厂吨铁耗水量以3%速度递减。3）充分利用余热、余压。工序间实现能量交换，将炼铁多余的能量作为另一个工序的热源来使用，将高炉煤气输送到发电厂发电。利用TRT发电，将高炉余压转变成电能。4）实施绿色照明和节能改造。通过科学的照明设计，利用效率高、寿命长、安全性能稳定的照明电器产品，创造高效、舒适、安全、经济、有益的环境并充分体现现代文明的照明。对水泵、风机等实行变频节能改造，有效地节约电能。5）加强对废渣回收利用。高炉水渣经磁选铁后发往公司内部水泥厂作为制造水泥的原料。炉前干渣经磁选铁后，制作渣砖或交给水泥厂。6）实现钒钛资源综合利用。加大钒钛入炉比例，确保铁水[V]达到0.22%以上，以保证炼钢提取钒渣的含钒量。公司将钒渣再次提取V2O5，制成片钒产品。已对选取钒钛铁精粉中的尾渣提取钛精粉。7、降低工艺损耗冶炼普通矿的高炉的工艺损耗为3%左右。目前我厂渣中（TiO2）达到18~21%，如此高的（TiO2）工艺损耗一般达到5%以上，通过这几年的探索，我们将工艺损耗控制在4.5%以下。具体采取的措施为：一是控制适宜的炉温，避免热结变稠或炉凉难熔,以免渣中带铁严重；二是提高炉缸氧势，有利于提高渣的流动性，促进渣铁分离，三是促进炉况稳定和炉缸活跃，四是对水冲渣进行磁选，渣中TFe可下降0.50%左右。8、加强管理、规范炉操作我们积极推行：操