烧结矿低温粉化对高炉的影响
卫军民,李斌宜
(陕西龙门钢铁有限责任公司,陕西 韩城 715405)
摘要:对影响高炉的因素进行了总结。通过分析龙钢烧结矿存在的问题,尤其是针对冶金性能较差的现状,从提高原燃料质量、优化炉料结构、改善筛分、加强操作维护等各方面提出了改进措施。
关键词:烧结矿;低温还粉化;高炉;影响
1 前言
龙钢现有高炉5座,2*
表1 高炉指标及参数对比
|
燃料比(Kg/tFe) |
入炉焦比(Kg/tFe) |
入炉焦丁(Kg/tFe) |
喷煤比(Kg/tFe) |
风量
(m3/分) |
风温(℃) |
矿批 |
负荷(倍) |
2015.11 |
521 |
357 |
34 |
130 |
3110 |
1198 |
43.00 |
3.94 |
2015.12 |
512 |
356 |
27 |
129 |
3050 |
1192 |
42.69 |
4.04 |
2016.1 |
526 |
396 |
22 |
108 |
2879 |
1137 |
38.82 |
2.61 |
2016.2 |
548 |
417 |
21 |
109 |
2985 |
1142 |
39.80 |
3.62 |
2 分析影响炉况的因素
2.1 烧结矿质量影响
2015年12月份,受原料采购计划发生重大变化,进购了大量冶金性能差的巴卡粉,从
表2 混匀矿配比
日期 |
配比 |
2015.12.8 |
纽曼70%+克里夫斯粉10%+主流精矿1#垛5%+主流精矿3#垛5%+主流精矿4#垛10% |
2015.12.15 |
巴卡40%+克里夫斯粉45%+主流精矿1#垛5%+主流精矿4#垛5%+国内精矿1#垛5% |
巴卡粉增加后,400、450烧结矿SiO2含量呈下降趋势,400烧结矿从
表3 烧结矿成分变化
月份 |
TFe% |
FeO% |
SiO2% |
CaO% |
MgO% |
Al2O3% |
P% |
S% |
碱度 |
2015年11月 |
56.51 |
8.59 |
5.84 |
7.94 |
1.56 |
2.29 |
0.08 |
0.01 |
1.36 |
2015年12月 |
56.74 |
8.48 |
5.25 |
7.84 |
1.53 |
2.22 |
0.08 |
0.01 |
1.51 |
2016年1月 |
57.38 |
8.22 |
4.63 |
7.99 |
1.84 |
1.75 |
0.09 |
0.01 |
1.73 |
2016年2月 |
57.05 |
8.57 |
4.69 |
8.56 |
1.98 |
1.86 |
0.09 |
0.01 |
1.83 |
对比12月-2月烧结矿粒度,400、450烧结矿的强度、≥
表4 烧结矿粒度变化
400烧结矿 |
≤5.0mm |
>16mm |
强度(%) |
450烧结矿 |
≤5.0mm |
>16mm |
强度(%) |
11月下旬 |
3.58 |
53.42 |
73.78 |
11月下旬 |
3.93 |
54.48 |
71.39 |
12月上旬 |
3.63 |
53.34 |
74.19 |
12月上旬 |
3.98 |
55.29 |
73.27 |
12月中旬 |
3.69 |
53.32 |
74.39 |
12月中旬 |
3.52 |
54.10 |
73.87 |
12月下旬 |
4.04 |
58.32 |
74.64 |
12月下旬 |
3.32 |
59.77 |
77.10 |
1月上旬 |
2.89 |
55.59 |
77.31 |
1月上旬 |
2.89 |
56.50 |
78.34 |
1月中旬 |
2.89 |
54.72 |
78.08 |
1月中旬 |
2.46 |
54.96 |
78.29 |
1月下旬 |
2.79 |
53.19 |
76.53 |
1月下旬 |
2.74 |
54.26 |
76.65 |
1月平均 |
2.86 |
54.53 |
77.29 |
月均 |
2.71 |
55.28 |
77.78 |
2015年12月-2016年2月,由于块矿供应不正常、停用球团等影响,烧结矿碱度调整频繁。碱度调整,见表5。
表5 烧结矿碱度调整
450矿 |
|
2.2 焦炭质量影响
主要是焦炭热性能波动大,尤其是反应后强度变化频繁,其中海燕二级反应后强度呈下降趋势,2015年11、12月份二级焦炭反应后强度均达到一级焦炭标准,2016年1月二级焦炭反应后强度平均仅56.81%,比2015年12月份下降了5.74%,中旬最低时平均仅54.76%。二级焦炭热态指标,见表6。
表6 二级焦炭热态指标
时间 |
12月上旬 |
12月中旬 |
12月下旬 |
1月上旬 |
1月中旬 |
1月下旬以后 |
CRI% |
27.9 |
29.61 |
29.57 |
32.22 |
32.51 |
停用 |
CSR% |
64.75 |
61.98 |
60.8 |
57.45 |
54.87 |
57.45 |
2015年11月-
表7 2015年12月-2016年2月二级焦炭配加比例变化
月份 |
12月上旬 |
12月中旬 |
12月下旬 |
2015年12月26-29日 |
1月上旬 |
1月中旬 |
1月下旬 |
2月上旬 |
2月中下旬 |
比例% |
40.73 |
53.17 |
60.09 |
58.17 |
36.1 |
19.11 |
13.46 |
2.75 |
停用 |
反应后强度% |
63.18 |
59.12 |
59.2 |
57.68 |
59.13 |
57.33 |
57.99 |
58.78 |
2.3 块矿比例影响
3#炉从
表8 2015年10月-2016年2月块矿比例变化
月份 |
2015年10月 |
2015年11月 |
2015年12月 |
2016年1月 |
2016年2月 |
3#炉块矿比例% |
5.09 |
6.6 |
9.27 |
14.46 |
14.28 |
5#炉块矿比例% |
4.40 |
4.23 |
9.31 |
17.33 |
13.04 |
3 应对措施
根据以上原因分析,针对原燃料理化指标、配加比例变化及炉况出现的异常表现,及时召开炉况分析会,综合分析3、5#炉炉况波动原因,采取了以下措施:
3.1 减轻焦炭负荷,降低冶强。
焦炭负荷11月份平均4.13t/t,12月份平均4.19t/t,1月份平均3.74t/t,1月份比12月份下降0.45t/t,比11月份下降0.39t/t。1月份冶强降平均1.15t/m3d,比11月下降0.11 t/m3d,比12月下降0.13 t/m3d。
3.2 优化配料和改进炉料结构
(1)减少巴卡粉比例,从40%降至10%。
(2)提高烧结矿碱度和SiO2含量,碱度提高至1.85以上,SiO2含量提高5.1-5.3%,确保烧结矿强度76%以上。
(3)适当配加5%的球团,埠矿比例控制10-15%。
(4)停用二级焦炭,使用合格一级焦炭。
3.3 调整制度
(1)装料制度:炉况调节上抓好出铁和外围保障,炉内通过缩矿批,一度缩小到26t,退全焦负荷,改变装料制度疏松边缘等措施,分阶段逐步恢复到正常。
(2)冷却制度:将冷却水进水温度提高到
(3)造渣制度:烧结矿MgO含量由1.40-1.60%增加至2.00-2.40%,提高烧结矿强度;适当降低炉渣碱度,由1.15-1.20倍降至1.05-1.10倍。渣中MgO含量由7.50-8.50%增加至9.0-10.0%,改善炉渣流动性。
(4)送风制度:控制风压300-320kpa,风量2700-2800m3/分,煤比80-90kg,富氧控制2000-3000m3/h。
(5)热制度:炉温控制0.5-0.6%,物理热1490-1530℃。
(6)通过配加锰矿和一定量的球团矿,减少块矿配加量,调整炉料结构。
(7)加强炉后筛分清理频次,派专人负责,使用单层筛,筛孔由4-4.5mm扩大至6-8mm,确保粒度组成和入炉筛分干净。
4 措施实施后的再分析
1-2月,及时对原燃料使用和操作参数进行调整,采取了缩矿批降低负荷、停用二级焦炭、提高烧结矿碱度、减少块矿比例、减煤减氧等措施,但是高炉的稳定和强化并未得到改善和提高,风量比正常小300
表9 烧结矿标样冶金性能
样品 |
取样时间 |
碱度(倍) |
低温还原指数(+3.15mm)% |
检验方 |
厂控标准 |
|
≥1.60 |
≥70.00 |
|
400 |
2015.11.6 |
1.09/1.20 |
71.84/80.75 |
西安建大 |
400 |
2016.2.13 |
1.76 |
44.56/49.34 |
太钢 |
450 |
2016.2.13 |
1.84 |
54.84/59.03 |
太钢 |
400 |
2016.2.18 |
1.90 |
26.53 |
太钢 |
450 |
2016.2.18 |
1.85 |
32.64 |
太钢 |
5 经验教训及以后的思路
(1)本次造成炉况长时间波动,难强化,主观上还是在初期判断时,未找出导致炉况波动的准确因素。一方面因阶段性提烧结矿碱度,二级焦炭质量下降、比例增大,块矿比例的加大,筛孔缩小等因素,均在同一时间段发生,误导了对炉况波动的认识和判断。另一方面,对原料的数据分析,仅局限于内部化验的成份和理化指标分析,操作指导上也以此为起点启动对物料变化操作预案来应急,只能保持在一定冶强和低指标下的运行,造成高炉难以强化。对原料的冶金性能变化未有深刻认识,是导致炉况长时间波动的主要问题。
(2)在初期确定炉料结构时,要系统充分考虑各物料在冶金性能、造渣性能等方面的特点,还需和高炉冶炼顺行、接受能力、工艺安全性等进行合理搭配。同时考虑库存物料有限,周转时间长短不一的特点,确定合理的用矿比例和炉料结构,否则有变化时对整体生产计划的执行影响较大。降本是综合体现,不能只盯一点,要系统考虑。1月份计划炉料结构是提高块矿比例,块矿配加到15%,同时计划烧结矿的SiO2含量稳定在4.30-4.50%,提高综合品位,实现降成本。但是因烧结矿的SiO2降低,造成烧结矿低温还原粉指数大幅度下降,最终导致1-2月份高炉频繁波动、长时间难以强化。
(3)建立公司冶金性能化验室,定期或配料品种有大的调整时,要及时做化验分析数据,建立各种物料理化和冶金性能数据库,完善高炉操作管理预案,供烧结混配和高炉调剂作参考。
(4)对工艺的标准认识不到位,不坚定。要树立大工艺统领的思想,参考行业标准和同级别先进指标高炉制定的工艺和用料标准,完善监管机制,原燃料标准红线和底线坚决不能突破。
参考文献:
[1]周传典,高炉炼铁生产技术手册,北京,冶金工业出版社,2002年
[2]王筱留,高炉炼铁原料的选择与判断 2016年3月
[3]刘琦,炼铁精料带来的问题和对策,冶金管理,2003年