高炉高焦比成因分析和降耗增煤措施

1简介

邯钢2000m3高炉是从德国克虏伯公司引进的二手设备，原有效容积1858m3，扩容后为2000m3，自投产以来，炉况长期稳定顺行，技术经济指标取得了较好效果，但是焦比、煤比两项指标欠佳，焦比逐年升高，喷煤比逐年下降，到2004年，焦比竞达到了400.4kg／t铁，煤比仅有117.9kg／t铁，综合燃料比则上升至515.3kg／t铁。在目前焦炭价格昂贵形势下，严重增加了生铁成本。因此，对2000m3高炉高焦比原因进行了分析，探讨进一步降低燃料消耗、提高喷煤比的有效措施。

2高焦比原因分析

2.1高炉自身设计问题

(1)从高炉炉型参数可以看出，邯钢2O00m3高炉高径比较小，仅为2.217，为矮胖型高炉，炉料和煤气在炉内停留时间短，不利于炉料的预热和还原，不利于煤气的化学能和热能的充分利用。

(2)炉缸直径较大，为10500mm，同时受场地限制，设计为铁口夹角成9O。的西、北两个出铁场，布置不合理，对炉缸工作均匀、活跃不利，不利于低Si冶炼。

(3)炉顶压力设计低，仅150kPa，对于矮胖型高炉，不能满足生产需要，不利于间接还原发展和高炉压差降低。

(4)2000m3高炉热风炉蓄热面积小，在配加3～5km3／h焦炉煤气的情况下，鼓风温度仅达到1100℃，与同类型高炉相比偏低50～1O0℃

2.2原燃料质量下降

2003年11月以来，冶金资源消耗加剧，高品位的进口铁矿粉和优质炼焦煤供应不足，原燃料质量大幅下降：

(1)由于进口高品位矿粉配比不足，烧结矿品位由原来58.5%下降到目前的57%，FeO的含量由原来的8.0%上升至10.0%，同时为保证高炉生产，烧结矿的MgO含量由2003年初的1.80%提高到目前的2.2%～2.3%烧结矿的R2由1.9O提高到2.O5(2)焦炭的灰分由11.5%上升至13%，硫分由0.45%上升至0.60%，挥发分由1.0%上升至1.5%，M40由88%下降到83%，M40由5%上升至7.5%。

2.3综合入炉品位下降，吨铁渣量升高

由于焦炭灰分升高，烧结矿的MgO、R2上升及品位降低，使高炉吨铁渣量升高，综合人炉品位下降；又由于烧结矿Rz提高，为平衡炉渣碱度，增加了硅石的配比，使吨铁渣量再次上升；2004年1O月后巴西球、南非矿货源紧张，高炉被迫减少配比，l1月份巴西球彻底断档，只能使用品位和性能都不如巴西球的秦皇岛、唐山等国产球团矿代替，使品位再次下降和渣量更进一步上升，使高炉透气性下降，并使吨铁燃料消耗增加，燃料比较大幅度上升。

2.4高炉操作

(1)由于原、燃料质量下降，成分波动增大，渣量增加，硫负荷升高，为保证高炉顺行，炉缸工作均匀活跃，渣铁物理热充沛，生铁质量合格，提高了渣铁控制温度，控制si在0.55%～0.65%，铁水物理热在1500～1510℃。

(2)根据矮胖型高炉的特点，针对原燃料质量下降，特别是焦炭强

度下降，高炉透气性严重变差的状况，为保持高炉的高利用系数，高炉操作方针将目标喷煤比由135kg／t铁下调至125kg／t铁。

(3)2003年1O月4900m2风机投产后，公司为了平衡生产，2000m3高炉富氧量由l1km。／h减至8km3／h。高炉富氧减少后，由于热风炉能力不足，得不到相应的热补偿，不利于喷煤比的提高，同时煤粉置换比下降。在富氧量减少了3km3／h情况下，高炉实现了进一步强化冶炼，鼓风风量由3200m3／min增加到3700m3／min，利用系数由2.35t／(d?m3)提高到2.55t／(d?m3)，炉料和煤气在炉内停留时间进一步缩短，降低了炉料的预热与还原及煤气的化学能与热能的充分利用。

2.5风口破损

随着高炉冶强的提高，鼓风量增加，煤粉绝对喷吹量的上升，风口破损率上升，由于不能及时更换，炉缸时常漏水工作，使焦比大幅上升。

3降低焦比、提高煤比途径的探讨

由于冶金行业资源紧缺，焦煤、焦炭价格大幅上涨，探索进一步提高煤粉置换比，进一步增煤降焦措施，是实现2000m3高炉降本增效的首要任务。为此，针对目前原燃料质量的实际状况，结合高炉设备及高炉操作的实际特点，从以下几方面进行了探讨：

3.1进一步加强精料工作和优化炉料结构，保证炉况长期顺行，提高高炉接受高煤比的能力，是实现增煤降焦的前题条件

(1)优化烧结工艺，尽可能提高烧结矿质量，使转鼓强度≥76%，

FeO稳定在7.0%～9.0%，TFe、R2、MgO成分波动≤±0.05%。

(2)焦炭水份要严格控制在4.5%±0.3%以内，避免内水分波动导致焦炭负荷波动；在现有条件下通过合理配煤，优化炼焦工艺，最大限度的降低焦炭的灰分、硫分、挥发分，使M40≥83%；增加焦炭的反应后强度和反应性指标，争取焦炭的反应性(CRI)≤25%，最高不超过28%；力争焦炭的反应后强度(CSK)≥65%，最低不低于6O%，这对于保证焦炭的骨架作用，提高喷煤比至关重要。

(3)加强原燃料整粒工作，进行槽下筛分工艺的优化与改造，实现原燃料分级人炉；提高原燃料筛分效率，使人炉粉末由现在的5%下降至3%以下。人炉烧结矿中粒径小于10mm的比例控制在3O%以下，入炉焦炭中25～40mm的比例控制在8O-85%以上。

(4)针对烧结矿品位下降、焦炭质量降低的不利因素，进一步优化炉料结构，提高入炉熟料的配比，减少或不加硅石入炉，尽量提高综合入炉品位和降低吨铁渣量；选择好造渣制度，保证炉渣中Mg0控制在8.0%～10.0%，保证炉渣具有较好的流动性和满足生铁质量的需要，保证炉缸工作均匀活跃，为进一步提高煤比创造有利条件。

3.2进一步改进增煤、降焦措施，达到降本增效的目的

(1)根据2000m。高炉的实际送风参数，改进风口材质，采用渗碳耐磨风口，提高风口寿命；废除风口坏后更换制度，建立合理的风口定期更换制度，消除风口漏水对炉缸及焦比的影响。

(2)改造顶压系统，使炉顶压力由现在的150kPa提高到180～200kPa，既有利于间接还原发展，提高CO。的利用率，又使高炉压差