高炉操作思路的转变探讨20141023

,本钢集团有限公司,BENXI STEEL GROUP CORPORATION,#,#,高炉操作思路转变的探讨,本钢集团北营炼铁厂 蒋海冰博士,15004140348,2014,年,10,月,23,日,1,目录,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,2,炉腹煤气量指数控制效果分析,3,结论,4,改善料柱透气性,2.1,鼓风量与富氧量,2.2,本钢北营炼铁厂,顶压,2.3,燃料比,2.4,2,本钢北营炼铁厂,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,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,炉腹煤气量指数概念及分析,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,49,51%,。,消耗能源,12.72GJ/tHM,。,5,本钢北营炼铁厂,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,V,BG,可用以下公式计算,：,式中,：,V,B,风量（不包括富氧量），,Nm,/min,；,V,O2,富氧量，,Nm,/min,；,W,B,鼓风湿度，,g/Nm,；,P,c,喷吹煤粉量，,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,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,、,料柱透气性,、,鼓风量,、,富氧量,、,鼓风湿度,、,喷吹煤粉成分和数量,、,燃料比,、,顶压,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,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,2,炉腹煤气量指数控制效果分析,3,结论,4,改善料柱透气性,2.2,合理的鼓风量与富氧量,2.3,本钢本钢北营炼铁厂,提高顶压,2.4,降低燃料比,2.5,降低渣铁比,2.1,8,本钢北营炼铁厂,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：,2013,年,4,月后块矿配比稳定在,8%16%,。,9,本钢北营炼铁厂,利用炉腹煤气量指数指导高炉操作,降低,渣铁比：,10,目录,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,2,炉腹煤气量指数控制效果分析,3,结论,4,改善料柱透气性,2.2,合理的鼓风量与富氧量,2.3,本钢本钢北营炼铁厂,提高顶压,2.4,降低燃料比,2.5,降低渣铁比,2.1,11,本钢北营炼铁厂,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,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,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,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,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,9,月底之后波动明显加剧。,16,本钢北营炼铁厂,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,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,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，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,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,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,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,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,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,2,炉腹煤气量指数控制效果分析,3,结论,4,改善料柱透气性,2.2,合理的鼓风量与富氧量,2.3,本钢本钢北营炼铁厂,提高顶压,2.4,降低燃料比,2.5,降低渣铁比,2.1,24,本钢北营炼铁厂,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：,2.452.65,6065,55.39,61.85,5866,5056,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,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,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,2,炉腹煤气量指数控制效果分析,3,结论,4,改善料柱透气性,2.2,合理的鼓风量与富氧量,2.3,本钢本钢北营炼铁厂,提高顶压,2.4,降低燃料比,2.5,降低渣铁比,2.1,27,本钢北营炼铁厂,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，可通过的炉腹煤气量增加，有利于强化高炉。,28,目录,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,2,炉腹煤气量指数控制效果分析,3,结论,4,改善料柱透气性,2.2,合理的鼓风量与富氧量,2.3,本钢本钢北营炼铁厂,提高顶压,2.4,降低燃料比,2.5,降低渣铁比,2.1,29,本钢北营炼铁厂,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。,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,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,100t,104t,，同时增大矿角至,42,，控制合适的边缘气流，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。,31,本钢北营炼铁厂,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、富氧控制理论燃烧温度在,2100,2150,，实现了高风温操作。,2013,年全国,3200m,高炉风温使用水平：,32,本钢北营炼铁厂,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,1485,5,，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,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,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,2,炉腹煤气量指数控制效果分析,3,结论,4,改善料柱透气性,2.2,合理的鼓风量与富氧量,2.3,本钢本钢北营炼铁厂,提高顶压,2.4,降低燃料比,2.5,降低渣铁比,2.1,35,本钢北营炼铁厂,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,日产量，,t/d,燃料比，,kg/tHM,综合入炉品位，,%,煤气利用率，,%,富氧率，,%,2013.01,8032,532,58.58,45.72,1.98,201