巴州钢铁高炉使用低热态干熄焦生产实践

沈云

新疆钢铁巴州有限公司 新疆 巴音郭楞蒙古自治州 841300

摘要：随着我国环境保护和节能减排政策的不断加强，干熄焦技术以其节能降耗、保护环境和提高焦炭质量等优点正逐渐在我国钢铁企业及部分独立焦化企业得到应用。本文主要分析巴州钢铁高炉使用低热态南疆干熄焦生产实践。

关键词：巴州钢铁；高炉；干熄焦；低热态

1. 现状调查

巴州钢铁高炉一直外采焦炭，采购的是湿熄捣固焦，热态强度CSR要求大于60，高炉能长期保持顺行，通过前期实践证明，当热态强度CSR低于58时，高炉顺行度变差，出现塌料、憋风现象，当热态强度CSR低于55时，高炉不顺，出现连续崩塌料、坐料现象，产量下降40%。

与八钢整合后，实现资源共享，八钢的南疆干熄焦是顶装焦，价格低于外采焦炭，但南疆干熄焦的热态强度CSR仅50左右，粒级偏碎；按照以往的经验是不能使用的。因此，炼铁厂制定了详细的实验方案，焦炭的主要指标见下表1，表2。

焦炭理化指标对比
种类	Mt	灰分	挥发分	固定碳	M40	M10
湿熄捣固焦	4.91	12.74	0.86	86.41	82.56	6.76
顶装干熄焦	0.2	11.96	0.45	87.54	81.8	5.6

表1

焦炭理化指标对比
种类	CRI	CSR	粉末率	粒度（25--40mm）
湿熄捣固焦	29.9	61.92	7.7	29.4
顶装干熄焦	38.27	50.84	12.32	52.26

表2

2. 实验目的

通过实验了解低热态的八钢的南疆干熄焦的性价比及使用情况。

三、试验准备工作

3.1制定方案：于12月18日完成实验方案制定，并在巴州基地审核定稿。

3.2人员培训：针对巴州基地高炉技术、操作人员对低热态强度焦炭在高炉使用存在疑虑、缺乏经验的状况，组织了3次6个课时的培训，打消了疑虑、建立了信心。

3.3原料准备：总部、南疆基地、巴州基地三方联动，迅速组织焦炭进厂，并与12月24日库存达到5000吨，具备实验条件。

四、实验实施

试验在1260m³高炉进行，试验之前，高炉使用焦炭结构：100%湿熄捣固焦, 热态强度CSR61，炉况基本顺行，但是燃料消耗偏高，平均煤比125kg/t，燃料比560kg/t，日产量在2900-2950吨。

于12月24日开始实施实验，南疆干熄焦比例从20%开始，逐步增加调整，至2021年1月1日南疆干熄焦比配比达到100%，达到实验目标。

于1月3日因南疆干熄焦供应不足，逐步将配比分次调整至20%。

实验期间炉况顺行，未出现炉况异常，燃料比明显下降。

五、生产线简介：

炼铁厂现有1260m³高炉一座、588m³高炉一座。厂下设专工室及高炉作业区、喷煤作业区、铸铁作业区，管理上实行厂长领导下的工程师负责制，职工人数234人，机关管理人员7人，具备较强的技术实力和管理能力。主要生产铁水，采用当前国内外先进生产工艺和节能减排新技术，实现水、气、固、废“零排放”，是循环经济发展模式的典范。主要职能是为公司炼钢厂提供优质铁水。

炼铁厂1260m³高炉于2011年建成并投产，588m³高炉于2014年建成并试投产。结合市场行情间断生产。

高炉采用目前使用最为广泛的皮带无钟串罐上料系统，使其调节操作更为灵活，炉况更加稳定可控。煤气处理系统采用干法除尘，高炉荒煤气经上升管通过重力除尘器到达布袋除尘，之后的净煤气进入主管网循环使用。鼓风系统所使用的热风炉均为顶燃式。

目前高炉所用原料是公司自产的烧结矿、球团矿，比例分别是70%和30%，其中烧结矿品位可达53%以上，球团品位可达60.5%以上，燃料为外购焦炭和煤粉，单炉生产富氧鼓风率达到3.2%以上，双炉生产A炉富氧率达到1.97%，B炉富氧率0.37%；热风系统为每座高炉配备三座新型高效顶燃式热风炉，送风温度可以达到1160℃以上，干式氮气反吹布袋除尘器，高炉生产用水全部循环使用，生产铁水供炼钢使用。

煤气由高炉炉顶经煤气管道至除尘在经过BPRT至煤气主管网，由于从炉顶出来的煤气压力高于煤气主管网压力，所以利用压差带动BPRT节电。

六、干法熄焦原理及工艺流程

干法熄原理和干法熄冷却机理实际上是固相和气相换热过程，换热模式主要是对流换热。基本工艺流程:装载红色焦炭的载货车驶至干法熄站横向牵引设备，横向牵引设备将焦炭罐和焦炭罐车拖至升降杆底部。电梯提升焦炭罐，送至干式淬火炉顶，焦炭通过分流器装车装入干式淬火炉。在干法熄炉中，焦炭直接与惰性气体交换热量，焦炭平均冷却200℃以下，然后通过加热装置输送到带式输送机，再输送到焦炭处理厂。机架横向牵引装置对整个干法熄装置的稳定生产起着关键作用。本工程将干法熄站与焦炉单元平行布置，在干法熄站一侧的电梯与焦炉侧的载体之间，用红色焦炭或空焦炭罐横冲直撞地“推”或“拉”车。过去设计的横杆提升装置是一种钢丝绳提升的钢丝绳提升装置。由于钢丝绳易受塑性变形的影响，经过长时间的工作后其长度和密封性发生变化。如果不及时调整或更换，定位精度会降低，影响正常生产。此外，横向牵引过程的启动和停止的冲击较大，钢丝绳牵引装置的运行稳定性较差。拉伸重量越大钢丝绳的塑性变形越大，冲击越明显。本项目自主研制的机架行波器可满足更大的牵引重量和更高的定位精度的要求，并满足高强度、冲击强度和狭窄的现场范围的要求。具有以下技术优势:(1)通过组合各种电气部件形成安全、高效、多功能、多级自动控制，从而实现了焦炭罐车从牵引到提升的无人运行模式。例如，凸轮滑块被设置为控制每个速度变化点的速度变化。过载限位开关控制起始位置的溢出；编码器返回整个牵引行程的转速变化。(2)齿条角作为牵引元件，驱动焦炭鼓和转向架稳定可靠，效率高，额外能耗低，噪音低，冲击负荷低，寿命长。它能满足大拉伸重量、高定位精度和高强度的要求，整个牵引行程的定位精度可达到±20 mm。并且齿轮和齿条的日常保养较低，更换方便。(3)变频电机、减速器和离合器等关键设备的选用，在国内先进水平上处于冲击减振、降噪、节能环保等状态。该设备结构紧凑，体积小，维修性能长期。(4)树篱上的冲洗箱具有翻译、摆动和倾斜等功能，充分利用了空间，减少了占用面积，更好地满足了狭窄位置的要求。

七、南疆干熄实验总结

通过此次巴州基地“高炉使用低热态南疆焦炭”生产试验，有以下总结：

7.1、实验结论

7.1.1、实验期间高炉炉况顺行优于实验之前，燃料消耗持续显著降低、产量持续提升，证明南疆干熄焦完全适应巴州基地高炉生产，南疆干熄焦在巴州1260 m³高炉使用，完全能够很好的释放焦炭质量潜力。

7.1.2、南疆干熄焦与湿熄捣固焦在单个指标上虽各有优劣，但生产实践证明，南疆干熄焦在巴州1260 m³高炉使用效果显著优于湿熄捣固焦，也侧面证明八钢焦化配煤技术成熟、生产控制优异。

7.1.3、通过实验证明，当南疆干熄焦使用70-100%为最佳比例，高炉日产提升最高达到177t，焦比降低42.7kg/t，燃料比降低44kg/t，可显著降低高炉成本并提高生产效率，符合巴州基地追求极致效率、极致成本的经营目标。

7.1.4、通过实验证明，只从热态强度CSR判断焦炭的优劣是不合理的，干熄焦明显优于湿熄焦，其机理还需近一步研究。

7.2、下步打算：

7.2.1、此次实验时间相对较短，高炉操作调整尚有改善空间，需进一步加长实验，充分释放南疆干息焦质量潜力，更全面评价、掌握南疆干息焦属性、价值。

7.2.2、鉴于巴州基地即将开展钒钛矿冶炼实验，需要稳定的高炉炉况支撑实验开展，同时验证南疆干息焦是否适应钒钛矿冶炼，未后期巴州基地进一步开展钒钛矿做好技术储备。

7.2.3、针对南疆干息焦粒度偏小的问题，高炉计划调整焦筛规格，将南疆干息焦全部入炉，发挥质量优势。

7.2.4、持续开展巴州基地高炉技术、操作人员培训，改变固有高炉使用高热态强度焦炭的理念，树立低热态强度焦炭冶炼信心、理念，提高操作技术能力。

结束语

熄焦是一种具有最显着节能效果的技术。其节能消费、环保、提高焦炭质量、节约水资源的优势得到国家、行业和企业的认可和重视，在中国普及和应用是必不可少的。钢铁基地的干淬火设备采用全干淬火工艺，干淬火率达到100%。与93.15%的干淬火率相比，红雀的感受热可回收6.8个百分点。到目前为止，整个干淬火过程的环保效果更为完善。钢铁基地旨在建设世界级水平，注重自主创新和一体化，不断提高技术装备水平和自动化控制，实现干法熄设施的无人操作。