我國中型高爐的技術進步和今後的發展方向

2022-12-13 05:33:02 字數 4162 閱讀 4822

我國中型高爐主要集中在地方骨幹鋼鐵企業,容積多在200―750m3之間(多數是共有140座左右,生鐵產量約佔全國總產量的三分之一,是一支重要的煉鐵力量。近年來這批高爐技術發展異常迅猛,取得了可喜的成就,如下表。

一、近幾年的技術進步

這批高爐技術的進步,外部是由於市場需求的拉動;內部是由於煉鋼能力的發展,鐵水供不應求。為了增加生鐵產量,各廠除了陸續增建高爐以外,同時還大力提高現有高爐的利用係數。從上表可見他們的利用係數是很高的。

提高利用係數多從兩方面著手:一是提高冶煉強度(綜合冶煉強度多在1.6以上);二是降低焦比,發展噴煤(煤比多在100kg以上)。而在技術措施上主要有下列幾點。

1?精料

精料既有利於提高冶煉強度,又有利於降低焦比和燃料比,是近幾年中型高爐大幅度提高利用係數的基礎。從表中可以看出,他們的焦炭***,礦石品位高,熟料比高,渣鐵比低。焦炭強度指標m40多在80%左右,m10多在7%以下或7%左右;灰分多在12%左右,含硫也很低。

入爐礦石含鐵高達熟料比90%以上,渣鐵比300kg左右或300kg以下。普遍重視原料混勻工作,許多廠建了混勻料場。為了提高燒結礦的質量和產量,許多廠採用了小球燒結(或球團燒結)技術。

為了優化爐料的綜合冶金效能,許多高爐採用了高鹼度燒結加酸性球團(或再加部分塊礦)的爐料結構。他們精料的總體水平已經超過了許多大高爐的水平,有的已經達到了寶鋼高爐的水平(2001年寶鋼入爐礦品位60.49%,熟料比82.64%,焦炭灰分11.15%,含硫

2?採用高壓操作技術

過去中型高爐多數是常壓操作,並且在煉鐵界曾經形成一種見解,認為中小型高爐本身易於強化,無需採用高壓操作技術。近幾年我國中型高爐為了提高利用係數,紛紛採用了高壓操作技術,不過爐頂壓力還不夠高,多在40-100kpa之間。實踐證明高壓操作技術對大、中型高爐都是有效的,中型高爐同樣需要高壓技術,高壓操作對近幾年中型高爐的強化起了顯著的作用。

此外,隨著冶煉強度和爐頂壓力的提高,一般都換了較大的鼓風機,例如300-380m3的高爐多採用的鼓風機。

3?逐步採用無鐘爐頂

中型高爐的爐喉直徑較小,從布料角度看,它們對無鐘爐頂的必要性不如大高爐那樣大,而且過去中型高爐多是常壓操作,大、小鐘磨損問題不太突出,所以過去煉鐵界許多人認為中型高爐無需採用無鐘爐頂。但隨著近幾年中型高爐冶煉強度不斷提高,特別是採用高壓操作後,大、小鐘磨損加快了,許多中型高爐紛紛採用了無鐘爐頂,收到了既改善布料又延長爐頂壽命的良好效果。中型高爐採用無鐘爐頂也有乙個具體問題,那就是中型高爐料批小,普通無鐘爐頂的料流調節閥用於中型高爐,旋轉流槽轉很少圈數料就布完了,達不到應有的均勻布料效果。

在這方面我國開發的ss型無料鐘的料流調節閥有獨到之處,即使用於300m3高爐也能達到需要的布料圈數(例如8-10圈),而使其達到均勻布料的效果。

4?積極採用噴煤技術,不斷提高噴煤量

高爐噴煤除了可以代替焦炭,促進提高風溫,改善冶煉條件,增加調節手段,帶來顯著經濟效益等大家公認的好處外,它還可以延長爐料在爐內停留的時間,提高煤氣利用率。這點對於採用超高冶煉強度、冶煉週時很短的中型高爐來說是很重要的。近幾年中型高爐的噴煤發展很快,許多高爐年平均煤比達到了按這批高爐的原、燃料條件,噴煤量仍有進一步增加的餘地,煤比達到150-200kg也是可能的,因此預計噴煤量還將繼續提高。

5?採用富氧鼓風技術

近幾年許多中型高爐採用了富氧鼓風技術。富氧鼓風既有利於提高產量,又有利於增加噴煤量(它可以加速煤粉燃燒,平衡理論燃燒溫度),降低焦比。但由於氧氣**較高,一般富氧率較低,多在1%-2%之間。

6?高風溫技術取得顯著進展

我國中型高爐的風溫水平正逐步向大高爐逼近,許多高爐年平均風溫達到1000℃以上,個別達到1100℃以上。300m3級高爐中,許多採用了球式熱風爐,有的採用了zsd式熱風爐,有的採用了頂燃式熱風爐,還有的採用了外燃式熱風爐。為了解決煤氣熱值低的問題,有的對煤氣和助燃空氣進行了「雙預熱」。

這些措施都收到了很好的效果。

7?廣泛採用高爐煤氣乾法(布袋)除塵技術

高爐煤氣採用乾法除塵技術,可節水,減少環境汙染,提高煤氣熱含(含水少,溫度高),提高煤氣質量。我國300m3級(及以下)高爐爐頂煤氣採用乾法布袋除塵技術已有多年,技術成熟,正日益推廣。它和球式熱風爐一起,成為我國中型高爐的兩大特色。

8?積極採用長壽技術

隨著中型高爐冶煉強度和產量的提高,爐子壽命短的問題越來越突出,有的高爐兩年就要中修,有的未到大修期爐缸就出現險情,有的甚至出現燒穿事故。為此採取了一系列對策。爐缸、爐底過去用高鋁磚或粘土磚砌築,爐底沒有冷卻,現在普遍採用自焙炭磚和高鋁磚綜合爐底,有的進而採用了微孔焙燒炭磚和陶瓷杯結構,爐底普遍增加了水冷措施。

爐腹、爐腰及爐身下部過去多是普通鑄鐵冷卻壁,現在多改為球墨鑄鐵冷卻壁,有的改用鑄鋼冷卻壁,有的正考慮採用銅冷卻壁。一批水質不好的高爐已改用軟水密閉迴圈冷卻技術。此外在操作方面普遍重視疏通中心氣流,抑制邊沿氣流,以減緩爐襯侵蝕。

由於採用了這些長壽技術,較好的高爐壽命已達到8年以上,一代爐役單位爐容產鐵量達到了6000噸。

9?降低生鐵含si

降si有利於降低焦比,提高產量,對煉鋼也有利。近幾年中型高爐由於精料水平提高和高爐操作的改進,生鐵含si較過去降低很多,一般達到0.5%-0.6%水平,有的甚至降到0.3%-0.5%水平。同時含s一般也降到水平。

10?自動控制水平有顯著提高

普遍增加了爐缸、爐底和爐身的溫度檢測點,以便及時了解高爐內襯的溫度變化情況。許多高爐安裝了爐喉十字測溫裝置,隨時可以了解煤氣分布情況。越來越多的高爐爐頂安裝了紅外攝像儀,可以直接觀察到爐頂裝置工作情況和布料情況。

普遍採用了計算機對高爐各引數、上料系統和熱風爐進行資料採集處理和監控操作。有些高爐還採用了浙江大學開發的計算機優化作業系統,取得良好效果。

二、今後發展的方向

我國中型高爐技術發展到今天,幾乎所有大高爐採用的先進技術都採用了或正準備採用。今後發展的方向是什麼呢?筆者個人看法如下。

1?擴大噴煤能力,提高噴煤量

目前這批高爐的煤比多在100-130kg之間,而按其原、燃料條件(渣量300kg左右,焦炭很好),完全有條件把煤比提高到200kg左右。這個提高煤比的潛力不發揮出來,十分可惜。因此,應該積極擴大噴煤能力,把煤比提高到200kg左右。

提高煤比時,應相應適當提高鼓風富氧率。

2?大力提高風溫

目前許多中型高爐雖然風溫已達到1000℃以上,但和國內外先進水平比,仍有很大差距。應配合提高煤比,把風溫提高到1200℃左右。

3?增加和完善環保設施,改善環境

環境保護問題越來越受到人們的重視,中型高爐的環保設施一般比較差,應積極加以改進。

4?採用銅冷卻壁,進一步延長高爐壽命

一段時間有些人認為銅冷卻壁**昂貴,只有大高爐才需要,才用得起,中、小型高爐則用不起或不那麼需要。其實,目前中型高爐冶煉強度高,爐腹、爐腰和爐身下部溫度波動比大高爐更大,更頻繁,更需要銅冷卻壁來適應這樣惡劣的工作條件。至於**高低更不應成為妨礙中型高爐採用銅冷壁的因素,關鍵看有沒有效益。

使用銅冷卻壁雖然一次投資較多,但由於它可以成倍地延長高爐壽命,節約大修費用,減少停產損失,經濟效益是非常好的。據統計國外已有45座高爐採用了銅冷卻壁,國內武鋼、本鋼、首鋼和攀鋼各有一座高爐也已採用銅冷卻壁,還有些高爐正準備採用銅冷卻壁。他們都做過技術經濟分析,證明效益是好的,而使用的實際情況也很好。

銅冷卻壁用於大高爐效益好,用於中型高爐也同樣效益好,因為中型高爐爐容小,使用的量也少,投入的錢也比大高爐少。此外,銅冷卻壁現在國內也能製造,質量還比進口的好,而**比進口的低。中型高爐使用銅冷卻壁的時機成熟了。

5?利用高爐大修或中修機會擴大爐容

目前有些中型高爐由於冶煉強度過高,爐子執行狀況並不穩定,導致焦比和燃料比過高。而採用超高冶煉強度乃是因為煉鐵能力不足迫不得已而為之。因此應該利用大修或中修機會把爐容擴大,在維持原來產量的基礎上,將冶煉強度降到適當的水平。

這樣,燃料比將會降低,預計會取得很好的經濟效益。

6?進一步提高爐頂壓力並採用爐頂餘壓發電技術**余能

目前我國中型高爐雖然已普遍採用了高壓操作技術,但爐頂壓力偏低,多數在30?70kpa之間,只有個別高爐超過100kpa,未能充分發揮高壓操作的優勢。其實,中型高爐比大型高爐更容易提高爐頂壓力,因為爐子小,各種承受壓力的裝置和閥門都小,更容易解決承載能力和密封問題。

今後新建或改造的中型高爐應該同大型高爐一樣,把爐頂壓力提高到200kpa左右,老的中型高爐也應該借中修或大修的機會把爐頂壓力提高到150kpa左右。在提高爐頂壓力的同時,相應配置軸流式鼓風機以提高鼓風壓力,並採用爐頂餘壓發電技術(trt)**余能。根據大型高爐的經驗每噸鐵可發電20kwh以上,而採用煤氣乾法除塵的高爐,其trt發電量又比濕法除塵多30%以上,效益更佳。

採取這項措施將更有利於提高高爐的利用係數,降低能耗,必將獲得可觀的經濟效益。

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