安鋼新1號高爐的建設及生產(chǎn)實踐

1、安鋼新1號高爐的建設及生產(chǎn)實踐竇慶和聶世鋒(安陽鋼鐵集團有限責任公司)摘要介紹了安鋼新1號高爐在1995年建設中采用的新技術、新工藝和開爐后的生產(chǎn)效果。高爐投產(chǎn)后7天達產(chǎn)，一個月后利用系數(shù)為2.54 t/(m3*d)1996年產(chǎn)鐵30.34萬t，平均利用系數(shù)2.76 t/(m3*d)。關鍵詞高爐設計生產(chǎn)DESIGN AND PERFORMANCE OF NEW NO.1 BF ATANYANG IRON AND STEEL CO.,LTD.DOU QingheNIE Shifeng(Anyang Iron Steel(Group) Co.,Ltd.)ABSTRACTIn this articl

2、e,the advanced techniques,new technology adopted in the design and the performance of new No.1 BF at Anyang Iron and Steel Co.,Ltd. are introduced.The designed productivity was reached on seventh day after blowing-in,the annual output of 303.4 thousands ton and the average utilization rate of 2.76 t

3、/(m3*d)were achieved in 1996.KEY WORDSblast furnace,design,production1前言安鋼煉鐵廠1995年以前有4座300 m3高爐，全部生產(chǎn)制鋼鐵，1994年產(chǎn)鐵110萬t，高爐利用系數(shù)2.59 t/(m3*d)，冶煉強度1.47 t/(m3*d)，其它各項指標也處于國內領先水平，強化程度居國內中小高爐之首。即使如此，煉鐵的生產(chǎn)能力仍不能滿足煉鋼生產(chǎn)的需求，每年需外購30萬t生鐵塊化鐵煉鋼。這不僅能耗高，污染環(huán)境，而且外購生鐵價高質次，嚴重影響煉鋼的產(chǎn)量與質量，造成整個生產(chǎn)工序成本升高。為此，1994年10月公司決定建新1號高爐。新1

4、號高爐容積仍設計為300 m3，設計任務由安鋼設計院和煉鐵廠聯(lián)合承擔，邊設計邊施工。從1994年11月開始論證、設計，1995年3月1日奠基，7月28日投產(chǎn)，僅用半年多時間，為國內300 m3級高爐的建設提供了寶貴的建設經(jīng)驗。在新1號高爐的建設中采用了大量的先進實用技術，整個高爐裝備自動化程度高，投產(chǎn)后7天達產(chǎn)，1995年812月份高爐平均利用系數(shù)為2.54 t/(m3*d)。進入1996年以后，優(yōu)化高爐操作，合理使用各種調節(jié)手段，不斷強化高爐生產(chǎn)，全年產(chǎn)鐵30.34萬t，日平均利用系數(shù)2.76 t/(m3*d)。1997年18月份平均利用系數(shù)2.90 t/(m3*d)。2新建1號高爐采用的新

5、技術、新工藝2.1采用自焙碳塊陶瓷砌體復合爐襯和水冷爐底1994年以前安鋼高爐內襯一直采用粘土磚或高鋁磚。隨著高爐的強化冶煉，渣鐵對爐襯的侵蝕日益加劇，尤其對爐缸爐底的侵蝕更為嚴重，生產(chǎn)兩年后爐底溫度上升到700 以上，嚴重威脅高爐的安全生產(chǎn)，即使采用釩鈦礦護爐也只能生產(chǎn)4年多時間，高爐高產(chǎn)與長壽的矛盾日益突出。新建1號高爐采用了自焙碳塊陶瓷砌體復合爐襯技術和水冷爐底，從投產(chǎn)以來的使用情況看，高爐壽命延長到8年(無中修)是完全可能的。本設計是在耐熱基墩找平層上鋪設爐底密封鋼板，密封鋼板上127 mm為爐底水冷管中心線，水冷管中心線以下?lián)v打耐熱砼，以上搗打150 mm厚的低溫粗縫糊，爐襯結構是在

6、爐底和爐缸下部(風口中心線以下500 mm)周邊采用高導熱性的自焙碳塊，內砌導熱性差的復合棕剛玉磚，使其在爐缸爐底形成一杯狀陶瓷砌體。風口區(qū)采用抗渣鐵侵蝕性能好的半石墨碳碳化硅磚，鐵口區(qū)采用大塊復合棕剛玉組合磚。在高爐生產(chǎn)過程中，自焙碳塊實現(xiàn)由碳質向石墨質的轉變，使其具有高導熱，抗侵蝕的特殊性能。低導熱的陶瓷內襯起到保溫作用，減少爐缸熱損失，而高導熱的自焙碳塊將爐襯中的熱量通過冷卻壁和爐底冷卻水迅速帶走，增大冷卻效果，減緩對爐襯的侵蝕，達到延長爐缸爐底壽命的目的。2.2采用頂燃式ZSD熱風爐頂燃式ZSD熱風爐是在內燃式熱風爐的基礎上，將燃燒室移到爐頂，同時縮小原燃燒室截面積，使其僅起熱風通道的

7、作用。它既有頂燃式熱風爐煙氣流分布均勻、燃燒強度大的優(yōu)點，又克服了傳統(tǒng)內燃式熱風爐因燃燒期和送風期間不均勻膨脹造成的隔墻易開裂、傾斜、擠壓格子磚錯位等弊端。由于燃燒室變?yōu)闊犸L通道，與內燃式熱風爐相比，在熱風爐直徑、蓄熱室高度及磚型不變的情況下，可使熱風爐蓄熱室面積增加39.17 %，從而提高了熱風爐的蓄熱能力和風溫水平。同時采用了錐頂結構，頂部磚墻與熱風爐大墻分離，可保證熱風爐大墻在徑向自由膨脹；熱風通道采用眼睛形；頂部燃燒室采用陶瓷短焰燃燒器，煤氣和空氣混合均勻，有利于實現(xiàn)短焰燃燒等；為了提高熱風溫度，對助燃空氣進行預熱。ZSD熱風爐的主要特征參數(shù)見表1。表 1ZSD熱風爐的主要工藝參數(shù)Ta

8、ble 1Main process parameters of ZSD hot blast stove項目參數(shù)熱風爐座數(shù)/座3熱風爐外徑/mm5200熱風爐高度/mm31500蓄熱室高度/mm21000蓄熱室截面積/m213.70燃燒室截面積/m20.75燃燒室形式作熱風通道單位爐容加熱面積/m2*m-3109格子磚形式7孔格子磚孔尺寸/mm43拱頂溫度/1280廢氣溫度/450熱風溫度/11002.3富氧噴煤系統(tǒng)的設計1993年設計的安鋼高爐噴煤系統(tǒng)，只是為了4座高爐的噴煤，但在1995年施工中，給新1號高爐的噴煤留有接口及安裝位置。新1號高爐的噴煤系統(tǒng)于1995年年底開始論證、設計，199

9、6年上半年施工，1996年8月12日投產(chǎn)。此系統(tǒng)對接原制粉系統(tǒng)，采用并聯(lián)罐，輸送采用濃相輸送技術，即采用流化罐上出煤，用補氣量來調節(jié)供煤量，用流態(tài)化實現(xiàn)煤粉的均勻噴吹與輸送。從投產(chǎn)至今運行正常，消除了堵煤現(xiàn)象，噴吹較均勻，調節(jié)靈活方便、準確，應用效果很好，其它4座高爐的噴煤系統(tǒng)也基本改造完畢。新1號高爐的富氧系統(tǒng)與高爐同步建成，采用了兩道快速切斷閥，一道薄膜調節(jié)閥，二道截止閥，一道止回閥，從而保證了安全、穩(wěn)定供氧。2.4高爐檢測與自動化為了檢測爐體侵蝕狀況及結厚情況，爐身部位安裝兩層熱電偶，爐腰一層，爐缸兩層，爐底三層，整個高爐本體共安裝47支熱電偶，這些熱電偶的安裝為高爐操作及中后期的護爐提

10、供了依據(jù)。實現(xiàn)地溝上料PLC自動控制，完成了槽下配料、地溝放料、卷揚上料、爐頂放料等的自動控制；主卷揚電機實現(xiàn)變頻調速，提高卷揚的上料能力，保證料車運行平穩(wěn)；熱風爐實現(xiàn)PLC控制，完成熱風爐的自動切換及溫度、壓力、流量等參數(shù)的數(shù)據(jù)采集及監(jiān)視；在高爐值班室應用PLC技術實現(xiàn)了對高爐本體溫度、壓力、流量等參數(shù)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視；整個高爐應用網(wǎng)絡技術實現(xiàn)了網(wǎng)絡通訊，完成了包括槽下、熱風爐在內的整個高爐的集中監(jiān)控。2.5高爐本體設備及附屬設備的設計為延長高爐本體壽命，冷卻壁材質選用高韌性的球墨鑄鐵，五層鑲磚冷卻壁全改為燕尾槽型內鑲碳素搗打料，爐身中部采用四層扁水箱，有效地防止了爐身上部磚的脫落；仍采用雙

11、鐘爐頂，大小料鐘密合面浸潤碳化鎢處理，上面選用空轉布料器，實行六點布料；煤氣凈化系統(tǒng)采用重力除塵器、雙文氏管、高壓閥組、旋風脫水器的工藝流程；爐前使用事故少推力大的液壓泥炮和水冷撇渣器；上料系統(tǒng)采用12個礦倉和熔劑倉，2個焦倉，下部設有燒結及焦炭振動篩，實行精料入爐；并對原D900風機進行改造，使風機出口絕對壓力由0.275 MPa提高到0.3 MPa，風量由900 m3/min提高到1000 m3/min。總之，這些新技術、新工藝、新設備的應用，為新1號高爐的強化冶煉提供了可靠的保證。 3新1號高爐投產(chǎn)后的生產(chǎn)實績在原料質量改善和新技術、新工藝應用的基礎上，高爐操作人員總結了以前的操作經(jīng)驗，

12、結合新1號高爐的特點，制定了基本操作制度，實現(xiàn)了順利開爐，7天達產(chǎn)，利用系數(shù)達到2.0 t/(m3*d)以上，1995年812月高爐利用系數(shù)分別為2.02 t/(m3*d)、2.54 t/(m3*d)、2.66 t/(m3*d)、2.78 t/(m3*d)，2.69 t/(m3*d)。1996年又上一個新臺階，全年產(chǎn)鐵30.34萬t，高爐平均利用系數(shù)2.76 t/(m3*d)，綜合焦比558 kg/t，風溫1092 。1997年18月份高爐平均利用系統(tǒng)2.90 t/(m3*d)，其它指標見表2。3.1采用合理的爐料結構新1號高爐的爐料結構為85 %左右的高堿度燒結礦，品位55.0 %，堿度1.

13、8左右，配加5 %10 %水冶酸性球團礦，另加5 %10 %的酸性塊礦如海南礦或欒川礦。為了提高入爐品位，配加5 %左右的南非礦或澳礦，1996年全年入爐品位54.83 %，熟料率92.45 %；1997年燒結礦品位又提高1 %，使入爐礦的綜合品位提高到55.88 %，為高爐再次增產(chǎn)降焦提供了條件。3.2使用高風溫表 2安鋼新1號高爐主要技術經(jīng)濟指標Table 2Main technical and economic indices of new No.1 BF日期1995-81219961997-11997-21997-31997-41997-51997-61997-71997-81997-

14、18產(chǎn)量/t1164853033922593123463288382558427385270992591927480211699利用系數(shù)/t*m-3*d-12.542.762.792.793.102.842.943.012.792.952.90焦比/kg*t-1594549501493458485487478468460479煤比/kg*t-101360528374758310110079綜合焦比/kg*t-1594558549534524544547545549541542綜合冶強/t*m-3*d-11.531.561.531.491.631.551.621.661.611.651.59風壓

15、/kPa155158150147162150155161155156154風量/萬m3*h-15.105.885.895.946.146.016.186.146.056.086.05富氧率/%00.220.830.981.251.270.510.860.980.860.94風溫/1061109210119921058102310261109110210961052頂壓/kPa5459535261535761585857入爐品位/%55.0554.8355.5955.9555.6455.7056.1156.1355.1956.7255.88熟料率/%88.3892.4592.1894.6793.

16、2288.6788.5793.0592.6988.8591.49休風率/%1.551.260.220.120.150.960.721.214.723.041.39慢風率/%1.171.121.861.820.272.381.670.661.290.811.34Si/%0.690.640.710.640.600.690.650.730.750.680.68S/%0.0220.0250.0240.0280.0220.0240.0230.0230.0230.0210.023CaO/SiO21.181.221.221.221.211.211.211.201.201.211.21煤氣CO2/%16.30

17、16.8016.5816.1217.2816.3016.9017.0516.9917.0016.78懸料/次*月-1116161201350416塌料/次*月-153181021112風口燒壞/個*月-110.5011117122渣口燒壞/個*月-115103005632熔劑單耗/kg*t-11018242815211419271520廢鐵單耗/kg*t-100000000000熱風爐采用二燒一送制，每小時換一次爐，保證送風初期拱頂溫度在1280 以上，送風開始到送風末期拱頂溫差為100180 ，同時關掉混風大閘，實現(xiàn)全風溫操作。1995年使用風溫1061 ，1996年提高到1092 ，生產(chǎn)實

18、踐證明，風溫提高100 可降低焦比18.5 kg/t。1997年12月燒結礦質量下滑，入爐粉末含量在15 %以上，最高達30 %，造成爐況嚴重不順，只得退負荷發(fā)展邊緣，高風溫用不上。原燃料條件改善后，使用風溫都在1100 以上。3.3采用爐頂小高壓操作在煤氣除塵系統(tǒng)的第二道文氏管后安裝了高壓閥組，實現(xiàn)了爐頂小高壓操作。1996年平均頂壓59 kPa，比其它高爐高10 kPa左右，給高爐提高風壓、風量創(chuàng)造了條件。1996年平均風壓158 kPa，風量5.88萬m3/h；1997年入爐風量達到6.05萬m3/h，進一步強化了高爐生產(chǎn)。3.4合理使用富氧噴煤新1號高爐噴煤系統(tǒng)投運后，因原燃料條件時好時壞，波動較大，從而不能正常實施高爐富氧噴煤，時噴時停。進入1997年3月份以后，公司狠抓原燃料的質量，焦炭的M40由過去的75 %提高到77 %，M10由9.5 %降低到8 %左右。高爐操作抓住機遇，大幅度提高富氧噴煤量，3月份取得了富氧1.25 %，噴煤量83 kg/t，高爐利用系數(shù)3.10 t/(m3*d)，入爐焦比458 kg/t的顯著效果。此成果鞏固穩(wěn)定4個月后，7月份平均風溫提高到1100 以上，噴煤量也提高到100 kg/t以上。從冶煉效果看，高爐富氧噴煤后，爐況明顯順