加熱爐工藝優(yōu)化、節(jié)能降耗等方面的研究與實踐

1、技術(shù)改造收稿日期:2006-12-25聯(lián)系人:劉國防(250101山東濟南鋼鐵股份有限公司球團廠濟鋼球團豎爐使用高爐2轉(zhuǎn)爐混合煤氣的改造及效果劉國防(濟南鋼鐵股份有限公司球團廠摘要濟鋼球團生產(chǎn)中赤鐵精礦配比增加后,豎爐利用系數(shù)下降,球團礦質(zhì)量降低。為了改變這一狀況,球團廠實施了豎爐使用高爐2轉(zhuǎn)爐混合煤氣改造,并取得了顯著效果。在赤鐵精礦配比為30%的條件下,豎爐利用系數(shù)提高,球團礦質(zhì)量改善。同時,轉(zhuǎn)爐煤氣在球團生產(chǎn)中的大量使用,為濟鋼提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收量,實現(xiàn)負能煉鋼奠定了基礎,也開辟了一條轉(zhuǎn)爐煤氣利用的新途徑。關(guān)鍵詞豎爐球團高爐2轉(zhuǎn)爐混合煤氣赤鐵精礦球團礦質(zhì)量1前言長期以來,國內(nèi)球團豎爐多以高

2、爐煤氣為燃料,以單一磁鐵精礦為鐵料生產(chǎn)球團礦。為拓寬球團生產(chǎn)的原料來源,一些企業(yè)嘗試過配加赤鐵精礦,但其配比一般在10%以下。自2001年以來,濟鋼球團廠為降低生產(chǎn)成本,也開始嘗試配加赤鐵精礦,并取得了一定成效,但赤鐵精礦配比一般在12%左右,當超過15%后,球團礦質(zhì)量呈下降趨勢1。為了攻克這一課題,緩解磁鐵精礦供應緊張的局面,濟鋼球團廠通過實施高爐2轉(zhuǎn)爐混合煤氣改造和熱工參數(shù)調(diào)整,建立了與焙燒赤鐵精礦相適應的熱工操作制度,取得了顯著效果。2問題的提出2002年濟鋼3號豎爐投產(chǎn)后,球團生產(chǎn)對磁鐵精礦的需求增加,為緩解磁鐵精礦采購不足的矛盾,2003年一季度,球團原料結(jié)構(gòu)中增加了赤鐵精礦配比(由

3、正常生產(chǎn)時的12%增加到20%左右。在生產(chǎn)操作上,我們雖然采取了提高焙燒溫度等措施,但與增配赤鐵精礦之前相比,豎爐利用系數(shù)仍降低了01143t/(m 2h ,球團礦抗壓強度僅為2761N/個(詳見表1,與煉鐵要求球團礦抗壓強度大于3000N/個的指標差距甚大。表1赤鐵礦配比增加后球團礦質(zhì)量變化及相關(guān)數(shù)據(jù)表時間豎爐利用系數(shù)/t m -2h -1原料結(jié)構(gòu)/%球團礦質(zhì)量赤鐵精礦磁鐵精礦煉鋼污泥粘結(jié)劑抗壓強度N 個-1轉(zhuǎn)鼓指數(shù)(+613mm /%焙燒溫度/615371975316214276189131120針對球團礦質(zhì)量下降的問題,我們進行了深入分析。與焙燒磁鐵礦球團相比,配加赤鐵精礦后,FeO 氧

4、化放熱量減少,須增加外部供熱。雖然我們提高了焙燒溫度,但由于高爐煤氣熱值較低,在保證氧化性焙燒氣氛的前提下,焙燒溫度僅能提高到1100左右。經(jīng)測試,在1100的焙燒溫度下,煤氣燃燒廢氣含氧量僅為118%,屬弱氧化氣氛,由此造成球團礦經(jīng)過焙燒帶后仍沒有氧化完全,在到達均熱帶后,與上行的冷卻風中的氧發(fā)生反應,致使焙燒帶下移,均熱帶幾乎消失,最終導致球團礦質(zhì)量下降。根據(jù)球團固結(jié)理論,適宜焙燒溫度和氧化性氣氛是決定球團礦生產(chǎn)和球團礦固結(jié)強度的重要因素2,而提高焙燒溫度,增強豎爐焙燒的93第32卷第1期2007年2月燒結(jié)球團Sintering and Pelletizing氧化性氣氛,可以通過提高煤氣熱

5、值的方式來實現(xiàn)。綜合分析濟鋼的煤氣資源狀況,考慮到轉(zhuǎn)爐煤氣資源比較豐富,且熱值較高(其可燃成分主要為CO,詳見表2,因此,決定采用高爐2轉(zhuǎn)爐混合煤氣來提高煤氣熱值,并圍繞使用高爐2轉(zhuǎn)爐混合煤氣進行了一系列的配套改造。表2濟鋼高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣成分(%煤氣類別CO2CO CH4H2O2N23使用高爐2轉(zhuǎn)爐混合煤氣的實踐311建設高爐2轉(zhuǎn)爐煤氣混合站豎爐球團生產(chǎn)要使用高爐2轉(zhuǎn)爐混合煤氣,首先必須建設煤氣混合站。為節(jié)省投資,我們就近敷設了Dg600管道將轉(zhuǎn)爐煤氣引至球團生產(chǎn)區(qū),并將該管道沿供應球團生產(chǎn)的Dg1200高爐煤氣管道方向同向敷設至球團煤氣加壓站北側(cè);根據(jù)高爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣混合要求,在球團煤

6、壓機前的煤氣主管道上新設了高爐2轉(zhuǎn)爐煤氣簡易混合站,通過三個蝶閥分別對轉(zhuǎn)爐煤氣、高爐煤氣和混合煤氣進行流量控制,從而實現(xiàn)了高爐2轉(zhuǎn)爐煤氣的簡易混合。312豎爐燃燒器改造原豎爐燃燒器是為燃燒高爐煤氣設計的,其適宜的燃料燃燒熱值區(qū)間為21933177MJ/ m3,考慮到使用混合煤氣后煤氣熱值增加,我們對燃燒器進行了更新改造。將新燃燒器的適宜燃料熱值區(qū)間調(diào)整為31354119MJ/m3,以確保熱值增加后混合煤氣能夠安全穩(wěn)定燃燒。313生產(chǎn)效果2003年3月,我們利用三座豎爐計劃檢修之機,完成了對煤氣系統(tǒng)和豎爐燃燒器的改造。4月份開始使用混合煤氣,并初步將高爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣按2131的體積比進行混合后

7、使用,取得了顯著效果。31311球團礦質(zhì)量改善與2003年未使用混合煤氣之前的一季度相比,2003年49月在赤鐵精礦配比增加1%的情況下,豎爐利用系數(shù)提高01479t/(m2h,成品球團礦的抗壓強度增加289N/個,轉(zhuǎn)鼓指數(shù)提高0198%;四季度在赤鐵精礦配比增至32%的情況下,球團礦質(zhì)量也保持了較高水平(詳見表3。表3使用高爐2轉(zhuǎn)爐混合煤氣后球團生產(chǎn)的原料結(jié)構(gòu)及相關(guān)質(zhì)量時間豎爐利用系數(shù)/tm-2h-1原料結(jié)構(gòu)/%球團礦質(zhì)量赤鐵精礦磁鐵精礦煉鋼污泥粘結(jié)劑抗壓強度N個-1轉(zhuǎn)鼓指數(shù)(+613mm/%焙燒溫度/值得注意的是,在赤鐵精礦配比增加的情況下,使用混合煤氣后,雖然高爐煤氣消耗量降低,但由于轉(zhuǎn)

8、爐煤氣用量增加和焙燒溫度的提高,球團礦生產(chǎn)熱耗大量增加(詳見表4。表420032004年配加轉(zhuǎn)爐煤氣前后球團礦能耗數(shù)據(jù)時間消耗煤氣量/m3t-1高爐煤氣轉(zhuǎn)爐煤氣熱耗MJt-1隨著球團礦的質(zhì)量改善和產(chǎn)量提高,球團生產(chǎn)使用的轉(zhuǎn)爐煤氣量不斷增加,2003年4 12月份平均使用轉(zhuǎn)爐煤氣量為810萬m3/月,折合煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收量為46m3/t鋼,與2002年同期的轉(zhuǎn)爐煤氣回收量27175m3/t鋼相比,噸鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收量增加了18125m3,多回收的轉(zhuǎn)爐煤氣創(chuàng)效益高達400多萬元,效果顯著。314煤氣系統(tǒng)存在的主要問題球團生產(chǎn)使用混合煤氣較長時間后,我們04燒結(jié)球團第32卷第1期發(fā)現(xiàn)混合煤氣在供應能力

9、和熱值穩(wěn)定性方面還存在一些問題,影響了轉(zhuǎn)爐煤氣使用量的增加。31411轉(zhuǎn)爐煤氣壓力低影響轉(zhuǎn)爐2高爐煤氣混合比的提高在進入混合站之前,高爐煤氣壓力一般為8000Pa,而轉(zhuǎn)爐煤氣壓力一般在6000Pa左右。由于兩種煤氣之間壓力差較大,高爐煤氣必須經(jīng)過一次降壓到7000Pa后,才能與轉(zhuǎn)爐煤氣混合。供應壓力低限制了轉(zhuǎn)爐煤氣混合比的提高,特別是當轉(zhuǎn)爐煤氣壓力低于4000Pa 時,不得不停止使用。凡遇此情況,豎爐就被迫改用單一高爐煤氣,嚴重影響了生產(chǎn)的穩(wěn)定運行。31412混合煤氣熱值不穩(wěn)定由于高爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣是靠蝶閥開度控制體積混合比,這種控制方式控制精度較低,任何一種煤氣熱值波動都會帶來混合煤氣熱值的

10、變化。在煤氣熱值波動較大的情況下,球團礦焙燒溫度波動增大,崗位工人操作難度增加,影響球團礦質(zhì)量的穩(wěn)定。4煤氣系統(tǒng)改造為了優(yōu)化能源資源結(jié)構(gòu),進一步增加球團使用轉(zhuǎn)爐煤氣量,總公司對轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)進行了改造。2004年新增了兩臺D180轉(zhuǎn)爐煤氣加壓機,將球團用轉(zhuǎn)爐煤氣的壓力提高到7000Pa 以上,同時將一煉鋼通往球團區(qū)域的Dg600轉(zhuǎn)爐煤氣管道改造為Dg1000管道,使轉(zhuǎn)爐煤氣供應能力顯著提高;2005年8月新建的燃氣發(fā)電廠50000m3煤氣柜投入運行,使轉(zhuǎn)爐煤氣壓力進一步穩(wěn)定,同時也提高了轉(zhuǎn)爐煤氣熱值的穩(wěn)定性;球團廠在2005年4號豎爐建設期間遷移改造了球團煤氣加壓站,將煤氣加壓機由D250型改造

11、為D600型,從根本上提高了煤氣加壓能力,為球團生產(chǎn)大量使用轉(zhuǎn)爐煤氣創(chuàng)造了條件。5煤氣系統(tǒng)改造后高爐2轉(zhuǎn)爐混合煤氣使用情況隨著改造措施的實施,轉(zhuǎn)爐煤氣供應壓力提高,供應質(zhì)量顯著改善,特別是新煤氣柜的投用,促進了轉(zhuǎn)爐煤氣回收量的增加,在穩(wěn)定轉(zhuǎn)爐煤氣熱值的同時使轉(zhuǎn)爐煤氣供應壓力趨于穩(wěn)定。生產(chǎn)實踐表明,混合煤氣供應質(zhì)量的提高,促進了球團礦的產(chǎn)量增加和質(zhì)量改善。反過來,球團礦產(chǎn)量增加,又使得轉(zhuǎn)爐煤氣用量逐年增加。由表5可知,2005年球團生產(chǎn)使用轉(zhuǎn)爐煤氣16138萬m3,是2003年全年使用轉(zhuǎn)爐煤氣量的2119倍。由于豎爐使用轉(zhuǎn)爐煤氣大量增加,促進了轉(zhuǎn)爐煤氣回收量的增加,2005年8月,第一煉鋼廠煤氣

12、回收量達到了80m3/t鋼,首次實現(xiàn)負能煉鋼。為進一步優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),2006年公司又制訂了煉鋼噸鋼回收轉(zhuǎn)爐煤氣90m3的計劃目標。球團豎爐作為轉(zhuǎn)爐煤氣的第一消耗大戶,2006年111月共使用轉(zhuǎn)爐煤氣15876萬m3,折合噸鋼回收轉(zhuǎn)爐煤氣48111m3,其消耗量超過轉(zhuǎn)爐煤氣回收總量的50%,為濟鋼煤氣結(jié)構(gòu)調(diào)整作出了積極貢獻。實踐證明,球團豎爐使用轉(zhuǎn)爐煤氣開辟了一條轉(zhuǎn)爐煤氣利用的新途徑。表5近年來球團礦質(zhì)量和轉(zhuǎn)爐煤氣使用量年份赤鐵精礦消耗/kg1t-1球團礦質(zhì)量抗壓強度/N個-1轉(zhuǎn)鼓指數(shù)(+613mm/%轉(zhuǎn)爐煤氣消耗量/萬m3折合煉鋼年平均回收量111月6結(jié)論1球團生產(chǎn)中赤鐵精礦配比增加后,需要提

13、高焙燒溫度,而低熱值的高爐煤氣已無法滿足生產(chǎn)需要。2根據(jù)煤氣資源狀況,濟鋼將高爐2轉(zhuǎn)爐混合煤氣用于豎爐球團焙燒,為球團增配赤鐵精礦提供了熱量保障,在赤鐵精礦配比增加的情況下,球團礦質(zhì)量提高。3為確保高爐2轉(zhuǎn)爐混合煤氣能夠安全穩(wěn)定地燃燒,需對相關(guān)設備進行相應改造。142007年第1期劉國防濟鋼球團豎爐使用高爐2轉(zhuǎn)爐混合煤氣的改造及效果收稿日期:2007-01-04聯(lián)系人:張運勝(455004河南安陽鋼鐵公司燒結(jié)廠安鋼燒結(jié)廠415m 2鼓風環(huán)冷機故障的處理張運勝(安陽鋼鐵公司燒結(jié)廠摘要安鋼燒結(jié)廠415m 2鼓風環(huán)冷機自2005年6月投產(chǎn)后出現(xiàn)了一些故障,通過認真分析和整改,目前這些問題已得到基本解

14、決,設備作業(yè)率穩(wěn)定在95%以上。關(guān)鍵詞鼓風環(huán)式冷卻機故障分析改進措施1前言安鋼燒結(jié)廠415m 2鼓風環(huán)式冷卻機是為360m 2燒結(jié)機配套的熱礦冷卻設備,其最大處理能力為870t/h ,主要由回轉(zhuǎn)臺車、密封裝置、驅(qū)動裝置、給料裝置、卸料裝置及其它附屬設備組成。該環(huán)冷機自2005年6月試生產(chǎn)以來,出現(xiàn)了一些故障,主要包括:平軌徑向、縱向位移;曲軌變形;臺車輪脫落等。本文就這些故障及其整改情況作一介紹。2主要故障由于平軌的安裝誤差較大(不圓度超差>100mm ,以及結(jié)構(gòu)件的設計制作缺陷,該設備在運行過程中陸續(xù)出現(xiàn)了以下問題:1平軌徑向、周向移位,造成平軌直徑變化量達到120mm ,使臺車運行軌

15、跡變化不定,摩擦阻力明顯增大,臺車輪受到很大外力的作用。2曲軌變形嚴重,導致臺車出曲軌時容易脫軌?；谶@種情況,曾有專業(yè)人士斷言必須更換曲軌。3臺車輪脫落,嚴重時一個月有12個臺車輪脫落,這也是該設備作業(yè)率不高的主要原因。4實踐證明,豎爐使用高爐2轉(zhuǎn)爐混合煤氣是可行的。濟鋼球團豎爐大量使用高爐2轉(zhuǎn)爐混合煤氣,開辟了鋼鐵廠內(nèi)部使用轉(zhuǎn)爐煤氣的一條新途徑,在同行業(yè)有廣泛的借鑒意義。參考文獻1喬庭明等1豎爐球團配加巴西精礦的生產(chǎn)試驗1燒結(jié)球團,2001,26(1:15172張一敏1球團礦生產(chǎn)技術(shù)1北京:冶金工業(yè)出版社,2005E ffect of Shaft Furnace Pelletizing P

16、roductionUsing BF 2BOF Mixed G as in JigangLiu G uofangAbstract In order to improve the pellet quality and to increase the shaft furnace productivity after the hematic concentraterate in mixture was increased ,the gas system of J IG AN Gpelletizing plant was modified ,and then the BF 2BOF mixed gas was used to roast pellets 1As a result ,the obvious effect was gained :at the 30%hematic concentrate rate ,the shaft furnace pro 2ductivity was increased and the pellets quality was improved 1In addition ,the largely utilizing of BOF gas in pelletizing process ,could lay a foundati