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承钢高炉喷煤节能技术进步
发布时间：2013-06-28 08:14 来源：未知
1、前言
近年来，随着我国钢铁工业的高速发展，矿石资源和焦炭资源日趋紧张，节能降耗已经成为钢铁工业发展的核心，而炼铁系统的能耗占钢铁工业总能耗的70%左右，而高炉喷吹煤粉在高炉生产中所起到的降低焦比、丰富高炉下部调剂手段的作用已经成为广大高炉炼铁工作者的共识。同时，随着我国钢铁行业淘汰落后产能和资源整合的步伐加快，高炉大型化已成为炼铁行业发展的必然趋势，随之带来的优质一级冶金焦炭资源不足的矛盾已日趋明显，所以为保持现有的钢铁生产能力，必须大幅度降低焦炭消耗，喷煤已不仅是高炉的调剂手段，更成为弥补焦炭不足的主要措施。因此，增加喷煤量成为高炉技术发展的必然趋势，并且发展越来越快。
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2、承钢高炉喷煤技术的发展
承钢高炉喷煤系统始建于90年代初，1994年4月进行试喷，同年8月，3#、4#高炉开始喷煤。当时应用的是钢桶式球磨机制粉，一次旋风加布袋的两级收粉工艺，喷吹采用并列罐下出煤的稀相输粉方式。1997年6月至2003年12月相继进行了浓相输送工艺和中速磨煤机一级收粉工艺的引进。从2004年起，承钢相继建成1座l260m3高炉和3座2500ma高炉，为适应大高炉喷吹的要求，新建了两座喷吹制粉站，其中应用了大量的新技术、新工艺，特别是在喷煤系统节能方面做了大量的工作，在促进了高炉生产节焦降耗的同时，也为承钢喷煤系统的发展方向奠定了基础。
2.1根据钒钛矿冶炼特点，有效利用国内原煤资源，高比例喷吹强爆炸性烟煤。
钒钛矿冶炼高炉喷煤有其特殊性，承钢属于中钛型钒钛矿冶炼，原料品位低，渣量大，炉渣中含12%左右的T102，提高喷煤比后，部分未燃煤粉进入渣中，由于其具有较高的反应活性，易使炉渣中的Tioz还原生成Ti(C，N)高熔点化合物，从而使炉渣变粘，流动性差，上下渣难出，铁损高。而一部分未燃煤粉随煤气上升过程中也极大地恶化了料柱的透气性，上部煤气流不易稳定，易突发崩、悬料。所以钒钛矿冶炼高煤比操作一直是困扰炼铁的难题。烟煤无烟煤混合喷吹技术的成功应用解决了这一难题。
承钢从2001年开始进行烟煤混喷工艺的应用，烟煤主要是神木和府谷烟煤，挥发份含量在35%，但受制于当时制粉系统安全性差，烟煤比例一直控制在50%以下，混合煤挥发份含量小于20%。但随着2007年以来两座新制粉站的投产和对烟煤制粉工艺安全性的不断完善，2010年4月份，全厂烟煤配比已突破70%，混合煤挥发份含量控制在28%～30%的范围，强爆炸性烟煤喷吹技术已处于同行业先进水平。与此同时，高炉煤粉接受能力显著提高，2500m3高炉喷煤比已达160kg/t.Fe.烟煤喷吹工艺的节能效果主要体现在以下几方面：
2.1.1解决资源问题
我国无烟煤储量小，分部较为集中，而烟煤储量丰富，分部较广，烟煤混喷技术的应用可有效解决资源问题。
2.1.2烟煤可磨性好于无烟煤
磨煤机台时产量趋近理想的经济产量，有效降低吨煤加工电耗。
2.1.3从高炉冶炼工艺角度看，烟煤更适合喷吹
因为它含挥发物质高，所以燃烧率高。而氢气既有利于高炉的还原过程，又有利于提高煤气热值。燃烧率的提高减少了未燃煤粉随煤气溢出高炉进入瓦斯灰的比例，减少了煤粉的浪费。
2.1.4有效降低喷煤成本
随着无烟煤资源的日益匮乏，无烟煤较烟煤价格高约400元，所以提高烟煤配比可有效降低喷煤成本，提高企业竞争力。
2.2制粉系统节能技术进步
2.2.1引进中速磨煤机代替钢桶式球磨机
承钢从2003年开始淘汰了球磨机制粉工艺，先后引进6台MPS和1台ZGM型中速辊式磨煤机。该磨煤机较球磨机的优点是：
2.1.1.1磨辊直径大，滚动阻力小，物料的碾入条件好，放出力特性好，电耗低，约为筒式钢球磨煤机的50～75%。
2.1.1.2出力平稳，调节方便，噪音低，振动小，碾磨件磨损均匀。
2.1.1.3磨损后期出力稳定，影响小。磨辊和磨盘衬板曲率线形好，端面相配，保证良好的研磨效果。在碾磨件的磨损后期，对磨机的出力影响较小，只比正常工作时出力下降5%。
2.1.1.4多种材料制造碾磨件，使用寿命更长久。
2.1.1.5出力大，废料少。磨机风环风速70-90m/s，能充分托住需碾磨的物料，只有无法排除的废料排除磨外，废料少，减小运行时维护人员的工作量。
2.2.2取消反吹风机和旋风分离器的两级收粉工艺，采用脉冲布袋收粉器的一级收粉工艺。此种工艺的节能环保优点是：
2.2.2.1减少了反吹风机的电耗和噪音污染。
2.2.2.2滤袋材质选用防静电涤纶针刺毡，符合烟煤制粉要求，同时该滤袋强度好，使用寿命长，破损率低，运行一年破损率不足1%，烟尘排放浓度<50mg/m3，达到环保要求。
2.2.2.3布袋采用防爆板加重力门方式，布袋盖板压紧使用熟橡胶板代替密封粘条进行密封。布袋顶部面盖采用倾斜屋脊式防雨结构。布袋卸灰口采用星型给料机，不使用密封性能较差的锁气器。系统正常运行时，磨机人口氧含量4%，主排风机出口氧含量不超过8%。说明该系统具有良好的密闭性。
2.2.3干燥气系统充分利用热风炉烟气余热资源，减少煤气消耗。承钢在该系统的节能改进为：2.2.3.1进行废烟气的重复利用。在热风炉烟气主管上加装管式换热器，预热热风炉助燃空气，保证承钢3座2500m3高炉热风温度都达1200℃。喷煤用废气从管式换热器后引出，管道保温淘汰了保温效果差、污染性强的岩棉材料，向硅酸铝涂抹材料过渡，提高了保温效果，废气温度从原来的150℃提高到210℃，降低了25%的升温炉煤气消耗。
2.2.3.2升温炉烧嘴形式改进。燃烧介质由原来的全烧焦炉煤气改为焦炉煤气点火、稳燃，高炉煤气升温，减少90%的焦炉煤气消耗，用高炉煤气代替。
2.2.2.3烟气炉分别设有助燃风和煤气调节阀和流量显示，可通过流量设置实现自动烧炉，保障磨机入口温度的稳定。
2.3喷吹系统节能技术进步
2.3.1喷吹罐采用底流化上出煤的浓相输送工艺代替稀相输送工艺，降低动力介质消耗。
以2500m3高炉为例，承钢单炉喷吹用风约为600m3，而某厂同容积高炉采用稀相输送，喷吹用风约为2000 m3，是承钢的3倍多。
2.3.2优化喷吹工艺操作，提高阀门使用寿命
喷吹系统的易损件主要为输煤阀、煤粉过滤器前后切断阀、卸压阀、钟阀及管道。分析出损坏原因并制
定相应措施：
2.3.2.1 输煤阀及过滤器前后切断阀
损坏原因：倒罐及倒煤粉过滤器时带煤粉关阀，导致阀芯磨损，破坏阀门密封性
措施：程序上设定罐重为O时方可执行倒罐程序，关闭输煤阀。倒过滤器时停输煤阀后吹扫30秒再关切断阀。通过此措施减少阀芯存粉的几率，提高阀门寿命。
2.3.2.2钟阀
损坏原因：装罐时超过上限，导致阀门密封面压粉、阀门关不到位，充压时煤粉冲刷密封面，阀门损坏；装完罐后上下钟阀同时关闭，钟阀之间压粉，阀门关不到位，充压时煤粉冲刷密封面。
措施：程序上设定并降低装罐上限秤值，装罐时达上限钟阀自动关闭，防止由于岗位疏忽造成煤粉“装淤”，损坏阀门；程序上设定上钟阀关闭后延时5秒再关下钟阀，防止钟阀之间压粉。
2.3.2.3卸压阀
损坏原因：流化气量过大导致罐体频繁带煤粉卸压，阀门动作次数多且磨损快。
措施：操作上要求控制流化气量，使罐体压力略低于设定压力，并用补压调节阀进行控制，使罐体保持长期补压状态，减少阀门使用频率及磨损几率。
2.3.2.4喷吹氮气和压缩空气、输煤管道：控制喷吹风用量，以高炉不堵枪为原则，保证浓相输送，降低煤粉流速，减少管道磨损，提高管道使用寿命。
3、结语
节能降耗是今后我国钢铁工业发展的主要目标，也是钢铁企业提高自身竞争力的必由之路，而高炉喷煤工艺在炼铁工序的节能降耗中占有重要地位，承钢喷煤虽然取得了一定进步，但我们在高压电机的变频改造、主排烟风机尾气利用等方面还有许多工作要做，喷煤工序能耗的降低是喷煤工作者今后努力的方向。
