高永會(huì) 馮 帥
（河鋼集團(tuán)邯鋼公司邯寶煉鐵廠）
摘要：邯寶煉鐵廠從噴煤系統(tǒng)和高爐系統(tǒng)兩方面提高噴煤比。 改造噴煤系統(tǒng)中的噴煤罐排氣裝置和穩(wěn)壓裝置，調(diào)整放散操作和噴吹操作，保證將噴煤準(zhǔn)確性控制在0.2 t ／ h 以內(nèi)，均勻性控制在 5t ／h 以內(nèi)。 改造高爐系統(tǒng)中的布料溜槽，投建 4＃熱風(fēng)爐，不斷優(yōu)化布料矩陣，提高富氧率和頂壓，噴煤量達(dá)到50t ／h，噴煤比提高至 150kg ／t 左右。
關(guān)鍵詞：高爐煤比；排氣裝置；穩(wěn)壓裝置；布料矩陣
0 前言
高爐噴吹煤粉可以有效減少焦炭的用量，進(jìn)而減少焦化行業(yè)對(duì)煉焦煤資源的整體需求，從而降低煤焦化產(chǎn)生的環(huán)境污染，同時(shí)噴吹煤粉又可以作為一項(xiàng)調(diào)節(jié)高爐冶煉的有效手段，為高爐富氧鼓風(fēng)創(chuàng)造條件［1］。 邯鋼要進(jìn)一步提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，就必須提高噴煤比［2］。 目前，邯寶煉鐵廠兩座高爐的噴煤比平均為120kg ／t左右，噴煤準(zhǔn)確性難以控制在±0.5t ／ h 以內(nèi)，倒罐時(shí)瞬時(shí)速率偏差15t ／ h 以上，均需要進(jìn)一步改善。
1 提高噴煤比
邯寶煉鐵廠為提高噴煤比，通過采取設(shè)備改造、工藝參數(shù)調(diào)整等措施，從噴煤工序和高爐工序兩個(gè)方面著手，提高噴吹煤粉的準(zhǔn)確性、均勻性以及高爐煤比。
1.1 改造設(shè)備
1.1.1改造布料溜槽
高爐爐頂布料溜槽原設(shè)計(jì)為圓弧形布料溜槽，高爐休風(fēng)后觀察爐頂料面＂ 平臺(tái)＋漏斗＂ 模式并不規(guī)則。 通過進(jìn)行停風(fēng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，圓弧形布料溜槽布料時(shí)料流面寬且薄，在實(shí)際生產(chǎn)中，容易受煤氣流的影響，爐料受到?jīng)_擊，不能按照布料矩陣進(jìn)行布料。 因此，在高爐爐況不順時(shí)，通過調(diào)整布料制度，收效甚微。 將高爐布料溜槽改為方形，這種溜槽的料流面窄且厚，一定程度上能抵制煤氣流的沖擊，提高布料精度，確保料面規(guī)則，從而有效控制了氣流分布，間接提高了煤比。
1.1.2 投建 4＃熱風(fēng)爐
2＃高爐的 2＃熱風(fēng)爐后期格子磚堵塞嚴(yán)重，不吃風(fēng)量，頂溫最高只有 1030 ℃ 。 在倒?fàn)t過程中，風(fēng)溫波動(dòng)較大，影響高爐的穩(wěn)定性［3］。 邯寶煉鐵廠決定盡快投建 4＃熱風(fēng)爐，以緩解風(fēng)溫低的問題。 4＃熱風(fēng)爐投建使用 后， 2＃高爐風(fēng)溫由1030 ℃ 提升至1100 ℃ ，并且仍有升高的潛力。 2＃高爐熱風(fēng)爐風(fēng)溫波動(dòng)明顯減小，對(duì)高爐的不良影響得到了有效控制；燃料比明顯下降，高爐主要技術(shù)指標(biāo)明顯提升，其中燃料比從之前的525kg／t 改善至目前的510 kg ／ t，焦比由 330 kg／ t下降至305kg ／ t，噴煤比由 140 kg ／ t 上升至 150kg ／t。 在燒爐煤氣量允許的情況下，增加燒爐煤氣量，提高風(fēng)溫使用水平；在大氣濕度較大的情況下，減少加濕量或關(guān)閉加濕，以減少加濕帶來的燃料消耗，但是當(dāng)噴煤比較低時(shí)，可以少量使用加濕。
1.1.3噴煤罐排氣裝置的應(yīng)用
改造前，噴煤罐裝煤時(shí)，氣體透過濾網(wǎng)排出，由于濾網(wǎng)面積小，瞬間氣體量大，氣孔容易堵塞，裝 20t 煤的時(shí)間超過5 min，導(dǎo)致充壓時(shí)間縮短，煤粉無法在噴煤罐內(nèi)充分流化，噴吹時(shí)會(huì)影響噴煤的準(zhǔn)確性和均勻性。 噴煤罐排氣裝置改造后，安裝的支撐架、濾袋，只允許氣體通過，下煤閥關(guān)閉后，煤粉自動(dòng)下落至罐內(nèi)， 整個(gè)裝煤過程可以控制在 2 min 以內(nèi)，緩慢充壓，煤粉充分流化，保證了噴煤的均勻性和準(zhǔn)確性。 高爐風(fēng)口內(nèi)進(jìn)煤量均勻，提高了煤粉的燃燒率，降低了未燃煤粉數(shù)量，有利于高爐順行。 此外，噴煤罐的 Φ350 半球閥是關(guān)鍵設(shè)備，保證罐內(nèi)有足夠的壓力可以將 煤粉輸送至高爐。 生產(chǎn)過程中，沒有時(shí)間檢查 Φ350半球閥是否磨漏，高爐休風(fēng)后也只能拆卸檢查，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。 改造后，關(guān)閉 Φ350 半球閥，并向噴煤罐內(nèi)充壓，通過觀察濾袋內(nèi)是否有氣體，可以判斷閥門是否漏氣，發(fā)現(xiàn) Φ350 半球閥磨漏后可及時(shí)處理。 整個(gè)裝置無死角，從而避免了積煤產(chǎn)生的安全問題。
1.1.4 在噴煤罐上安裝穩(wěn)壓裝置
穩(wěn)壓裝置包括放散設(shè)備、耐磨設(shè)備和進(jìn)氣設(shè)備。放散設(shè)備是指在噴煤罐頂部設(shè)有大放散管道、小放散管道、新小放散罐道，并分別安裝氣動(dòng)半球閥。 耐磨設(shè)備是指在新小放散管道和小放散管道在大放散管道的匯集處安裝耐磨鋼板，避免高壓氣體反復(fù)沖擊大放散管道，導(dǎo)致漏煤，造成環(huán)境污染。 進(jìn)氣設(shè)備是指在噴煤罐中上部安裝進(jìn)氣管道，并安裝穩(wěn)壓調(diào)節(jié)閥、穩(wěn)壓切斷閥。 穩(wěn)壓裝置可以使噴煤罐的壓力穩(wěn)定，從而保證了噴煤的準(zhǔn)確性和均勻性。
1.1.5 優(yōu)化原燃料質(zhì)量
優(yōu)化原燃料粒度，對(duì)于含粉率大的澳礦和球團(tuán)，在料場(chǎng)進(jìn)行預(yù)篩。 通過開冷風(fēng)，向雜礦倉嘴下料處鼓風(fēng)吹干原料，塊礦槽通風(fēng)升溫，防止塊礦難下料等情況的發(fā)生。 對(duì)粘結(jié)在篩底的原料，2 小時(shí)清理一次，保證篩分效果。 對(duì)個(gè)別含粉率大或易粘結(jié)的倉，調(diào)整配吃量，減少粉末入爐，影響特別大時(shí)，適當(dāng)調(diào)整爐料結(jié)構(gòu)。 針對(duì)配用落地料的現(xiàn)狀，做好料場(chǎng)打水的檢查溝通，盡量減少打水量。 原燃料在爐內(nèi)發(fā)生惡化時(shí)，及時(shí)調(diào)整焦炭負(fù)荷，提升透氣性，降低爐況波動(dòng)幅度，減少爐況波動(dòng)時(shí)間，降低因爐況波動(dòng)對(duì)產(chǎn)量的影響。
1.2調(diào)整工藝操作
1.2.1 不斷優(yōu)化布料操作
２０１７ 年后，迫于成本和環(huán)保的壓力，為保持爐況長(zhǎng)期穩(wěn)定順行，持續(xù)優(yōu)化布料操作。 高爐布料矩陣經(jīng)
的調(diào)整，邊緣氣流得到了有效抑制，中心氣流逐步增強(qiáng)，煤比從120kg ／ t提高至 130kg ／t 以上。 操作上要在兼顧高爐長(zhǎng)壽的基礎(chǔ)上保證中心氣流通暢，達(dá)到合理的煤氣分布，在保證順行性和透氣性的基礎(chǔ)上，隨著風(fēng)量增加、爐缸工作的改善，逐步減小中心焦的使用機(jī)率或?qū)⒅行慕菇嵌认蛲庖苿?dòng)，從而提高煤氣和能量的利用效率，采取平臺(tái)加漏斗的裝料制度，煤氣利用率逐步達(dá)到 49.5％以上，保證爐體水溫差在 2.5～4℃ ，盡量提高噴煤比，降低焦比，實(shí)現(xiàn)爐況的長(zhǎng)期穩(wěn)定順行。
1.2.2 調(diào)整放散操作
邯寶煉鐵廠高爐噴煤系統(tǒng)采用并罐無間隔噴吹模式，以保證高爐不停煤。 A 罐噴煤的同時(shí)，B罐要進(jìn)行放散、裝煤、充壓、等待 4個(gè)步驟。 放散太快，罐體會(huì)對(duì)噴吹平臺(tái)產(chǎn)生巨大的作用力，使工作罐的稱重受到較大影響，從而導(dǎo)致噴煤速率大幅度波動(dòng)。放散太慢，導(dǎo)致其他步驟延后，影響煤粉在噴吹罐的流化。 綜合考慮，放散時(shí)先打開中放散、小放散將罐內(nèi)壓力卸至0.25 MPa，再打開大放散將壓力全部卸出，可以有效提高噴煤速率的穩(wěn)定性。
1.2.3 調(diào)整噴吹操作
改進(jìn)前的高爐噴煤罐壓力難以控制，噴煤過程中，實(shí)際壓力小于設(shè)定壓力0.02 MPa 時(shí)，通過增加 錐部流化、底部流化進(jìn)氣量，罐壓升高較快，噴煤速率會(huì)瞬間升高。 隨著實(shí)際壓力升高，當(dāng)其超過設(shè)定壓力 0.02 MPa 時(shí)，小放散又開啟，反復(fù)惡性循環(huán)，罐壓難以穩(wěn)定，噴煤速率難以穩(wěn)定。 小放散閥頻繁開關(guān)，高壓氣體反復(fù)沖擊放散管道，導(dǎo)致管道經(jīng)常磨漏、漏煤，不僅影響生產(chǎn)，還污染環(huán)境。
改進(jìn)后的噴煤罐穩(wěn)壓調(diào)節(jié)閥采用 PID 控制，根據(jù)實(shí)際罐壓和設(shè)定罐壓差值的大小，自動(dòng)調(diào)節(jié)。 噴吹時(shí)，穩(wěn)壓切斷閥處于常開狀態(tài)，新小放散閥和穩(wěn)壓調(diào)節(jié)閥根據(jù)實(shí)際罐壓和設(shè)定罐壓的差值自動(dòng)調(diào)節(jié)，方式為： 當(dāng)實(shí)際罐壓高于設(shè)定罐壓 0. 005 ～ 0.006 MPa時(shí)，新小放散閥打開、卸壓，待兩者相等時(shí)，新小放散閥關(guān)閉；當(dāng)實(shí)際罐壓低于設(shè)定罐壓0.001 MPa時(shí)，穩(wěn)壓調(diào)節(jié)閥采用 PID調(diào)節(jié)，實(shí)際罐壓小于設(shè)定罐壓越大，閥門開度越大，進(jìn)氣量越大，罐壓升高；實(shí)際罐壓接近或等于設(shè)定罐壓時(shí)，閥門開度越小，進(jìn)氣量也隨之變小，直至為零。 噴煤罐的壓力穩(wěn)定，提高了噴煤速率的穩(wěn)定性。
1.2.4 提高頂壓和富氧率
頂壓由 215kPa提高到目前的 225 kPa。 頂壓的升高，有利于增加煤氣與礦石的接觸時(shí)間，降低煤氣流速，進(jìn)一步提高煤氣利用率。 富氧率由1.8％提高到 4％，可以增加煤粉的噴吹量，二者相輔相成。 噴煤量達(dá)到 50t／h，噴煤比提高至150kg／t。 由于邯寶煉鐵廠高爐采用的是并罐式料罐，布料過程中不可避免地出現(xiàn)布料偏析現(xiàn)象。 為消除布料偏析，采取2～4h 倒罐操作，即根據(jù)料尺的走勢(shì)，調(diào)整倒罐的頻率，料尺偏差控制在 0.1m 之內(nèi)，在一定程度上維持了氣流的穩(wěn)定。
2 實(shí)施效果
通過改造設(shè)備、調(diào)整工藝操作等手段，高爐噴煤穩(wěn)定性有了較大地提高，噴煤準(zhǔn)確性控制在 0.2 t／h以內(nèi)，避免了因噴煤速率波動(dòng)造成高爐減風(fēng)的發(fā)生。2 座高爐噴煤比有了較大的提高，煤比達(dá)到 140kg ／t以上，2017 年 7月份平均噴煤比達(dá)到了151kg ／t。
3 結(jié)論
（1）邯寶煉鐵廠高爐系統(tǒng)不斷優(yōu)化布料矩陣，穩(wěn)定邊緣氣流、爐體靜壓，煤氣利用率提升至 50％。風(fēng)溫由 1030 ℃提升至 1100 ℃ ，頂壓由 215 kPa 提高到 225kPa，高爐富氧率由 1.8％提高到 4％，噴煤量達(dá)到 50t ／h，煤比提高至 150kg ／t。
（2）噴煤罐的排氣裝置縮短了裝煤時(shí)間，穩(wěn)壓裝置保證了噴煤罐壓力的穩(wěn)定，提高了噴煤的準(zhǔn)確率和均勻率。
（3）噴煤罐穩(wěn)壓調(diào)節(jié)閥采用PID 控制，根據(jù)實(shí)際罐壓和設(shè)定罐壓差值的大小，自動(dòng)調(diào)節(jié)。 噴煤罐的的壓力穩(wěn)定，提高了噴煤速率的穩(wěn)定性。
4 參考文獻(xiàn)
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