云南汇钢1#高炉喷吹烟煤实践及喷吹其它燃料的设想

云南汇钢1#高炉喷吹烟煤实践及喷吹其它燃料的设想

姚洲

云南玉昆钢铁集团有限公司  653100

摘  要  为了提高磨机制粉能力，提高高炉喷煤比，优化高炉指标，在1#高炉进行了喷吹烟煤实践。生产实践表明，在安全措施保证下，喷吹烟煤能提高磨机制粉能力，提高高炉喷煤比，优化高炉指标。

关键词  高炉喷吹  烟煤  制粉  设备改造  煤比  焦比 

一、高炉及其原料的基本情况

1#高炉有效容积450m3，2021年的生产指标为：产量579953吨，焦比（含焦丁）403kg/t、煤比138kg/t、矿耗1665kg/t（含碎铁41kg/t）。

高炉原燃料条件：

高炉炉料结构：烧结矿70%左右、进口块矿10%左右、进口球团7%左右、本地球10%左右、碎铁3%左右。

微量元素K/Na/Zn/Ti控制情况：

碱负荷＜4kg/t；Zn负荷＜0.8kg/t；TiO2负荷＜12kg/t；

2021年烧结矿化学成分（年平均）见下表：

球团矿为外购，化学成分大致范围见下表：

块矿用的是进口矿，质量很好，化验结果平均如下：

焦炭的灰分比较高固定碳比较低，焦炭化验结果平均如下：

喷煤为全无烟煤，没有配烟煤，煤粉粒度控制-200目80%，煤粉化验结果平均如下：

二、喷煤设备

1#高炉原喷煤生产工艺设施是针对喷吹无烟煤粉设计的，由原煤储运系统、制粉系统、喷吹系统、烟气炉系统和动力管网系统五部分组成。

其主要设备为：

1、烟气炉一个：为磨制煤粉提供干烟气

2、HRM-1400中速磨1台：磨制煤粉，其最大制粉量为13t/h

3、布袋收粉箱1个：收集煤粉

4、主抽风机1台：提供输气动力

5、给煤机2台：将原煤仓煤粉按工艺控制要求值送入磨机

三、喷吹烟煤实践

由于市场变化，企业利润空间越来越小，而提高喷煤比是降低成本的一个有效途径；但是本厂喷煤制粉设备产量仅为13吨/小时，限制了高炉喷煤量的提升。由于烟煤具有可磨性好的特点，可以大幅提高制粉量，满足高炉喷煤提高制粉量，提高煤比，优化指标的要求，加上因为煤源紧张，所以公司决定尝试喷吹烟煤。

1、设备改造

因为烟煤挥发分高，爆炸性强，准备不足，操作不当，极易发生安全事故。为了达到烟煤喷吹条件，确保生产安全，实现喷煤比的突破，决定对喷煤工艺设备进行了不停产改造。具体为：

（1）改造原煤堆场：原堆场小，不同煤种不好分开，易混，不便于控制。将原料厂破碎系统堆场划拨一块约500m2 作为烟煤堆场，满足了原煤分堆储存的要求。

（2）配煤系统改造：两台给煤机改造为电子计量，做到计量准确。

（3）改造烟气炉：新上引风机，将热风炉低氧烟气引至烟气炉。

（4）改造完善监控系统：对原煤仓、煤粉仓储料情况进行严密监视。

（5）完善控制系统：在磨煤机进出口，布袋收尘器出口、煤粉仓等处增设O2、CO在线检测仪及温度检测点；各在线检测点超限状况下能自动报警，磨机、布袋、粉仓、喷吹罐等危险部分报警信号与事故充N2连锁。设定磨机入口断煤信号、堵煤信号，防止磨机空转，导致温度升高或发生火星引起自燃。喷吹压力与高炉热风压力实行安全连锁，具有自动报警和自动切断功能。

2、喷吹实践：

在员工进行两次安全操作培训和控制系统调试完成后，2022年4月10日上午开始进行了喷吹烟煤实践。

实践分两步：第一步，烟煤30%+70%无烟煤；第二步，烟煤60%+40%无烟煤。各步骤煤粉成分如下表：

（1）实践过程中，烟煤配比通过给料机严格控制，随时检查计量准确性；每天增加两次煤粉成分化验，确保成分在正常波动范围内。

（2）制粉过程中，严格按安全规定控制磨机进出口温度、喷吹罐内温度、布袋收粉器温度；严格按安全规定检测磨机进出口、喷吹罐、布袋收粉器处口等处的含O2量、CO浓度并控制在规定风范围内。启机前、停机后均充入N2进行吹扫、保压。

（3）随着烟煤比例的增加以及操作熟练程度的提高，磨机制粉量有了明显的提高，小时制粉量提高到14.5-15吨，高炉煤比提高到160kg以上。

1#高炉2022年提高煤比后主要指标

（4）总体看来，5月1#高炉喷吹烟煤期间，高炉顺行未发生变化，煤比较一季度提高了20.72kg，焦比下降了16.68kg，考虑到高炉系统复杂，诸多因素都会对高炉燃料比造成影响，焦比下降不能全部归为煤比提高的作用。

（5）由于市场波动，云南烟煤产量少，烟煤价格上涨较多，比无烟煤价高且难以采购，从经济性考虑，6月3日喷完场地所有烟煤后，停止烟煤喷吹，改回全无烟煤喷吹。

3、总结：

经实践证明，1#高炉喷吹烟煤设备改造是成功的、工艺是可行的，能提高磨机制粉能力，从而提高高炉喷煤比，但没有取得好的效益，原因是煤价波动，云南地区烟煤价格高、采购困难。

四、喷吹其它燃料的设想：

1、喷吹褐煤

我厂地处玉溪，附近的红河州大量出产褐煤，可以考虑与科研单位合作，在先进行研究、确保安全的前提下，试验喷吹褐煤。

2、喷吹天然气

我厂旁边新建了天气站，有接入管道天然气的条件，从目前的价格看，天然气比无烟煤贵得多，简单看喷吹天然气不如喷无烟煤经济。但我们因为烧结矿产量不足，再加上焦炭灰分很高，导致烧结矿的碱度高达2.4，冶金性能不好，如果喷吹天然气，因其没有灰分，可以降低烧结矿的碱度至2.2以下，改善烧结矿的冶金性能。同时，天然气H2含量高，有利于高炉降低焦比。还有，天然气热值高，也有利于高炉降低焦比。

喷吹天然气在国外是比较成熟的技术，装备也不复杂。可以考虑与设计院或科研单位合作，在先进行研究、确保安全的前提下，试验喷吹。