降低焦比的措施及原理研讨.doc

摘 要 目前的国际国内趋势下，如何降低焦比的措施及所采取相应的措施，从原料优化到系统设备以及工艺方法等的改进和优化，不断地提升冶炼水平，降低成本，保护环境，保障钢铁事业的稳定快速可持续发展。本文从焦炭利用，热量有效利用，高炉内还原反应情况等角度出发综合分析并论述了降低高炉焦比的六项具体的途径与措施，即提高铁矿石的品位；采取高风温；喷吹燃料；综合鼓风喷吹；炉顶高压操作；改善焦炭质量，减少灰分。焦比是高炉每冶炼一吨生铁所耗用焦炭的公斤数。它是高炉炼铁的主要技术20世纪六七十年代我国钢铁企业焦比约550kg/t，高炉利用系数在1.5t/(m.d)左右。上世纪末焦比降低到520kg/t左右,平均利用系数为1.8t/(m.d)左右。近几年焦比平均为300kg/t--420kg/t炉子利用系数上升到2.2t/(m.d)---2.5t/(m3.d)。据中国钢铁企业网上的资料显示，2009年前5个月全国重点钢铁企业高炉入炉焦比为374 kg/t，比上年度下降25 kg/t，是近年来下降幅度最大的一年，创造出历史最好水平。焦比较低的企业有：宝钢294 kg/t，太钢301 kg/t，武钢311 kg/t，首钢314 kg/t，鄂钢330 kg/t，鞍钢331 kg/t，长冶332 kg/t，马钢340 kg/t，湘钢345 kg/t，莱钢348 kg/t；最高值的企业达到549 kg/t。铁矿石品位是指铁矿石的 含铁量，以TFe%表示，是评价铁矿石质量的主要指标。铁矿石含铁量高有利于降低焦比和 提高产量。根据生产经验证实，矿石品位提高1%，焦比降低2%，产量提高3%。铁矿石还原性是指铁矿石被还原性气体CO或H还原的 难易程度, 也是其质量的 主要指标。铁矿石的 还原性好，有利于焦比降低 ，但只有直接还原与间接还原在适宜的 比例范围内，维持适宜的 直接还原度Yd,才能降低焦比。实践证明适宜的 直接还原度为0.2—0.3. 铁矿石品位提高的方法 提高铁矿石的含铁量，减少脉石成分，溶剂用量和渣量也相应减少，对于富矿，可直接入炉。而对于贫矿，要进行选矿和 造块加工处理，即人造富矿。常用重力，磁力或浮游选矿法，在选矿时，根据各矿物物理化学性能的 不同，借助各种选矿设备和 药剂，将矿石中有用矿物和 脉石分离，以使有用矿物富集，矿石品位提高，回收铁有用成分，去除有害杂质。再将各种含铁矿粉配加一定数量的 燃料和 熔剂，加热到1150℃---1500℃，使其粘结成块矿或者把细磨铁精矿粉或其他铁矿粉料添加剂混合后再加水润湿的 条件下，通过造球机滚动成球。再经过干燥焙烧固结成具有一定强度和 冶金性能要求的 球型含铁原料，已获得烧结矿块或球团矿块，这样就粒度均匀，微气孔多，强度高，品位高，还原性好，有利于其强化冶炼。 提高风温根本原因在于鼓风带入的 物理热能够代替部分焦炭的 燃烧热，节约了焦炭的用量，这样焦比就降低了。热风温度提高100℃可使高炉燃料比降低15kg/t，可使炉缸理论燃烧温度升高60℃，可以多喷吹煤粉约30公斤，有较好的经济效应。热风温度是依靠燃料约45％的低热值高炉煤气获得的。所以说，热风温度是廉价的能源。高炉炼铁所需热量中是有19％左右是由热风带入的。 提高风温降低高炉焦比的原理及分析 1）高炉内热量来源于两方面：一是风口前碳素燃烧放出的化学热，二是热风带入的物理热。后者增加，前者减少，焦比即可降低。但是碳素燃烧放出的 不能在炉内全部利用，高炉内热量有效利用率Kt随冶炼操作水平不同而变化，一般情况下80%左右。提高风温后，焦比降低，炉顶温度降低，煤气带走的 热量减少，单位生铁热损失亦减少，热量利用系数Kt提高生铁质量稳定，喷吹燃料效率提高了，有利于间接还原，改善煤气利用效果。可以说，热风带入的热量比碳素燃烧放出的热量要有用得多。 2）从热风炉中带到高炉内的热风热量比碳素燃烧放出的热量要有用得多，并且是全部被高炉所吸收。例如，高炉有效容积利用率Kt=0.8时，如果风温提高多带入100KJ的 热量，其他条件不变，从而节省风口前燃烧的焦炭，相当于100/0.8=125KJ热量的碳.这些热量要预热炉料，燃料，维持炉内化学反应正常进行。 3）提高风温还可以加快风口碳素燃烧，热量要集中于炉缸，使高温区下移，中温区扩大，有利于间接还原发展，直接还原度降低。 焦炭燃烧反应生成的CO气体直接作用在矿石，完成还原反应。 不同风温水平在提高风温后降低焦比的幅度也不尽相同。当然，当风温提高到某一水平时，超过这一水平后，提高风温就不经济，此风温称为经济风温。它与吨铁的 耗风量和 热风炉热效率有关，若风耗小于2000m/t时或热风炉热效率结构不合理，高风温是不合理的 。 提高热风炉风温的方法：热风炉交叉并联送风 交错并联送风方式不是通过混风调节阀混入冷风来控制送入高炉的风