日照钢铁喷吹大烟煤设备改造与生产实践

摘 要 本文针对目前国内煤炭价格情况，提出喷吹大烟煤的经济效益，分析磨制大烟煤的危害，提出解决办法并实施设备系统改造，最后通过生产实践论证喷吹大烟煤的可行性，为降低炼铁成本提供了有益探索。

关键词 喷煤；大烟煤；设备改造；生产实践

中图分类号 TF5 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）106-0190-02

1 项目背景

1.1 炼铁喷吹煤粉概况

高炉喷吹煤粉是从高炉风口向炉内直接喷吹磨细的无烟煤粉或烟煤粉或这两者的混合煤粉，以代替焦炭所提供热量与还原剂的作用。现代高炉喷吹煤粉技术经过近代30多年的发展，已经十分成熟。

1.2 喷吹用煤分析

高炉喷吹用煤必须能满足高炉冶炼工艺要求和对提高喷吹量与置换比有利。现代高炉冶炼对喷吹用煤主要考核指标有灰分、挥发分、可磨系数、硫含量、发热值等。

按照原煤挥发份含量，将原煤分为无烟煤（A

1.3 日照钢铁第一炼铁厂喷煤生产线概况

日照钢铁第一炼铁厂一期喷煤共有两台磨机，型号为ZGM95G。设备制造厂家为北京电力设备总厂，磨环滚道平均直径：Φ1900mm，磨辊数量：3台， 设计台产：33t/h。

2 喷吹大烟煤的经济性与危害

2.1 喷吹大烟煤经济性分析

目前，国内钢铁市场不太景气，钢铁厂利润较前几年有所下降，更大限度的降低钢铁生产成本是钢铁企业追求的目标，也是企业实现长期稳定发展的根本。

为降低炼铁生产成本，日照钢铁至2003年建厂以来，炼铁喷吹用煤很少使用无烟煤，一直使用挥发份在15%-20%的烟煤。目前，由于市场环境发生变化，我们注意到挥发份在35%左右的大烟煤市场价格非常低廉，目前市场价每吨无烟煤比烟煤高60元，每吨大烟煤比烟煤低290元，如果能有效的运用大烟煤，将为公司降低大量生产成本。

2.2 磨制大烟煤的危害，可能引发的事故

通常认为高炉喷吹用煤的挥发份

2.3 磨制大烟煤对生产系统的要求

煤粉发生燃烧或者爆炸必须具备三个条件：一定的煤粉浓度、适当的氧气含量、达到着火点温度。对此，为防止在磨制大烟煤过程中发生煤粉燃烧或爆炸，必须降低磨机系统氧气含量与磨机出入口温度。

日钢第一炼铁厂喷煤使用的磨机密封性较好，为保证安全，分厂对磨机出入口温度、系统含氧量都有明确的要求：磨机入口温度小于350℃，含氧量小于 6%、出口温度小于85℃，含氧量小于12%；另外，对于磨机生产系统而言，必须具备一定的防范突发事故的能力，比如紧急充氮等设施。

3 磨制大烟煤前期准备

3.1 方案确定

为实现喷吹大烟煤项目，为公司降低生产成本，日照钢铁第一炼铁厂结合自身生产实际，通过多次技术论证最终确定了喷吹大烟煤方案如下：

第一阶段：喷煤车间利用3个月时间，对磨机系统进行改造。

第二阶段：大烟煤：无烟煤=1：4，持续时间一个月，根据高炉的反应情况，对数据进行总结，如果使用效果好，进行第三阶段的试验。

第三阶段：大烟煤：无烟煤=1：3，持续时间一个月，根据高炉的反应情况，对数据进行总结，如果使用效果好，进行第四阶段的试验。

第四阶段：大烟煤：无烟煤=1：2，最后，通过总结前三个阶段的实验效果，对于是否应该配用大烟煤或应该以多少的配比进行配用做出最后的结论。

3.2 喷煤磨机生产系统的相应改造

3.2.1 备煤系统进行相应的改造

一是限定称重给煤机转速：通过对称重给煤机变频器频率的调整，实现对称重给煤机转速进行调整。由于1#、2#称重给煤机用于配比无烟煤、3#称重给煤机用于配比大烟煤；

二是为防止卡料出现断煤，影响精确配比，添加断煤报警系统。如果在配比大烟煤过程中，配比无烟煤的1#、2#仓出现卡料现象不能及时处理，势必会导致大量大烟煤进入磨机，给磨机生产系统带来极大的安全隐患；我们结合生产实际，我们利用称重给煤机皮带煤层厚度，制作了一套电磁接触时断煤报警系统；

三是断煤自动处理系统：发生断煤现象后，一方面报警系统自动报警，另一方面，相应受煤斗震动电机自动启动，对受煤斗卡料进行自动处理。

四是为进一步实现无烟煤与大烟煤的精确配比，将三台称重给煤机皮带运载的煤层厚度进行限定并统一。结合生产实际，我们为三个受煤斗出料口添加了料流闸板，通过调节料流闸板高度，实现对煤层厚度的精确调整。

3.2.2 制粉系统进行相应的改造

降低系统含氧量方面：

由于日钢一炼铁一期喷煤投产时间较早，两台密封给煤机和出、入口氧气分析仪都连续在线运行已达9年，密封给煤机整体密封效果较差，所以在磨制大烟煤时计划对其进行更换，并请专业人员对氧气分析仪进行了修复；为保证磨机系统含氧量达标，需重点对干燥风系统各部件进行密封，特别时各法兰连接处。

紧急充氮方面：

当磨机内部出现出入口温度出现超高现象时，首先应当降低热风调节阀开度，增加下煤速度，同时打开紧急充氮系统；由于前期设计缺陷，磨机紧急充氮与喷吹系统共用同一气源，导致紧急充氮气量不足同时影响喷吹系统。对此，我们重新为紧急充氮系统添加了气源管道，并与喷吹气源有效隔开，解决了先前存在的问题。

磨机出入口温度方面：

为增加磨机台时产量，降低磨机入口温度，我们将热风炉废气气源从以前的一座高炉热风炉，增加到两座高炉热风炉。这样一来，增加了热风炉废气量与干燥气风量，适当的降低加热炉燃烧煤气量与磨机入口温度；对于磨机出口温度，通过调节下煤速度可以有效的进行实时调节，为保证磨机出口温度超高能够及时处理，我们将磨机出口温度报警从95℃下调至90℃。

3.3 适当调整各项管理制度

为更好的配合磨制大烟煤，我们将相应的管理制度做了如下调整：

1）要求分开存放大烟煤和无烟煤。由于3#受煤斗用于添加大烟煤，所以将其对应的东煤场作为大烟煤存放地、1#、2#受煤斗所对应的西煤场作为无烟煤存放地，并且两者之间用水泥墙明确分隔；外来车辆卸煤由专人负责，确保卸车无误；

2）增加一名备煤人员，专门负责看守3台称重给煤机，出现断煤报警及时处理，确保配比准确；

3）及时送原煤样，每天送三种原煤样品化验：无烟煤、大烟煤和配比以后的原煤，及时分析并根据化验结果进行调整；

4）大烟煤的配比以车间要求为准，1#、2#、3#称重皮带机转速由车间派专人调整，任何人无权进行调整；

5）在日常的各级点检与专项检查中，严查系统漏风点，一经发现及时处理。

4 生产实践

4.1 配比生产情况

由于前期准备充分，实现了3.1中要求的配比量，由于混合后的原煤水分较低（仅10%-15%）、可磨系数较高（达70以上），加之干燥气风量较大，磨机台时产量得到有效提高。

4.2 喷吹情况

由于原煤质量较好，胶质层最大厚度Y值小于10mm，煤粉在风口前不易结焦，整体喷吹情况良好；由于我们狠抓喷吹操作，实现了喷煤连续、均匀、稳定的要求。

结合高炉生产实际，要提高煤比，从190kg/tfe，提高至200kg/tfe，对此，我们提高了喷吹压力，实现大喷吹要求。

4.3 高炉接受情况分析

4.3.1、高炉燃料比

混喷大烟煤后，煤粉热值理论上达到7300大卡，混合喷煤与原先使用的烟煤煤粉置换比接近1：1，加上焦炭质量相对稳定，均在在二级焦水平，所以高炉燃料比没有明显上升。

4.2.2、混喷大烟煤后，高炉炉况方面

按照最大配比量1：2配比大烟煤与无烟煤后，煤粉挥发份为18.7%、与原先使用的原煤挥发份15.2%相比，略有上升；煤粉在风口回旋区的燃烧速度加快，风口回旋区略有扩大，导致中心气流略有扩大；高炉通过调节送风制度，有效的解决了这个问题。

5结论

针对目前钢铁企业效益普遍低迷的情况下，日照钢铁第一炼铁厂喷煤车间按照公司的部署，积极想办法定措施，通过喷煤整套系统的设备改造、人员培训、制定相应的管理制度，确保了在配比大烟煤生产过程中工艺安全，为降低炼铁成本提供了有益尝试，实践证明在各方面措施到位的情况下可以实现大烟煤的安全喷吹。

参考文献

[1]汤清华，马树涵.高炉喷吹煤知识问答.北京：冶金工业出版社，1997.

[2]徐矩良.炼铁工艺的新发展和炼铁工序的结构优化.炼铁，1994.

[3]丁照忠.新钢高炉喷吹煤性能检测与优选的研究.北京科技大学硕士生论文，2011.

[4]高少华.高炉喷煤技术的新发展[J].中国钢铁业，2006.

[5]贺新卜，张建良，郭豪.高炉喷吹煤冶金性能评价方法[J].钢铁研究.