CN106399607A - 高炉冶炼过程中焦炭匹配入炉的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高炉冶炼过程中焦炭匹配入炉的方法，其工艺为：根据冶炼需要，按指标的高低顺序匹配焦炭并加入高炉；各指标由高到低为：CSR＞M10＞平均粒度＞M40＞灰分＞CRI＞硫分；先按最高顺序的指标对焦炭进行匹配并加入高炉；如高炉运行状态达到良好，则停止修改焦炭指标；如高炉运行状态仍然不佳，则下一顺序的指标对焦炭进行匹配并加入高炉；根据高炉运行状态判断是否按下一顺序的指标匹配焦炭，直至高炉运行状态达到良好。本方法可解决多种焦炭同时入炉的技术问题，防止产生焦炭指标过剩情况，节约了优质炼焦煤资源；既保证高炉稳定顺行，同时又降低了炼铁成本。本方法具有工艺简单、可操作性强、易于实现的特点。

Description

高炉冶炼过程中焦炭匹配入炉的方法
技术领域
本发明属于高炉炼铁领域，尤其是一种高炉冶炼过程中焦炭匹配入炉的方法。
背景技术
理论研究与实际生产都已证明，焦炭质量是影响高炉运行状态的重要因素。当前钢铁行业形势严峻，各生产厂为降本增效，在高炉同时使用多种焦炭，焦炭质量各不相同，而多种焦炭同时入炉尚未建立统一的技术条件，各生产厂家大多根据经验进行调整。因此，如何高效、合理搭配，使得焦炭在高炉中最大限度的发挥作用，同时尽可能降低生产成本，是当前生产单位面临的一个重要课题。另一方面，我国优质炼焦煤资源十分短缺，且成本较高，如果过分追求焦炭各个指标均达到较高水平，不但造成炼铁成本的升高，也会使得部分指标过剩，进一步加剧了炼焦煤资源的短缺状况。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低成本的高炉冶炼过程中焦炭匹配入炉的方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：根据冶炼需要，按指标的高低顺序匹配焦炭并加入高炉；各指标由高到低为：CSR＞M10＞平均粒度＞M40＞灰分＞CRI＞硫分；先按最高顺序的指标对焦炭进行匹配并加入高炉；如高炉运行状态达到良好，则停止修改焦炭指标；如高炉运行状态仍然不佳，则下一顺序的指标对焦炭进行匹配并加入高炉；根据高炉运行状态判断是否按下一顺序的指标匹配焦炭，直至高炉运行状态达到良好。
本发明所采用的焦炭的各指标范围为：CSR 40～80%，M10 5～20%，平均粒度30～70mm，M40 50～95%，灰分5～20wt%，CRI 10～50%，硫分0.3～2wt%。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明依据焦炭指标对高炉冶炼影响的重要程度，对焦炭指标进行排序；同时，针对多种类焦炭入炉，提出了按照焦炭指标的匹配性，进行搭配互补，达到高炉冶炼要求；根据高炉实际运行状况，按照焦炭指标顺序，对多种焦炭同时入炉指标逐一进行调整。本发明可解决多种焦炭同时入炉的技术问题，防止产生焦炭指标过剩情况，节约了优质炼焦煤资源；既保证高炉稳定顺行，同时又降低了炼铁成本。本发明方法具有工艺简单、可操作性强、易于实现的特点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明中焦炭各指标在高炉不同部位的作用示意图。
具体实施方式
高炉冶炼过程中，焦炭质量是当前高炉顺行与否的决定性环节，尤其是在其他原燃料质量及操作参数均正常的情况下。不同容积高炉对焦炭指标要求不一样，通常，高炉容积越大，对焦炭指标要求越高；不同容积高炉对焦炭指标要求如表1所示，但是仅供炼铁厂参考，因为影响高炉生产的因素众多；比如某一阶段，高炉如果要提高产生产量，或者提高喷煤比或者高炉炉况出现异常等等，则必须相应提高焦炭指标，但提高多少，提高到什么程度在现有技术中没有统一的规定，没有匹配出适宜的焦炭指标的方法。适宜的焦炭指标范围是以高炉运行状态为依据的，即保证高炉运行状态良好的焦炭指标即为焦炭指标所要达到的范围。而判断高炉运行状态良好的标准，通常是：高炉的日产量、风量、焦比、煤比、燃料比等指标达到高炉设计时的指标，且生产稳定。
表1：不同容积高炉对焦炭指标要求
炉容级别(m3) 1000 2000 3000 4000 5000
M40 ≥78% ≥82% ≥84% ≥85% ≥86%
M10 ≤7.5% ≤7.0% ≤6.5% ≤6.0% ≤6.0%
反应后强度CSR ≥58% ≥60% ≥62% ≥64% ≥65%
反应性指数CRI ≤28% ≤26% ≤25% ≤25% ≤25%
焦炭灰分 ≤13% ≤13% ≤12.5% ≤12% ≤12%
焦炭含硫 ≤0.85% ≤0.85% ≤0.7% ≤0.6% ≤0.6%
焦炭平均粒度 ≥44mm ≥46mm ≥48mm ≥50mm ≥52mm
焦炭的指标包括：耐磨指数M10（M10转鼓指数）、抗碎指数M40（M40转鼓指数）、反应性CRI、反应后强度CSR、灰分、硫分和平均粒度。焦炭各指标在高炉不同部位的作用如图1所示：部位Ⅰ中，耐磨指数M10和抗碎指数M40用以模拟焦炭经受撞击和摩擦而粉化、破裂的程度；部位Ⅱ中，反应性CRI和反应后强度CSR用以模拟焦炭气化溶损反应和焦炭强度降低程度；部位Ⅲ中，灰分中不同氧化物与碳发生还原反应，平均粒度决定高炉下部透气性；部位Ⅳ中，高炉内硫循环。
本高炉冶炼过程中焦炭匹配入炉的方法的设计工艺为：（1）根据焦炭指标对高炉冶炼影响的重要程度，对各指标进行排序，由高到低依次为：CSR＞M10＞平均粒度＞M40＞灰分＞CRI＞硫分。（2）根据高炉对焦炭指标的要求，按照指标顺序，通过指标的加权平均对多种焦炭进行匹配；即优先对CSR指标进行匹配，其他指标满足高炉的基本要求即可（参见表1）；当CSR指标达到高炉冶炼要求，而高炉运行状态仍然不佳，则对M10指标进行匹配，依次类推，直到高炉运行状态达到良好。（3）所采用的各种焦炭的区别在于指标的不同，各指标的范围为：CSR 40～80%，M10 5～20%，平均粒度30～70mm，M40 50～95%，灰分5～20%，CRI 10～50%，硫分0.3～2%。（4）匹配过程中，如果继续调整M10导致CSR指标下降，则不可取；如果继续调整M10导致CSR指标不变，则继续调整M10及后续指标；如果继续调整M10导致CSR指标上升，则可继续调整；因为强度指标之间具有关联性，调整M10时，CSR也会相应改变，如果M10提高，则CSR一般也会提高。
实施例1：本高炉冶炼过程中焦炭匹配入炉的方法的具体工艺如下所述。
高炉有效容积1000m3，其他原燃料质量及操作参数均正常。所用焦炭种类为4种，指标分别为：
焦炭1：CSR 70%，M10 5.5%，平均粒度55mm，M40 90%，灰分11%，CRI 20%，硫分0.6%；
焦炭2：CSR 65%，M10 5.8%，平均粒度50mm，M40 86%，灰分12.5%，CRI 25%，硫分0.75%；
焦炭3：CSR 60%，M10 7%，平均粒度43mm，M40 82%，灰分13%，CRI 28%，硫分0.85%；
焦炭4：CSR 50%，M10 8.5%，平均粒度38mm，M40 70%，灰分13%，CRI 35%，硫分9%。
根据1000m3高炉对焦炭质量的要求及高炉冶炼实际状态，通过对4种焦炭指标加权平均，使得CSR指标达到60%，高炉运行状态良好。其他指标M10为6.9%、平均粒度为44.6mm、M40为81.2%、灰分为12.7%、CRI为26.3%、硫分为0.8%。4种焦炭的实际配比：焦炭1为10%、焦炭2为20%、焦炭3为50%、焦炭4为20%。
实施例2：本高炉冶炼过程中焦炭匹配入炉的方法的具体工艺如下所述。
高炉有效容积2000m3，其他原燃料质量及操作参数均正常。所用焦炭种类为4种，指标分别为：
焦炭1：CSR 70%，M10 5.5%，平均粒度55mm，M40 90%，灰分11%，CRI 20%，硫分0.6%；
焦炭2：CSR 65%，M10 5.8%，平均粒度50mm，M40 86%，灰分12.5%，CRI 25%，硫分0.75%；
焦炭3：CSR 60%，M10 7%，平均粒度43mm，M40 82%，灰分13%，CRI 28%，硫分0.85%；
焦炭4：CSR 50%，M10 8.5%，平均粒度38mm，M40 70%，灰分13%，CRI 35%，硫分0.9%。
根据2000m3高炉对焦炭质量的要求及高炉冶炼实际状态，通过对4种焦炭指标加权平均，使得CSR指标达到62%，高炉运行状态仍未达到良好；则继续匹配M10指标，使得M10指标达到6.5%，高炉运行状态良好。其他指标CSR为62.5%、平均粒度为46.6mm、M40为84%、灰分为12.7%、CRI为28%、硫分为0.82%。4种焦炭的实际配比：焦炭1为10%、焦炭2为30%、焦炭3为60%、焦炭4为0%。
实施例3：本高炉冶炼过程中焦炭匹配入炉的方法的具体工艺如下所述。
高炉有效容积3000m3，其他原燃料质量及操作参数均正常。所用焦炭种类为4种，指标分别为：
焦炭1：CSR 70%，M10 5.5%，平均粒度55mm，M40 90%，灰分11%，CRI 20%，硫分0.6%；
焦炭2：CSR 65%，M10 5.8%，平均粒度50mm，M40 86%，灰分12.5%，CRI 25%，硫分0.75%；
焦炭3：CSR 60%，M10 7%，平均粒度43mm，M40 82%，灰分13%，CRI 28%，硫分0.85%；
焦炭4：CSR 50%，M10 8.5%，平均粒度38mm，M40 70%，灰分13%，CRI 35%，硫分0.9%。
根据3000m3高炉对焦炭质量的要求及高炉冶炼实际状态，通过对4种焦炭指标加权平均，使得CSR指标达到63%，高炉运行状态仍未达到良好，则继续匹配M10指标，使得M10指标达到6.3%，高炉运行状态仍未达到良好，则继续匹配平均粒度，使得平均粒度达到50mm，高炉运行状态良好。其他指标CSR为65.3%、M10为6%、M40为86.2%、灰分为12.2%、CRI为24.4%、硫分为0.73%。4种焦炭的实际配比：焦炭1为23%、焦炭2为60%、焦炭3为17%、焦炭4为0%。

Claims (2)

1.一种高炉冶炼过程中焦炭匹配入炉的方法，其特征在于：根据冶炼需要，按指标的高低顺序匹配焦炭并加入高炉；各指标由高到低为：CSR＞M10＞平均粒度＞M40＞灰分＞CRI＞硫分；先按最高顺序的指标对焦炭进行匹配并加入高炉；如高炉运行状态达到良好，则停止修改焦炭指标；如高炉运行状态仍然不佳，则下一顺序的指标对焦炭进行匹配并加入高炉；根据高炉运行状态判断是否按下一顺序的指标匹配焦炭，直至高炉运行状态达到良好。
2.根据权利要求1所述的高炉冶炼过程中焦炭匹配入炉的方法，其特征在于，所采用的焦炭的指标范围为：CSR 40～80%，M10 5～20%，平均粒度30～70mm，M40 50～95%，灰分5～20wt%，CRI 10～50%，硫分0.3～2wt%。
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