CN110468243A - 一种大型高炉100%配加捣固焦高冶强生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大型高炉100％配加捣固焦高冶强生产工艺。该生产工艺包括：1)配煤；2)按步骤1)配煤结构，将配煤捣固后推入碳化室练成焦炭；3)将步骤2)制得的焦炭用于高炉生产。该生产工艺实现了100％捣固焦入炉条件下的高炉高冶强生产，1080m3高炉富氧率在4％的条件下日产量由3900t提高至4050t、综合焦比由500kg/t降低至495kg/t，大幅降低了高炉高冶强生产条件下的燃料成本，具有巨大的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种大型高炉100％配加捣固焦高冶强生产工艺。
背景技术
捣固焦是一种可根据焦炭的不同用途，配入较多的高挥发分煤及弱粘结性煤，在装煤推焦车的煤箱内用捣固机将已配合好的煤捣实后，从焦炉机侧推入炭化室内进行高温干馏的炼焦技术。成熟的焦炭由捣固推焦机从炭化室内推出,经拦焦车、熄焦车将其送至熄焦塔,以水或氮气熄灭后再放到凉焦台,由胶带运输经筛焦分成不同粒级的产品焦炭。
焦炭在高炉内到达风口燃烧带前，与CO2反应生成CO发生在800-1400℃，目前冶金焦炭反应性、反应后强度按照GB/T4000《焦炭反应性及反应后强度实验方法》测试，该方法源于新日铁实验，即取10kg粒度25mm以上的代表性焦炭，经三次破碎后在1100℃条件下进行测试；国际制样方法中加入人工去除炉头焦和泡焦后的试样，在1100℃条件下进行测试。随着国际的换版、改革，制样方法和实验条件与新日铁的差异越来越大，越来越多的研究表明，现行《焦炭反应性及反应后强度实验方法》已不能准确反映炉内焦炭的真实行为，尤其在当前大富氧、高冶强生产条件下，高炉对焦炭质量指标的真实指导要求更高。
目前，冶金焦炭指标按GB/T1996-2017《冶金焦炭》执行，该标准主要明确了顶装焦的指标及级别分类，且其反应性(CRI)、反应后强度(CSR)的测定按前述GB/T4000的规定进行。高炉风口前理论燃烧温度高达2200℃以上，随着还原反应及热交换的进行，在焦炭料柱区，温度仍在1200℃以上。因此，GB/T4000的检测标准不能反应高炉内对焦炭反应后强度需求指标，此外，捣固焦和顶装焦的物理化学性能以及在高炉的劣化过程存在一定的差异，顶装焦的评价标准及其对高炉各项技术经济指标的影响值不再适用于捣固焦，因此，GB/T4000的检测标准更是对捣固焦在大型高炉的生产指导作用不强。
本发明通过高冶强生产工艺的研究，实现了捣固焦1200℃热强指标有效服务大型高炉高冶强生产。避免按照原检测标准已无法满足高炉高冶强生产的实际需求。
发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种大型高炉100％配加捣固焦高冶强生产工艺，解决了现有技术中存在的问题。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种大型高炉100％配加捣固焦高冶强生产工艺，所述工艺用焦炭指标为：1200℃反应后强度达39％。
上述大型高炉100％配加捣固焦高冶强生产工艺，包括：
1)配煤
优化配煤结构：控制焦煤配比≥36％，经济煤种比例≤30％，实现焦炭1200℃反应后强度达39％；
2)按步骤1)优化的配煤结构，将配煤捣固后推入碳化室练成焦炭；
3)将步骤2)的焦炭用于高炉生产，指导高炉进行如下操作调整：高炉(1080m3级别)炉内压差<175kPa，鼓风动能控制在8000-8500kg·m/s，风口前理论燃烧温度2250-2350℃。
步骤3)中，当焦炭质量达不到标准>48h时，控制MgO/Al2O3按>0.58执行，待质量恢复至标准要求72h后，再控制MgO/Al2O3降低至0.55以下；
所述经济煤种为气煤、贫瘦煤、瘦煤或1/3焦煤。
优选的，所述经济煤种为气煤或贫瘦煤。
上述步骤1)优化配煤结构的操作步骤包括：
a、对进厂煤种主要质量指标制作图，选取各煤种质量指标稳定的原料；
b、对焦、肥煤重点煤种进行“铁箱试验”，对煤种结焦性能进行判定；优化调整各煤种配加比例，直至焦炭1200℃反应后强度达39％；
c、在200℃-500℃温区间采用3℃/min加热速率对煤料加热，在500℃-700℃温区间对煤料的加热速率控制在1-1.5℃/min。
上述a中煤种主要质量指标包括G值、灰分、硫分、Y值。
前述的生产工艺在大型高炉100％配加捣鼓焦高冶强生产中的应用。
本发明的有益效果:
该大型高炉100％配加捣固焦高冶强生产工艺，实现了100％捣固焦入炉条件下的高炉高冶强生产，1080m3高炉富氧率在4％的条件下日产量由3900t提高至4050t、综合焦比由500kg/t降低至495kg/t，大幅降低了高炉高冶强生产条件下的燃料成本，具有巨大的经济效益。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本发明进行详细阐述。
实施例一
1080m3级别高炉100％配加捣固焦高冶强生产工艺包括：
一、配煤
1.1对进厂煤种主要质量指标，如G值、灰分、硫分、Y值等制作趋势图，根据各煤种指标趋势选择煤种，即与各煤种的标准指标要求相比，选取各煤种质量指标变化趋势稳定、质量较好的原料；选择原料具体如下表1：
表1
1.2铁箱试验
按焦煤38％、肥煤11％、气煤28％、1/3焦煤11％、贫瘦煤12％的配煤方案，进行铁箱试验。
铁箱试验的目的在于，实际生产中，由于煤种指标存在波动，按照上述配煤方案所得到的焦炭反应后强度指标可能存在过剩或不足的问题，而铁箱试验，能够在高炉生产之前，做到对配煤结构进行进一步合理的调整。
首先通过铁箱试验，将上述混合煤炼焦，获得配煤比例的焦炭1200℃反应后强度指标，经测定，试验结果为焦炭1200℃反应后强度39.5％，超出指标39％要求较少，表明反应后强度指标相差不大，按0.5％配加比例，适当增加贫瘦煤，优化调整使1200℃反应后强度达39％。
1.3在200℃-500℃温区间采用3℃/min加热速率对煤料加热，在500℃-700℃温区间对煤料的加热速率控制在1-1.5℃/min；降低煤柱径向梯度，减少焦炭内在裂纹的生成，使焦炭均匀成熟，粒度均匀化，完成铁箱试验。
由铁箱试验获得配煤方案各煤种比例为：焦煤37.5％、肥煤11％、气煤28％、1/3焦煤11％、贫瘦煤12.5％。
二、按前述一得到的配煤比例，炼焦，得焦炭；
三、由二得到的焦炭，用于高炉生产，依据《高炉健康运行参数控制标准》，指导高炉进行如下操作调整：高炉(1080m3级别)炉内压差<175kPa，鼓风动能控制在8000-8500kg·m/s，风口前理论燃烧温度2250-2350℃；
当焦炭质量达不到标准>48h时，控制MgO/Al2O3按>0.58执行，待质量恢复至标准要求72h后，再控制MgO/Al2O3降低至0.55以下。
上述高炉高冶强生产，1080m3高炉富氧率在4％的条件下，日产量提高至4050t、综合焦比降低至495kg/t，大幅降低了高炉高冶强生产条件下的燃料成本。
实施例2
1080m3级别高炉100％配加捣固焦高冶强生产工艺包括：
一、配煤
1.1对进厂煤种主要质量指标，如G值、灰分、硫分、Y值等制作趋势图，根据各煤种指标趋势选择煤种，即与各煤种的标准指标要求相比，选取各煤种质量指标变化趋势稳定、质量较好的原料；选择原料具体如下表2：
表2
本实施例所用配煤方案为：若按标准煤种配加，按案例1即可得到期望焦炭，但实际生产中无法确保煤种单一稳定，本例针对A、B两煤种制定配煤方案：焦A比例17.5％、焦B比例20％，肥A比例2％、肥B比例9％，气A比例8.5％、气B比例19.5％，1/3焦A比例6％、1/3焦B比例5％，贫瘦A比例7.5％、贫瘦B比例5％。
1.2进行铁箱试验
按上述配煤方案，进行铁箱试验。
铁箱试验的目的在于，实际生产中，由于煤种指标存在波动，按照上述配煤方案所得到的焦炭反应后强度指标可能存在过剩或不足的问题，而铁箱试验，能够在高炉生产之前，做到对配煤结构进行进一步合理的调整。
首先通过铁箱试验，将上述混合煤炼焦，获得配煤比例的焦炭1200℃反应后强度指标，经测定，试验结果为焦炭1200℃反应后强度43％，超出指标39％要求较多，表明反应后强度指标过剩(一般焦炭1200℃反应后强度大于40％按指标过剩进行调整)，则需要进行优化调整。具体的：先进行主要煤种焦煤比例的调节，实现焦炭1200℃反应后强度指标降低，按2％替换比例，将焦煤A逐渐替换过渡为焦煤B。替换后G值大幅下降，焦炭反应后强度指标38％，低于控制标准，按0.5％的比例增加Y值高的焦煤A，上调两次至焦炭反应后强度稳定在40％左右。接着，再进行肥煤比例的调节，逐点(1％)下调肥煤B比例、增加气煤A配加比例，至焦炭1200℃反应后强度达39.5％，实现了更接近39％，继续按照1％调节量调整，直至焦炭1200℃反应后强度达到39％，调整结束。
1.3在200℃-500℃温区间采用3℃/min加热速率对煤料加热，在500℃-700℃温区间对煤料的加热速率控制在1-1.5℃/min；降低煤柱径向梯度，减少焦炭内在裂纹的生成，使焦炭均匀成熟，粒度均匀化，完成铁箱试验。
由铁箱试验获得配煤方案各煤种比例为：焦A比例16％、焦B比例21％，肥A比例2％、肥B比例8％，气A比例9.5％、气B比例19.5％，1/3焦A比例6％、1/3焦B比例5％，贫瘦A比例8％、贫瘦B比例5％。
二、按前述一得到的配煤比例炼焦；
三、将由二得到的焦炭用于高炉生产，依据《高炉健康运行参数控制标准》，指导高炉进行如下操作调整：高炉(1080m3级别)炉内压差<175kPa，鼓风动能控制在8000-8500kg·m/s，风口前理论燃烧温度2250-2350℃；
当焦炭质量达不到标准>48h时，控制MgO/Al2O3按>0.58执行，待质量恢复至标准要求72h后，再控制MgO/Al2O3降低至0.55以下。
上述高炉高冶强生产，1080m3高炉富氧率在4％的条件下，日产量提高至4051t、综合焦比降低至494kg/t，大幅降低了高炉高冶强生产条件下的燃料成本。
按照现有顶装焦标准要求进行的捣固焦高炉高冶强生产，1080m3高炉富氧率在4％的条件下日产量为3900t、综合焦比为500kg/t，与上述方案相比，各指标相差大，且大幅提升了高炉高冶强生产条件下的燃料成本。
按照本发明方案进行大型高炉100％配加捣固焦高冶强生产，具有很好的指导意义。
上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
Claims (8)
1.一种大型高炉100％配加捣固焦高冶强生产工艺，其特征在于，所述工艺用焦炭指标标准为：1200℃反应后强度达39％。
2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，包括：
1)配煤
优化配煤结构：控制焦煤配比≥36％，经济煤种比例≤30％，通过铁箱试验，实现焦炭1200℃反应后强度达39％；
2)按步骤1)优化的配煤结构，将配煤捣固后推入碳化室练成焦炭；
3)将步骤2)制得的焦炭用于高炉生产，指导高炉进行如下操作调整：高炉(1080m3级别)炉内压差<175kPa，鼓风动能控制在8000-8500kg·m/s，风口前理论燃烧温度2250-2350℃。
3.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：步骤3)高炉生产过程中，当焦炭质量达不到标准>48h时，控制MgO/Al2O3按>0.58执行，待质量恢复至标准要求72h后，再控制MgO/Al2O3降低至0.55以下。
4.根据权利要求2所述的生产工艺，其特征在于：所述经济煤种为气煤、贫瘦煤、瘦煤或1/3焦煤。
5.根据权利要求4所述的生产工艺，其特征在于：所述经济煤种为气煤或贫瘦煤。
6.根据权利要求1-5任一所述的生产工艺，其特征在于：其特征在于：步骤1)优化配煤结构的操作步骤包括：
a、对进厂煤种主要质量指标制作图，选取各煤种质量指标稳定的原料；
b、对焦、肥煤重点煤种进行“铁箱试验”，对煤种结焦性能进行判定，按照焦煤配比≥36％，经济煤种比例≤30％的基准用量，优化调整焦煤、及经济煤种的配加比例，直至焦炭1200℃反应后强度达39％；
c、在200℃-500℃温区间采用3℃/min加热速率对煤料加热，在500℃-700℃温区间对煤料的加热速率控制在1-1.5℃/min。
7.根据权利要求6所述的生产工艺，其特征在于：a中煤种主要质量指标包括G值、灰分、硫分、Y值。
8.如权利要求1-5任一所述的生产工艺在大型高炉100％配加捣鼓焦高冶强生产中的应用。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
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Application publication date: 20191119 Assignee: XINJIANG KUNYU STEEL Co.,Ltd. Assignor: SHIHENG SPECIAL STEEL GROUP Co.,Ltd. Contract record no.: X2022980027050 Denomination of invention: A high smelting strength production process with 100% tamping coke for large blast furnace Granted publication date: 20210813 License type: Common License Record date: 20230105 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A High Metallurgical Strength Production Process with 100% Stamping Coke for Large Blast Furnace Effective date of registration: 20231222 Granted publication date: 20210813 Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Limited Feicheng sub branch Pledgor: SHIHENG SPECIAL STEEL GROUP Co.,Ltd. Registration number: Y2023980073806 |