CN116837155A - 一种高炉炉料结构及冶炼工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高炉冶炼技术领域,具体涉及一种高炉炉料结构及冶炼工艺。炉料结构包括(按质量百分数计):高碱度烧结矿70‑78%,酸性烧结矿18‑22%,混合块矿3‑10%。碱度烧结矿CaO/SiO2控制在1.75‑1.85;酸性烧结矿CaO/SiO2控制在0.45‑0.53。本发明通过调整酸性烧结矿成份,设计高炉炉料结构,提高了烧结矿比例,充分利用了烧结机产能;调整布料矩阵和送风参数,优化高炉冶炼工艺,提高产量,稳定指标,降低生产成本。
Description
技术领域
本发明属于高炉冶炼技术领域,具体涉及一种高炉炉料结构及冶炼工艺。
背景技术
随着钢铁行业进入微利时代,降低铁水生产成本成为钢铁厂盈利的重要手段,钢铁企业通常通过发挥烧结机的产能,提高烧结矿比例,降低高价球团矿的方式,有效降低铁水生产成本。此外,为了平衡高炉造渣制度,通常通过提高高炉炉料中烧结矿比例即配加酸性烧结矿代替高价球团矿的方式将高炉炉渣二元碱度R2控制在1.15-1.25%。酸性烧结矿是指碱度(CaO/SiO2)低于高炉炉渣碱度的烧结矿,由铁精矿或富矿粉不加或少加熔剂烧结而成。酸性烧结矿冶金性能差,低温还原粉化低,还原性低,转鼓强度低,高炉配加酸性烧结矿后往往生产不稳定,燃耗指标变差,生产成本增高,铁水产量降低。如何减少酸性烧结矿对炉况的影响,降低生产成本是本发明要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高炉炉料结构及冶炼工艺。通过调整酸性烧结矿成份,调整布料矩阵和送风参数,从而改善因配加酸性烧结矿给生产带来的燃耗指标变差,铁水产量降低等问题,进一步提高烧结矿使用量,充分发挥烧结机产能,提高产量,稳定指标,降低生产成本。
本发明提供了一种高炉炉料结构,该高炉炉料结构配加高碱度烧结矿和酸性烧结矿,具体的,高炉炉料结构按质量百分数计包括:碱性烧结矿70~78%,酸性烧结矿18~22%,块矿3~10%;
其中碱性烧结矿的成分重量百分比为:TFe 55.00~56.50%,S 0.01~0.02%,SiO24.5~6.0%,CaO 8.56-10.48%,MgO 2.50~2.90%,AL2O32.30-2.80%,碱度R2(CaO/SiO2)为1.75-1.85;
酸性烧结矿的成分重量百分比为:TFe 58.00-59.00%,S 0.003-0.010%,SiO26.00-6.80%,CaO2.9-4.8%,MgO 1.20-1.50%,AL2O32.30-2.80%,碱度R2(CaO/SiO2)为0.45-0.53;
块矿的成分重量百分比为:TFe 58.00-65.00%,S 0.010-0.030%,SiO22.5-6.5%,CaO 0.1-0.4%,MgO 0.01-0.065%,AL2O30.1-2.0%,碱度R2(CaO/SiO2)为0.01-0.1。
本发明还提供了上述高炉炉料的高炉冶炼工艺,包括如下步骤:
高炉炉料批设定质量为62-68t;对应焦炭批质量为11-13t;
焦炭结构配比按质量百分数计包括:一级焦20-30%,干熄焦70-80%;所配焦炭的成份要求如下:
高炉槽下料仓一共10座料仓,分别为1#料仓、2#料仓、3#料仓、4#料仓、5#料仓、6#料仓、7#料仓、8#料仓、9#料仓、10#料仓。
高炉槽下焦炭料仓共有4座,分别为C1料仓、C2料仓、C3料仓、C4料仓。
步骤一:碱性烧结矿平均装入1#-6#料仓;酸性烧结矿平均装入9#、10#料仓;块矿平均装入7#、8#料仓。一级焦装入C1料仓、C4料仓;干熄焦装入C2料仓、C3料仓。
步骤二:当备料仓都备好,仓位>5m时,开始排料,排料时依次先排6#、5#、4#碱性烧结矿料仓里的碱性烧结矿,6#、5#、4#仓排料间隔5秒6#、5#、4#仓依次排料结束后间隔8秒,开始排10#、9#料仓里的酸性烧结矿,10#、9#仓排料间隔5秒,10#、9#排料结束间隔8秒开始排7#、8#料仓里的块矿,7#、8#依次排料,排料间隔5秒;7#、8#排料结束后间隔8秒排是3#、2#、1#料仓里的碱性烧结矿,3#、2#、1#料仓依次间隔5秒排料。
步骤三:将皮带上的炉料,按先后顺序排入高炉中间罐。
步骤四:将溜槽布料角度调整,分成41.5±0.5°、39.5±0.5°、37.5±0.5°、35.5±0.5°、33.5±0.5°。
步骤五:将矿批在溜槽41.5±0.5°角时,布料2圈;然后将布料溜槽角度调整成39.5±0.5°,布料3圈;然后溜槽角度调成37.5±0.5°布料3圈;然后溜槽角度调成35.5±0.5°布料3圈;最后溜槽角度调成33.5±0.5°布料2圈,全部布完。
步骤六:炉料全部布完后间隔10秒,C4焦炭料仓内一级焦排料,达到设定目标重量后停止排料,间隔5秒C3焦炭料仓内一级焦排料,达到设定目标重量后停止排料同理依次C2、C1焦炭料仓。
步骤七:将皮带上的焦炭,按先后顺序排入高炉中间罐。
步骤八:将溜槽布料角度调整,分成42±0.5°、40±0.5°、37.5±0.5°、35±0.5°、32±0.5°、29±0.5°。
步骤九:将焦批在溜槽42±0.5°角时,布料2圈;然后将布料溜槽角度调整成40±0.5°,布料2圈;然后溜槽角度调成37.5±0.5°布料2圈;然后溜槽角度调成35±0.5°布料2圈;然后溜槽角度调成32±0.5°布料2圈,最后溜槽角度调,29±0.5°布料2圈,全部布完。
步骤十:炉料和焦炭全部布料结束后,将送风参数富氧率上调1-3%,稳定风量3800-3850m3/min。
本发明的创新点在于:
1.我们将冶金性能差的酸性烧结矿通过排料顺序的优化和布料角度调整,用冶金性能好的碱性烧结矿包围酸性烧结矿,同时精准的将酸性烧结矿限制在高炉冶炼影响最小的中间环带区域,将酸性烧结矿对冶炼的影响降到最小。
2.我们调整高炉矿带布料角度最内调整成33.5°,最外调整成41.5°,将整个高炉布料截面积收缩成8°矿带,疏通中心和边缘煤气流,更稳定高炉冶炼,整合了酸性烧结矿对煤气流的影响。
3.我们优化冶炼工艺,利用其94%高熟料率,22.4的高透气性,增加价格低的干熄焦10%用量,减少价格昂贵的一级焦10%用量,使吨铁制造成本降低。
4.我们通过上调富氧率1-3%,稳定风量3800-3850m3/min,稳定高炉炉腹煤气量指数,利用了此冶炼工艺的高透气透液性,同时使高温带下移,增大中温带区间,增加炉料的间接反应区间,提高煤气利用率进行降耗,提产。
5.通过这些调整,我们可以大幅提高酸烧比例,充分利用烧结机产能,同时酸烧代替昂贵的球团,降低吨铁材料成本,又因上调富氧率结合酸烧使用,高炉铁水产量不仅没有降低,且有一定幅度上升。
具体实施方式
下面结合具体实施例作进一步详述:
实施例1
一种配加高碱度烧结矿和酸性烧结矿的高炉炉料结构及冶炼工艺:
炉料结构包括(按质量百分数计):矿批62t,高碱度烧结矿75%,重量46.5t,碱度R2(CaO/SiO2)控制范围:1.82;酸性烧结矿19%,重量11.78t,碱度R2(CaO/SiO2)控制范围:0.5;混合块矿6%,重量3.72t。焦批11.71t,一级焦30%,重量3.513t;干熄焦70%,重量8.197t。
碱性烧结矿、酸性烧结矿、块矿成份如下:
炉料结构 | TFe(%) | S(%) | SiO2(%) | CaO(%) | MgO(%) | AL2O3(%) | R2 |
碱性烧结矿 | 56.350% | 0.010% | 5.470% | 9.95% | 2.520% | 2.580% | 1.82 |
酸性烧结矿 | 59.000% | 0.005% | 6.500% | 3.25% | 1.380% | 2.710% | 0.50 |
块矿 | 64.030% | 0.022% | 2.715% | 0.103% | 0.055% | 1.046% | 0.04 |
焦炭成份如下:
冶炼工艺如下:
炉料批重为62t,碱性烧结矿质量占75%:46.5t;酸性烧结矿质量占19%:11.78t;块矿质量占6%:3.72t。
焦炭批重11.71t,一级焦30%,重量3.513t;干熄焦70%,重量8.197t。
高炉槽下料仓一共10座料仓,分别为1#料仓、2#料仓、3#料仓、4#料仓、5#料仓、6#料仓、7#料仓、8#料仓、9#料仓、10#料仓。
高炉槽下焦炭料仓共有4座,分别为C1料仓、C2料仓、C3料仓、C4料仓。
步骤一:碱性烧结矿46.5t平均装入1#-6#料仓,每个料仓排7.75t;酸性烧结矿11.78t平均装入9#、10#料仓,每个料仓5.89t;块矿3.72t平均装入7#、8#料仓。一级焦3.513t平均装入C1料仓、C4料仓;干熄焦8.197t平均装入C2料仓、C3料仓。
步骤二:当备料仓都备好,仓位>5m时,开始排料,排料时依次先排6#、5#、4#碱性烧结矿料仓里的碱性烧结矿,6#、5#、4#仓排料间隔5秒6#、5#、4#仓依次排料结束后间隔8秒,开始排10#、9#料仓里的酸性烧结矿,10#、9#仓排料间隔5秒,10#、9#排料结束间隔8秒开始排7#、8#料仓里的块矿,7#、8#依次排料,排料间隔5秒;7#、8#排料结束后间隔8秒排是3#、2#、1#料仓里的碱性烧结矿,3#、2#、1#料仓依次间隔5秒排料。
步骤三:将皮带上的炉料,按先后顺序排入高炉中间罐。
步骤四:将溜槽布料角度调整,分成41.5°、39.5°、37.5°、35.5°、33.5°。
步骤五:将中间罐内的按照顺序分布的炉料在溜槽41.5°角时,布料2圈;然后将布料溜槽角度调整成39.5°,布料3圈;然后溜槽角度调成37.5°布料3圈;然后溜槽角度调成35.5布料3圈;最后溜槽角度调成33.5°布料2圈,炉料全部布完。
步骤六:炉料全部布完后间隔10秒,C4焦炭料仓内一级焦排料,达到设定目标重量后停止排料,间隔5秒C3焦炭料仓内一级焦排料,达到设定目标重量后停止排料同理依次C2、C1焦炭料仓。
步骤七:将皮带上的焦炭11.78t,按先后顺序排入高炉中间罐。
步骤八:将溜槽布料角度调整,分成42°、40°、37.5°、35°、32°、29°。
步骤九:将中间罐内按照顺序排入的焦炭在溜槽42°,布料2圈;然后将布料溜槽角度调整成40°,布料2圈;然后溜槽角度调成37.5°布料2圈;然后溜槽角度调成35°布料2圈;然后溜槽角度调成32°布料2圈,最后溜槽角度调,29°布料2圈,焦炭全部布完。
步骤十:炉料和焦炭全部布料结束后,将送风参数富氧率上调1.03%,即增加富氧3000m3/h;风量3830m3/min。
对比例1
原中天钢铁特钢炼铁厂8#高炉生产工艺:
一批炉料质量为62t。碱性烧结矿质量占80%:49.6t;球团(南通球)质量占12%:7.44t;块矿质量占8%:4.96t。
对应焦炭质量为12.72t,一级焦质量40%:5.088t,干熄焦质量60%:7.632t。
成份如下:
炉料结构 | TFe(%) | S(%) | SiO2(%) | CaO(%) | MgO(%) | AL2O3(%) | R2 |
碱性烧结矿 | 55.64% | 0.01% | 5.45% | 10.05% | 2.59% | 2.40% | 1.92 |
球团(南通球) | 64.20% | 0.01% | 6.10% | 0.52% | 0.32% | 1.42% | 0.08 |
块矿(FMG) | 58.951% | 0.030% | 5.106% | 0.235% | 0.127% | 2.031% | 0.05 |
焦炭成份如下:
步骤一:碱性烧结矿49.6t平均装入1#-6#料仓,每个料仓排8.26t;南通球矿7.44t平均装入9#、10#料仓,每个料仓3.72t;FMG4.96t平均装入7#、8#料仓。一级焦5.088t平均装入C1料仓、C2料仓;干熄焦7.632t平均装入C3料仓、C4料仓。
步骤二:当备料仓都备好,仓位>5m时,开始排料,料仓按照顺序1#-10#排料,料仓间隔5秒。
步骤三:将皮带上的炉料,按先后顺序排入高炉中间罐。
步骤四:将溜槽布料角度调整,分成39°、37°、35°、33°、30.5°。
步骤五:将中间罐内的按照顺序分布的炉料在溜槽39°角时,布料2圈;然后将布料溜槽角度调整成37°,布料3圈;然后溜槽角度调成35°布料3圈;然后溜槽角度调成33°布料3圈;最后溜槽角度调成30.5°布料2圈,炉料全部布完。
步骤六:炉料全部布完后间隔10秒,开始排焦炭,焦炭料仓按照顺序C1-C4依次排料,料仓间隔5秒。
步骤七:将皮带上的焦炭12.72t,按先后顺序排入高炉中间罐。
步骤八:将溜槽布料角度调整,分成40°、38°、35.5°、33°、30°、27°。
步骤九:将中间罐内按照顺序排入的焦炭在溜槽40°,布料2圈;然后将布料溜槽角度调整成38°,布料2圈;然后溜槽角度调成35.5°布料2圈;然后溜槽角度调成33°布料2圈;然后溜槽角度调成30°布料2圈,最后溜槽角度调27°布料2圈,焦炭全部布完。
步骤十:炉料和焦炭全部布料结束后,送风参数富氧率3.39%,风量3830m3/min。
表1高炉冶炼成本与产量核算
单价/t | 实施例1 | 对比例1 | |
碱性烧结矿 | 997元 | 46.5t | 49.6t |
酸性烧结矿 | 997元 | 11.78t | / |
球团 | 1058元 | / | 7.44t |
块矿 | 916元 | 3.72t | 4.96t |
一级焦 | 2580元 | 3.513t | 5.088t |
干熄焦 | 2434元 | 8.197t | 7.632t |
成本/吨铁 | / | 2321.2元 | 2368元 |
产量 | / | 5395/天 | 5130t/天 |
从表1可见,采用本发明的炉料结构及冶炼工艺,吨铁(材料+焦炭)成本为2321.2,降本2321.2-2368=46.8元/t。采用本发明的冶炼工艺,产量理论提升约(1.03%)/1%*4.76%*3800=186.3t。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明不局限于下列具体实施方式,本领域一般技术人员根据本发明公开的内容,可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的,或者凡是采用本发明的设计结构和思路,做简单变化或更改的,都落入本发明的保护范围。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
Claims (6)
1.一种高炉炉料结构,其特征在于,所述高炉炉料结构按质量百分数计包括:碱性烧结矿70~78%,酸性烧结矿18~22%,块矿3~10%;所述碱性烧结矿的碱度为1.75-1.85,所述酸性烧结矿的碱度为0.45~0.53,所述块矿的碱度为0.01~0.1。
2.根据权利要求1所述的高炉炉料结构,其特征在于,所述碱性烧结矿的成分重量百分比为:TFe55.00~56.50%,S0.01~0.02%,SiO24.5~6.0%,CaO8.56-10.48%,MgO2.50~2.90%,AL2O32.30~2.80%。
3.根据权利要求1所述的高炉炉料结构,其特征在于,所述酸性烧结矿的成分重量百分比为:TFe58.00~59.00%,S0.003~0.010%,SiO26.00~6.80%,CaO2.9~4.8%,MgO1.20~1.50%,AL2O32.30~2.80%。
4.根据权利要求1所述的高炉炉料结构,其特征在于,块矿的成分重量百分比为:TFe58.00~65.00%,S0.010~0.030%,SiO22.5~6.5%,CaO0.1~0.4%,MgO0.01-0.065%,AL2O30.1~2.0%。
5.一种高炉冶炼工艺,其特征在于,高炉炉料批重62~68t,所述高炉炉料结构如权利要求1;焦炭批重11~13t;
高炉槽下料仓一共10座料仓,分别为1#料仓、2#料仓、3#料仓、4#料仓、5#料仓、6#料仓、7#料仓、8#料仓、9#料仓、10#料仓;
高炉槽下焦炭料仓共有4座,分别为C1料仓、C2料仓、C3料仓、C4料仓;
步骤一:碱性烧结矿平均装入1#-6#料仓;酸性烧结矿平均装入9#、10#料仓;块矿平均装入7#、8#料仓。一级焦装入C1料仓、C4料仓;干熄焦装入C2料仓、C3料仓;
步骤二:当备料仓都备好,仓位>5m时,开始排料,排料时依次先排6#、5#、4#碱性烧结矿料仓里的碱性烧结矿,6#、5#、4#仓排料间隔5秒6#、5#、4#仓依次排料结束后间隔8秒,开始排10#、9#料仓里的酸性烧结矿,10#、9#仓排料间隔5秒,10#、9#排料结束间隔8秒开始排7#、8#料仓里的块矿,7#、8#依次排料,排料间隔5秒;7#、8#排料结束后间隔8秒排是3#、2#、1#料仓里的碱性烧结矿,3#、2#、1#料仓依次间隔5秒排料;
步骤三:将皮带上的炉料按先后顺序排入高炉中间罐;
步骤四:将溜槽布料角度调整,分成41~42°、39~40°、37~38°、35~36°、33~34°;
步骤五:将矿批在溜槽41~42°角时,布料2圈;然后将布料溜槽角度调整成39~40°,布料3圈;然后溜槽角度调成37~38°布料3圈;然后溜槽角度调成35~36°布料3圈;最后溜槽角度调成33~34°布料2圈,全部布完;
步骤六:炉料全部布完后间隔10秒,C4焦炭料仓内一级焦排料,达到设定目标重量后停止排料,间隔5秒C3焦炭料仓内一级焦排料,达到设定目标重量后停止排料同理依次C2、C1焦炭料仓;
步骤七:将皮带上的焦炭按先后顺序排入高炉中间罐;
步骤八:将溜槽布料角度调整,分成41.5~42.5°、39.5~40.5°、37~38°、34.5~35.5°、31.5~32.5°、28.5~29.5°;
步骤九:将焦批在溜槽41.5~42.5°角时,布料2圈;然后将布料溜槽角度调整成39.5~40.5°,布料2圈;然后溜槽角度调成37~38°布料2圈;然后溜槽角度调成34.5~35.5°布料2圈;然后溜槽角度调成31.5~32.5°布料2圈,最后溜槽角度调成28.5~29.5°布料2圈,全部布完;
步骤十:炉料和焦炭全部布料结束后,将送风参数富氧率上调1-3%,稳定风量3800-3850m3/min。
6.一种高炉冶炼工艺,其特征在于,焦炭结构按质量百分数计包括:一级焦20-30%,干熄焦70-80%。
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