炉腹煤气量对高炉生产指标的影响.ppt

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炉腹煤气量对高炉生产指标的影响炉腹煤气量对高炉生产指标的影响项钟庸项钟庸11、邹忠平、邹忠平1、欧阳标、欧阳标1、王筱留、王筱留2211中冶赛迪工程技术股份有限公司重庆中冶赛迪工程技术股份有限公司重庆22北京科技大学冶金与生态工程学院北京科技大学冶金与生态工程学院前言前言22133调研和数据分析调研和数据分析强化程度的分类强化程度的分类44结语结语强化高炉冶炼提高产量和降低燃料比一直是炼铁工作者所强化高炉冶炼提高产量和降低燃料比一直是炼铁工作者所追求的目标。

当高炉强化到一定程度以后，燃料比上升，产量追求的目标。

当高炉强化到一定程度以后，燃料比上升，产量反而下降，这也是炼铁工作者的共识。

但是，到底强化到什么反而下降，这也是炼铁工作者的共识。

但是，到底强化到什么程度会影响燃料比，这个界限一直不明确。

程度会影响燃料比，这个界限一直不明确。

高炉炼铁已经可以精确地进行物质平衡和热平衡计算，而高炉炼铁已经可以精确地进行物质平衡和热平衡计算，而高炉强化对燃料比的影响还处于概念性的知识阶段。

高炉强化对燃料比的影响还处于概念性的知识阶段。

我们提出炉腹煤气量指数的目的是要把物质平衡和热平衡我们提出炉腹煤气量指数的目的是要把物质平衡和热平衡与强化对燃料比的影响两者联系起来。

与强化对燃料比的影响两者联系起来。

我国高炉的强化程度过高，与燃料比存在一定的矛盾，使我国高炉的强化程度过高，与燃料比存在一定的矛盾，使得燃料比高于世界平均水平；在当前产能过剩的条件下，正是得燃料比高于世界平均水平；在当前产能过剩的条件下，正是寻求合理强化，取得低燃料比操作经验的有利时机。

实践证明，寻求合理强化，取得低燃料比操作经验的有利时机。

实践证明，适当降低强化程度能够提高高炉煤气的利用率和降低燃料比。

适当降低强化程度能够提高高炉煤气的利用率和降低燃料比。

燃料比还与能源介质的消耗密切相关，因此降低燃料比能燃料比还与能源介质的消耗密切相关，因此降低燃料比能有效地降低能源消耗、降低成本有效地降低能源消耗、降低成本。

11前言前言前言前言炉腹煤气量指数已经广泛作为评价高炉强化的指标。

炉腹煤气量指数已经广泛作为评价高炉强化的指标。

在炉缸上部风口前热风燃烧碳素产生的热量提供了高炉在炉缸上部风口前热风燃烧碳素产生的热量提供了高炉冶炼所消耗的热量。

发达国家把风口燃烧带发生的高温、冶炼所消耗的热量。

发达国家把风口燃烧带发生的高温、高压的还原性的煤气量，命名为炉腹煤气量。

它是高炉冶高压的还原性的煤气量，命名为炉腹煤气量。

它是高炉冶炼所需能量的载体，也可以认为是高炉的一次煤气量。

炼所需能量的载体，也可以认为是高炉的一次煤气量。

炉腹煤气量有两个方面的特性：

炉腹煤气量有两个方面的特性：

（1）吨铁炉腹煤气量与燃料比、能源介质消耗密切相关，）吨铁炉腹煤气量与燃料比、能源介质消耗密切相关，因此要获得良好的高炉能耗指标必须减少吨铁炉腹煤气量；因此要获得良好的高炉能耗指标必须减少吨铁炉腹煤气量；

（2）炉腹煤气量指数，可以认为是炉缸断面上端一次煤）炉腹煤气量指数，可以认为是炉缸断面上端一次煤气在标准状态下的空塔流速。

提高炉腹煤气量指数，将提气在标准状态下的空塔流速。

提高炉腹煤气量指数，将提高炉内煤气流速，而过分提高炉内煤气流速将招致煤气在高炉内煤气流速，而过分提高炉内煤气流速将招致煤气在炉内的停留时间过短，煤气利用率下降，燃料比上升。

炉内的停留时间过短，煤气利用率下降，燃料比上升。

22调研和数据分析调研和数据分析首先要感谢很多厂的大力支持，提供了高炉相当长时间首先要感谢很多厂的大力支持，提供了高炉相当长时间生产较好的高炉生产日报数据，为我们的分析研究创造了生产较好的高炉生产日报数据，为我们的分析研究创造了可靠的依据。

可靠的依据。

我们把随机收集到的高炉数据列成表我们把随机收集到的高炉数据列成表1。

可是还有一批高炉因缺少湿度的记录，如可是还有一批高炉因缺少湿度的记录，如X4高炉等，无高炉等，无法计算炉腹煤气量而进行回归实在可惜。

法计算炉腹煤气量而进行回归实在可惜。

本次修订本次修订高炉炼铁工程设计规范高炉炼铁工程设计规范时，已经在高炉主时，已经在高炉主要指标中增加了容积利用系数和炉腹煤气量指数两个指标。

要指标中增加了容积利用系数和炉腹煤气量指数两个指标。

本报告就是为了研究本报告就是为了研究规范规范中炉腹煤气量指数的合适中炉腹煤气量指数的合适值，而进行的专题调研的一部分。

值，而进行的专题调研的一部分。

冶炼强度的合适值冶炼强度的合适值在哪里？

在哪里？

（1）富氧率；）富氧率；

（2）炉顶压力；）炉顶压力；（3）喷煤量；）喷煤量；（4）炉容大小；炉容大小；（5）渣量；）渣量；（6）原料粒度；）原料粒度；（7）高炉内型等）高炉内型等前次前次规范规范的工作的工作调研资料的汇集调研资料的汇集约约30座高炉座高炉炉腹煤气量指数与燃料比和利用系数的关系炉腹煤气量指数与燃料比和利用系数的关系由表和图可知，绝大多数高炉的炉腹煤气量指数与燃料由表和图可知，绝大多数高炉的炉腹煤气量指数与燃料比的关系呈比的关系呈“U”字型，存在最低点。

字型，存在最低点。

炉腹煤气量指数与有效容积利用系数的关系是存在最高点。

炉腹煤气量指数与有效容积利用系数的关系是存在最高点。

而且大多数高炉的最高点与燃料比的最低点的位置相差不大。

而且大多数高炉的最高点与燃料比的最低点的位置相差不大。

（1）操作指标较好的高炉炉腹煤气量指数基本上都在）操作指标较好的高炉炉腹煤气量指数基本上都在66m/min以下。

炉腹煤气量指数较高的高炉燃料比也较高。

以下。

炉腹煤气量指数较高的高炉燃料比也较高。

（2）大多数高炉经常操作点是处于）大多数高炉经常操作点是处于“U”字型右侧的上升字型右侧的上升段上，说明高炉用调整强化程度对降低燃料比还会产生作用。

段上，说明高炉用调整强化程度对降低燃料比还会产生作用。

（3）燃料比回归曲线的最低点在）燃料比回归曲线的最低点在500kg/t以下的高炉炉腹以下的高炉炉腹煤气量指数均在煤气量指数均在60m/min左右。

左右。

（4）随着炉腹煤气量指数而升高，最低燃料比也上升，而）随着炉腹煤气量指数而升高，最低燃料比也上升，而不是下降。

不是下降。

说明控制炉腹煤气量指数对降低燃料比有利，对高炉操作说明控制炉腹煤气量指数对降低燃料比有利，对高炉操作有重要意义。

有重要意义。

数据分析的结果数据分析的结果（4）由于）由于2000m3级高炉受小高炉强度高的影响比较大。

级高炉受小高炉强度高的影响比较大。

如果单独将这一级高炉如果单独将这一级高炉“U”字型回归曲线的燃料比最字型回归曲线的燃料比最低点和平均值的分布来看，在炉腹煤气量指数低点和平均值的分布来看，在炉腹煤气量指数5462m/min的区间内最低点上升得比较缓慢；在炉腹煤的区间内最低点上升得比较缓慢；在炉腹煤气量指数在气量指数在6364m/min左右存在一个突变；超过左右存在一个突变；超过64m/min燃料比迅速抬升，并且上下波动、变得混乱。

燃料比迅速抬升，并且上下波动、变得混乱。

（5）在最高利用系数处，燃料比高。

而且的炉腹煤气）在最高利用系数处，燃料比高。

而且的炉腹煤气量指数较高的高炉，炉况波动较大，利用系数也没有高。

量指数较高的高炉，炉况波动较大，利用系数也没有高。

用提高炉腹煤气量来强化冶炼，不符合降低燃料比和用提高炉腹煤气量来强化冶炼，不符合降低燃料比和降低成本的要求，利用系数也得不到提高，应予避免。

降低成本的要求，利用系数也得不到提高，应予避免。

因此，寻求合适的强化程度，控制炉腹煤气量指数仍因此，寻求合适的强化程度，控制炉腹煤气量指数仍然是我国高炉降低燃料比的方向。

然是我国高炉降低燃料比的方向。

下面以炉腹煤气量指数的高低把高炉划分为三类：

下面以炉腹煤气量指数的高低把高炉划分为三类：

数据分析的结果数据分析的结果

（1）第一种类型控制炉腹煤气量较低，燃料比也低。

利）第一种类型控制炉腹煤气量较低，燃料比也低。

利用系数稳定在较高的水平。

用系数稳定在较高的水平。

第一种类型第一种类型H1号号3200m3高炉高炉炉腹煤气量指数炉腹煤气量指数60.85m/min燃料比燃料比490kg/t利用系数利用系数2.3t/（m3.d）33强化程度的分类强化程度的分类第二种类型第二种类型第二种类型炉腹煤气量偏高。

第二种类型炉腹煤气量偏高。

2000m3级高炉多一些，可能级高炉多一些，可能是受小高炉的影响较大的原因。

是受小高炉的影响较大的原因。

G高炉炉容高炉炉容2318m3炉腹煤气量指数炉腹煤气量指数65.45m/min燃料比燃料比527kg/t利用系数利用系数2.22t/（m3.d）第三种类型第三种类型第三种类型，只有个别高炉没有很好控制炉腹煤气量指数，第三种类型，只有个别高炉没有很好控制炉腹煤气量指数，采用炉腹煤气量指数以后，已经很少见到了。

采用炉腹煤气量指数以后，已经很少见到了。

过去使用冶炼强度时，过去使用冶炼强度时，这种情况比较多。

这种情况比较多。

约有约有1/3高炉在这种情高炉在这种情况下操作。

况下操作。

炉况不稳定，平均燃炉况不稳定，平均燃料比料比550kg/t左右，有时左右，有时燃料比高达燃料比高达700kg/t以上。

以上。

所以无法掌握它的规所以无法掌握它的规律性。

律性。

请注意此图坐标不一样请注意此图坐标不一样

（1）前两种类型的炉腹煤气量指数与燃料比的关系呈）前两种类型的炉腹煤气量指数与燃料比的关系呈“U”字型，存在最低点。

字型，存在最低点。

而而“U”字型的两翼中的左翼，炉腹煤气量指数较低的那字型的两翼中的左翼，炉腹煤气量指数较低的那侧是炉况波动所造成的燃料比上升，因此有它的偶然性。

侧是炉况波动所造成的燃料比上升，因此有它的偶然性。

（2）形成）形成“U”字型的右翼，炉腹煤气量指数较高的那侧字型的右翼，炉腹煤气量指数较高的那侧是由于炉内煤气流速上升，含铁原料与煤气的接触条件变差引是由于炉内煤气流速上升，含铁原料与煤气的接触条件变差引起燃料比上升。

起燃料比上升。

（3）从第一种、炉腹煤气量指数控制的范围比较合理，）从第一种、炉腹煤气量指数控制的范围比较合理，炉况波动的机率低、炉况稳定，利用系数的波动范围小、燃料炉况波动的机率低、炉况稳定，利用系数的波动范围小、燃料比低；即使达到最高炉腹煤气量指数时燃料比的上升也不多。

比低；即使达到最高炉腹煤气量指数时燃料比的上升也不多。

这也证明炉腹煤气量不宜高于这也证明炉腹煤气量不宜高于66m/min。

这种操作方式应。

这种操作方式应该是当前降低燃料比、降低能源消耗、降低成本的主流。

该是当前降低燃料比、降低能源消耗、降低成本的主流。

三种类型的推论三种类型的推论（4）第二种、炉腹煤气量指数较高，大多数时间在高）第二种、炉腹煤气量指数较高，大多数时间在高炉腹煤气量指数条件下操作，炉况容易波动，燃料比较高。

炉腹煤气量指数条件下操作，炉况容易波动，燃料比较高。

所举实例是较早时期所举实例是较早时期G高炉的数据，目的有两个：

一是那高炉的数据，目的有两个：

一是那时刚采用炉腹煤气量指数控制高炉操作，应用得还不够熟时刚采用炉腹煤气量指数控制高炉操作，应用得还不够熟练，当时是由过去盲目追求高冶炼强度转变为重视降低燃练，当时是由过去盲目追求高冶炼强度转变为重视降低燃料比和成本的过渡阶段。

二是那时的原料质量比较高。

可料比和成本的过渡阶段。

二是那时的原料质量比较高。

可以说明忽视控制炉腹煤气量指数也是引起燃料比较高的原以说明忽视控制炉腹煤气量指数也是引起燃料比较高的原因之一。

因之一。

（5）第三种情况企图高强度冶炼，其结果炉况波动，）第三种情况企图高强度冶炼，其结果炉况波动，高炉不接受风量，经常因炉况不顺加空焦、高燃料比升高。

高炉不接受风量，经常因炉况不顺加空焦、高燃料比升高。

采用这种操作方式的高炉已经很少。

采用这种操作方式的高炉已经很少。

（6）因此我们推荐采用第一种类型的操作，控制炉腹）因此我们推荐采用第一种类型的操作，控制炉腹煤气量指数，控制炉内煤气流速进行操作。

煤气量指数，控制炉内煤气流速进行操作。

三种类型的推论三种类型的推论3.23.2炉腹煤气量指数与煤气利用率炉腹煤气量指数与煤气利用率为了了说明在炉腹煤气