刘德峰(型钢炼铁厂)
摘 要：莱钢1 880 m 3高炉是国内仅有的喷吹粒煤的高炉，为缓解喷吹煤供应压力，扩大用于
高炉喷吹的燃料品种范围，2020年莱钢1 880 m 3高炉开始使用兰炭作为喷吹燃料之一。燃料
变化对炉况带来了一定的影响，高炉操作者分析粒状兰炭在高炉内燃烧行为，并综合利用上部 调剂等手段稳定了炉况，使喷吹粒煤的高炉可以适应兰炭作为燃料。关键词：高炉；粒煤喷吹；兰炭
0 前言
为节约珍贵的冶金焦资源，高炉普遍喷吹煤、
油、天然气等燃料。我国煤炭资源丰富，高炉喷煤技 术得到了广泛的应用，高炉喷煤技术分为粉煤喷吹
＜0.074 mm 的占60%。粒煤喷吹对煤粉粒度要求 是煤的粒度＜3 mm，其中粒度＜0.074 mm 的只有
30%左右。目前国内仅有莱芜钢铁集团银山型钢有 限公司的2座1 880 n?高炉采用粒煤喷吹工艺。
1粒煤喷吹工艺特点
相较于喷吹粉煤，由于粒煤喷吹对煤的粒度要
求放宽，在制备和喷吹工艺上得到简化，粒煤喷吹具 有投资成本低，制粉电耗低，运行成本低，安全性好
等优点。
表1 2020年一季度勇
煤粉制备主要工艺流程是皮带机将原煤运至原
煤仓，经原煤仓下料口处的给煤机进入锤式干燥破 碎机，从破碎机排出的合格煤粉与烟气炉产生的烟
气混合后进入收粉系统，先经旋风收粉器收集大粒 度的煤粉，再经袋式收粉器收集细粉。收集的煤粉 经煤粉振动筛、螺旋输送机送入煤粉仓。粒煤制备 系统主要设备有干燥锤式破碎机，主引风机1台高 浓度煤粉收集器。
粒煤喷吹系统是一套旋转给料喷吹系统，喷吹
罐在压力状态下连续喷吹煤粉，煤粉通过喷吹罐下 的容积式旋转给料器给煤，由变频电机驱动，以连续 可控制的速率向高炉喷吹，最大速比为5：l tl]o
自2006年开始喷吹粒煤，高炉保持长期稳定
顺行，煤比达到170 kg/t，最高时段月平均达到
175 kg/t 。由表1可以看出，莱钢粒煤喷吹技术的使 用已趋于成熟，能满足高炉大喷煤量的需求。
1 880 m 3高炉参数指标
作者简介：刘德峰(1994 -)，男,2018年毕业于内蒙古科技大学大学冶金工程专业。助理工程师，主要从事炼铁技术与管理工作。
日
期
利用系数
/(t • ( m ~3 • d) ]
焦比
/(kg • t'1)
煤比
/(kg ・ t")
风量/(m ~3 • min)
风温
/°Q.
富氧率/%
风压
/kPa
1*炉 2.3
376160
3 7131 184
2.2
3541月
2*炉
2.93481584 0501 176 2. 13761*炉 2.8370
1534 132
1 190 2.43802月
2*炉
2.8357157
4 0561 183
2.0
377
1*炉 2.7
3661514 110
1 175 2.53773月
2*炉
玩笑莫泊桑2.6369161
3 8251 156
1.9357广炉
2.8
358
多感官教学
1574 2241 194 2.63864月
2*炉
2.9358161
4 088
1 201
2.2
378
2兰炭喷吹生产实践
山东省产业结构偏向重工业，对煤炭资源依赖性较强，由于煤耗全年短缺100万t，须以非计入煤耗指标的碳质资源来替代。为降低煤炭消耗，莱钢1880m3高炉于2020年开始喷吹兰炭，兰炭是以高挥发分的弱粘结性或不粘结性煤为原料，经中、低温（一般在600七左右）干憎炭化除去煤中焦油物质和大部分挥发分后的半焦产品，粒度一般在0~80mm之间，颜呈浅黑⑵。
劳思光2.1第一阶段为过渡阶段
根据以往生产实践，高炉喷吹粒煤对煤的适应性非常广泛，高挥发性烟煤、贫瘦煤、无烟煤、焦粉等都可以作为粒煤喷吹的燃料，国内喷吹粉煤的高炉也有很多使用兰炭作为高炉燃料的成功案例。
2020年4-6月，莱钢1880m3高炉逐步调整煤种配比，喷吹煤中兰炭比例最高提升到45%，通过过渡阶段试验，最终将兰炭比例固定在38%~ 40%，具体调整过程见表2。
由表3可以看出，兰炭的发热量等指标与煤粉有一定的区别，尤其是水分含量较高，且波动范围较大，含水量最高达到了26%，发热值也偏低。开始喷吹后，随着比例进一步提高，高炉燃料比出现小幅波动，炉温平衡难度增大。
表22020年莱钢粒煤喷吹使用的煤种配比日期贫瘦/%高硫/%焦粉/%兰炭/% 1月4日60355-
5月3日603055
5月6日6025510
5月7日6515515
5月8日6015520
5月13日5515525
5月21日5015530
5月23日5012533
5月26日5010436
5月31日4510540
6月7日4310542
6月19日4010545
7月5日4020535
7月14日3720538
表3喷吹煤理化指标对比
大类名称弹筒发热量/（MJ•1叮‘）Ad Vd FCd Std Mt 泊里混煤32.0210.1410.6779.190.9912.31长治北
KAMEWA
煤31.9410.6211.4877.890.311.27店上煤33.3410.4412.6576.890.3511.96阳城煤31.0911.06 6.8682.080.3710.49晋城北煤32.2410.527.2382.250.359.48寿阳煤31.9110.7410.6578.6 1.0112.34东鑫垣兰炭28.5610.289.6879.190.3616.72府谷京府兰炭29.819.289.9680.560.3217.18四海兰炭8.769.5581.690.2616.98正能兰炭8.249.1382.630.3514.48
兰炭整体的哈氏可磨性指数偏低，一般在45% -55%之间，喷吹兰炭存在制粉能力下降的问题，需优化喷吹煤结构，贫瘦煤配加比例40%左右。确保混合煤可磨性指数大于60%。兰炭比例对喷吹粒煤粒度分布的影响见图l o
喷吹O TS/inn
冊
O
C
2
O
O
Q
O
O
108
6
4
2
8
6
9
&
8
8
8
8
7
7
"
m
.
g
、«
»3
740
0.35
0.00.1Q.2Q30.40.5
兰炭比例
60
55
50
45
40
a
a
a
a
a
S 图1喷吹煤粒度分布
通过对煤粉进行物理分析，不同比例兰炭经制粉后粒度分布含量并未存在明显的差异性，在喷吹兰炭初期，煤粉中出现了>5mm的颗粒，但随着对煤种结构和制粉系统的优化，在后期大比例喷吹过程中，煤粉密度波动不明显，加权平均粒级在0.45左右，满足对高炉喷吹的需要。
整体来说，此阶段兰炭喷吹对高炉炉况影响不明显，但是喷煤制粉设备和喷吹系统磨损加剧严重。兰炭的硬度高于煤粉，导致了喷煤管道、喷频繁出现磨漏现象，不得不临时关闭个别喷以进行焊补，导致风口喷煤不均匀。随着对易磨损部位的不断改造，逐步控制了磨漏现象。主要措施是将喷吹系统部分管道更换为内部堆焊硬质合金耐磨材料的耐磨管道，使用内衬陶瓷的防变形煤，增加煤的耐磨性。因喷调整不到位，又导致风口大量磨坏，高炉休风率上升较多，在更换带有堆焊耐磨合金层的风口后得到了缓解。
兰炭水分含量较高，频繁导致喷吹管道堵塞，造成高炉停煤。为维持粒粉水分不超标，在目前基础上适当提高锤破机入口温度。
2.2粒煤系统喷吹兰炭
进入第二阶段，高炉长期喷吹38%-40%比例的兰炭，燃料变化对炉况带来了一定的不利因素，炉况表现变差，抗波动能力下降。主要表现为：1）长期风压偏高，由385kPa上升至390kPa，同时风压不稳，表现为细密的小锯齿状。
2）中心气流弱，在采取压边放中心措施后效果依旧不明显。
3）下料不顺畅，探尺工作不均匀。
4）东西铁口炉温热量有差别，岀铁前期热量差。渣铁分离不好，渣中带铁。
5）炉缸有效容积变小，铁后20min即出现憋风现象。
6）高炉煤气净化系统出现除尘灰碳含量异常增加现象。
通过分析认为炉况波动是煤粉燃烧不充分所致，一般认为喷吹煤粉的高炉中未燃煤粉的去向有5个，即参加碳的气化反应、铁渗碳、混在渣中影响渣的粘度和流动性、沉积在软熔带和料柱中恶化透气性、随煤气逸出炉外，这与炉况表现相符。
此阶段最主要的矛盾是兰炭可磨性与喷煤系统制粉能力之间的矛盾，煤粉制备量与煤粉粒度难以兼顾。由于高炉内供燃烧的氧化区间有限，煤粉流速高达250m/s左右，当风温、富氧条件不变时，煤粉粒度超标后比表面积减小，燃烧率受到限制，不能完全燃烧。
粒煤在风口的燃烧有两种理论：一种是结焦燃烧，即风口循环区内的粒煤，在风口可熔结为焦炭，并像焦炭那样燃烧并参与还原反应；另一种是爆裂燃烧，即如果选用的煤含挥发分和水分较高，则在炉
内被急剧加热会使其炸裂粉化，然后立即气化、燃烧。但是当煤粉粒度超过高炉能接受的临界值后，燃烧将会非常不充分。
粒煤喷吹工艺要求煤的粒度小于3mm，由风口呈现画面（图2a）可以看出，煤粉进入风口后迅速燃烧完毕。但是在实际生产中，经常出现粒度为5~7 mm的大颗粒兰炭，其比表面积还不到正常煤粉下限的43%，由图2b可以看出，大颗粒煤粉在风口区域燃烧十分缓慢。一旦穿过氧化区域，未燃煤粉必然会混在渣中影响渣的粘度和流动性，或者沉积在软熔带和料柱中恶化透气性。
a合格煤粉完全燃烧b大颗粒煤粉不完全燃烧
图2风口呈像
3高炉操作参数的调整
为改善煤气流分布，高炉操作者采取了多项措施：
3.1中心加焦
通过增加中心焦档位与圈数增加中心焦比例，这在一定程度上降低了高炉风压，但煤气利用率下降，高炉消耗上升，又因制粉系统能力不足，煤比受限制，只能退焦炭负荷。
通过上部调剂手段的运用，高炉操作者逐步认识到高炉压差的上升主要集中在下部压差上，上部调剂对料柱透气性的影响并不持久，如集中在中心附加焦炭，虽可以引导中心气流但每次附加仅能维持1~2h效果。赫兹伯格
3.2加强出铁组织
保证渣铁及时排出岀铁间隔力争控制在15
min o
3.3稳定终渣碱度
1880m3高炉原燃料供应不是十分稳定，时常配加落地烧结矿，球团矿与块矿料种也较多。直供烧结矿换堆频繁，需要及时根据料种比例与化学成分平衡炉渣碱度。
3.4加强原燃料筛分来保证酸性料均匀分布在烧结矿料流前半部
虽然通过多项措施稳定了高炉煤气流分布，改善了炉缸工作状态，但并未从根本上解决粒煤系统喷吹兰炭燃烧不充分的问题。目前高炉按照喷吹量36~38t/h控制，如连续大于40t/h超过2h，按燃料比升高幅度退负荷。炉温、热量连续低于下限，按照燃料比上升幅度减轻焦炭负荷。计划下一步利用粉煤系统富余制粉能力供应1880m3高炉，减轻粒煤系统制粉压力。
高炉各阶段主要操作参数对比见表4。
表4高炉各阶段主要操作参数对比
时间AZ.U±
二灰
比例
%
利用
系数
/(t•(m~3•d)
焦比煤比
*)/(kg*f1)/(m3•min-1)
叶丹阳博客
风温
/X./(m•s~
富氧量
^/(m3・h")
透气
性指
数
炉
顶
温
度
理论
燃烧
温度
风压
/kPa
铁水
热量
鼓风
动能
/kgms
1月
4日
- 3.1230416142271189248792623.71352079386152010187
5月
3日
5 2.9831316742001212252785524.81562102381150210477
5月
6日
10 3.1130915942481212255805425.11472107382151910836
5月
7日
15 3.0430916342241213251792424.41502097386151410489
5月
8日
20 3.0031516442231213249762423.51592095391152210252
5月
13日
25 3.0230816342171212249758324.11262111389151310292
5月
21日
30 3.0131415942181208248764223.71592121391151510157
5月
23日
33 2.9033515442231205246792323.41482145394151810021
5月
26日
36 2.9932214942151206246805423.2139216039415179991
5月
31日
40 2.8632316641421202242666722.8157207639115039535
6月
7日
42 2.9432016341531207242846422.9163213039515169729
6月
19日
45 2.9532017341881214253778924.71452077381149110519
7月
5日
35 2.5434217840971177242668523.6194207738015069449
7月
14日
38 3.0732015942211208247890523.21792191395151710123
4结论
1）在国内已广泛喷吹兰炭，并未体现原煤的区别，但粒煤系统喷吹兰炭必须降低粒度，维持较高的富氧率和风温，以保证粒煤的充分燃烧。
2）必须采取活跃炉缸操作，保证渣铁热量，稳定终渣碱度，避免炉缸堆积。
3）未解决兰炭比例提高后制粉系统出力不足的问题，稳定一定煤比，调整负荷，料制的调整。
4）可以适当提高渣中镁含量，增加渣的流动性。
参考文献
[1]于国华，贾利军，张相国.高炉喷吹粒煤技术在莱钢的应
用[J].冶金能源,2013,32（6）:17-20.
[2]白凤强，王小东.新兴铸管3号高炉喷吹兰炭工业试验
[J].炼铁,2019,38（3）:16-21.
审稿：梁栋
Industrial Application of Injecting Semi-coke with Large Particle
Size for1880m3Blast Furnace of Laiwu Steel
Liu Defeng
(The Section Steel Ironmaking Plant)
Abstract:Laiwu Steels1880m3blast furnace is the only blast furnace injecting granular coal in China.In order to relieve the supply pressure of pulverized coal and expand the fuel range for blast furnace injection,Laiwu Steel1880m3blast furnace began to use semi-coke as one of the injected fuels in2020.The change of fuel has a certain influence on the furnace condition.The operators of blast furnace analyzed the combustion behavior of granular semi-coke in the blast furnace,and comprehensively used the upper adjustment and other means to stabilize the furnace condition,and so that the blast furnace with granular coal injection can adapt to the use of semi-coke as fuel.
Key words:blast furnace；granular coal injection；semi-coke
《叉车横梁用热轧型钢》行业标准
顺利完成标准审定工作
2020年12月4日，由山东钢铁股份有限公司莱分公司主持制定的《叉车横梁用热轧型钢》行业标准顺利通过标准审定工作，来自山钢股份莱芜分公司、冶金工业信息标准研究院、马钢、津西钢铁、包钢、武钢、鞍山紫竹、龙腾特钢等25家企事业单位共计42名专家参加了本次标准审定会。
会上，编制组对本行业标准的任务来源、前期工作情况以及各项指标取值情况进行了汇报；与会专家逐条对标准文本中的各项条款内容进行了审查，重点针对适用范围、钢种成分、外形要求、力学性能等指标进行了充分讨论与确认。经与会专家一致评定，本标准标准化水平达到国际先进水平。
通过《叉车横梁用热轧型钢》行业标准的制定，将进一步规范叉车横梁用热轧型钢的技术要求，为生产企业和叉车制造企业提供统一、规范的产品指标参考依据，对叉车横梁用热轧型钢领域的发展具有重要意义。
（技术中心纪进立赵新华）
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