鞍钢朝阳钢铁高炉数字孪生系统构建及应用

基于现有的硬件监测基础与信息系统,充分吸收国内外高炉智能制造经验,按照数据采集存储、工业建模、数据驱动的技术路线构建了高炉数字孪生系统,实现了高炉生产实体与数字虚体的精准映射。系统投入使用后,日产生铁由6 107 t提高到6 333 t以上,利用系数达到2.52 t/m³·d,燃料比由536 kg/tFe降至530 kg/tFe,高炉综合焦比降低4 kg/tFe,年创效2 970万元。     

宁钢2号高炉大修改造技术及经济效益分析

宁钢2号高炉炉役后期存在炉缸侧壁炉底温度升高、炉身各平台煤气浓度高、重要设备问题较多以及除尘效果较差等问题,高炉主要技术经济指标均有所退步。在2号高炉大修改造时,采用了一系列先进技术,如高效长寿技术、智能化技术、节能减排技术等,推动炼铁过程向数字化、网络化、智能化转型,有助于高炉达到高产、低耗、长寿的效果。2022年1—12月,2号高炉主要技术经济指标持续改善,其中12月的利用系数提升至2.610 t/(m³·d),燃料比下降至498.9kg/t,工序能耗降低至360.72kgce/t。     

提高首钢长钢8号高炉利用系数的生产实践

首钢长治钢铁有限公司炼铁厂8号高炉于2022年4月7日大修开炉后,高炉利用系数与同级别高炉对比存在一定的差距,针对此,通过采取精细管理、优化四大操作制度、强化出铁组织等操作,使8号高炉的利用系数从3.306 t/(m³·d)提高至3.546 t/(m³·d),取得了较好效果。     

某2000m3高炉全捣固焦冶炼操作制度的调整

与顶装焦相比,捣固焦具有原料选择范围宽、炼焦成本低、冷态强度好等特点。某2000 m³高炉由顶装焦冶炼转为使用全捣固焦冶炼时,对高炉操作制度进行了调整,通过采取开放中心气流抑制边沿气流、增大风量提高富氧率、控制炉渣碱度R₂在1.15左右等措施,高炉保持了稳定顺行,并取得了较好的技术经济指标。高炉利用系数提高到2.52t/(m³·d),燃料比下降到503.70 kg/t,煤比增加到160 kg/t,铁水一级品率达到99.34%,煤气利用率50.12%,焦炭配煤成本降低约43.4元/t。     

长钢8号高炉大修炉体设计优化及效果

长钢8号高炉大修设计时,充分总结了上两代炉役的生产经验,在冷却设备设计、耐材结构设计和冷却系统等方面均进行了设计优化。采用全覆盖冷却壁和砖壁一体化薄壁炉衬结构,优化了冷却壁热面的整体性和耐久性;采用“大块炭砖+大块陶瓷杯复合炉缸炉底”结构,提高陶瓷杯和铁口区砌体的整体性,风口下部区域设置了挡水装置;设计中提高了冷却系统的冷却能力,增强高炉抵抗热冲击的能力。投产后生产效果表明,炉况稳中向好,主要技术经济指标有较大的提升,利用系数由2021年的3.01 t/(m³·d)提高到2022年12月的3.55 t/(m³·d)。     

莱钢型钢1880m3高炉粒煤喷吹改粉煤喷吹的攻关措施

莱钢银山型钢两座1 880 m³高炉原设计采用粒煤喷吹技术,近年来已不能适应生产要求,存在经济性差、制煤量少、燃烧效率低、设备磨损严重等问题。2021年5月改为粉煤喷吹后,从上下部调剂入手,进行提升煤比的攻关,通过采取控制炉腹煤气量、改善煤气流分布及保证煤粉充分燃烧等措施,将煤比由155 kg/t左右提升到170kg/t左右,并阶段性地突破了175 kg/t,同时焦比降低了约15kg/t。高炉不仅实现了由粒煤喷吹改为粉煤喷吹的平稳过渡,而且炉况稳定顺行,平均利用系数达到3.4t/(m³·d),取得了良好的经济效益和社会效益。     

包钢4号高炉提产降耗冶炼实践

包钢4号高炉由于原燃料质量的波动、外部设备故障率较高,炉况稳定性一般,主要技术经济指标始终未能达到理想状态。稳定的操作炉型、合理的煤气流分布是高炉生产过程中提产降耗的基础条件,近年来,通过采取强化原燃料质量管控、优化上下部调剂、强化日常管理等措施,4号高炉实现了顺行周期的有效延长,提产降耗效果显著,主要技术经济指标达到了历史最好水平。2021年4号高炉平均日产量6486 t/d,利用系数较2019年累计提高0.232t/(m³·d),燃料比540 kg/t,较2019年累计降低9.55kg/t。     

马钢2号高炉提高煤比的攻关措施

马钢2号高炉进行了多次提高煤比的专题攻关,然而2021年1—11月,2号高炉的平均煤比仍只有149kg/t,为了最大限度地降低消耗,提出了煤比达到165 kg/t的攻关目标。基于2号高炉原燃料条件及设备运行能力,分析了影响煤比提升的限制性因素,确定了攻关方向。通过调整上部装料制度及下部送风参数,得到了合理的煤气流分布,形成了稳定合理的操作炉型;通过调整热制度及造渣制度,得到了均匀活跃的炉缸工作状态。攻关后,2号高炉生产指标大幅提升,煤比由149kg/t提升至169kg/t,燃料比降至505kg/t,利用系数提升至2.83t/(m³·d)。     

脱湿鼓风技术在中天钢铁1580m3高炉的应用

针对中天钢铁1580m³高炉鼓风湿度波动大的状况,采用了脱湿鼓风技术。8号、9号高炉应用实践表明,脱湿效果明显,鼓风湿度正常稳定在9～11 g/m³,最低为8g/m³,风口前理论燃烧温度稳定在2290℃左右。与脱湿鼓风前相比,日产量增加78.26t/d,焦比降低3.21 kg/t,煤比上升7.62kg/t,燃料比下降16.33kg/t,煤气利用率提高1.46个百分点。高炉采用脱湿鼓风技术,对提高入炉风量,稳定理论燃烧温度,以及提高煤比、降低焦比、增加日产量等,起到了一定的促进作用,但也带来了鼓风机吸入侧机壳、管壁结露的问题,为避免腐蚀,需要在相应位置加设保温层。     

日钢高炉低成本生产模式下炉况波动的处理

2021年下半年以来,日钢高炉转变为低成本生产模式,高炉生产特点是冶炼强度低、高硫焦比例高、入炉矿石品位低、炉渣(Al₂O₃)含量高。2022年3月2—3日,日钢个别高炉出现波动,悬料、崩滑料次数增多,主要原因是焦炭质量大幅下滑及烧结矿冶金性能变差。通过采取提高烧结矿FeO含量、降煤比提焦比、提高基础热量和精准调整布料制度等措施,炉况恢复至正常水平,及时将炉况波动消除在初期阶段。3月10日,日钢高炉利用系数3.461t/(m³·d),煤比160.6kg/t,燃料比511.6 kg/t。     

泰钢炼铁技术进步

泰钢公司自 1996年以来 ,通过狠抓精料工作、加大投入积极采用炼铁新技术、提高高炉装备水平、以及加强员工培训提高其操作水平 ,使炼铁生产获得了高水平稳定发展 ,高炉主要技术经济指标明显改善。 2 0 0 1年生铁产量达 60万 t,高炉利用系数提高到 3 .14 t/m3·d,热风温度比 1996年提高了 117℃ ,焦比下降了 185 kg/t     

氧气高炉喷吹CO2对冶炼参数的影响研究

采用物料平衡、热平衡方法,模拟计算了氧气高炉喷吹CO₂后理论燃烧温度、鼓风动能、焦比、炉腹煤气量、直接还原度及炉顶煤气量的变化规律。结果表明,随着CO₂喷入量增加,氧气高炉的理论燃烧温度和直接还原度降低,鼓风动能、焦比、炉腹煤气量和炉顶煤气热值提高。CO₂喷入量为100 m³/t时,理论燃烧温度降低到2 267℃,鼓风动能提高到1 780.41 kg·m/s,能够满足高炉炼铁的正常生产需求。     

沙钢5800 m3高炉炉缸长寿浅析

沙钢5 800 m³高炉生产运行已超过12年,受限于总图布置,高炉仅有3个铁口,且铁口分布不均匀,生产中曾出现过数次炉缸温度升高及炭砖侵蚀现象。针对5800m³高炉炉缸工作不均匀、不容易活跃、存在气隙等问题,经过长期的生产实践,摸索出了适合炉役后期安全生产的措施:(1)优化出铁制度,加强出铁管理;(2)提高炉缸活跃性;(3)炉缸定期压浆和排水;(4)加强原燃料质量管理。目前,5800m³高炉一代炉役铁产量已达到9300 t/m³以上,炉缸温度在受控范围内,炉缸炭砖没有出现新的侵蚀,炉缸工作状态稳定,利用系数达到2.25t/(m³·d)。     

济钢高炉喷煤数学模型的研究与应用

基于湍流两相流理论建立了高炉喷煤两相流动及传质三维数学模型。采用该模型指导高炉生产 ,高炉利用系数由2 .7t/(m3.d)提高到 3 .0 t/(m3.d)以上 ,焦比由 460 kg/t降到 40 0 kg/t,煤比达到 10 0 kg/t,提高了高炉的各项经济技术指标。     

马钢炼铁十年来的技术进步

近年来,马鞍山钢铁公司在9座300 m~3级高炉上,全面贯彻精料方针,改进高炉操作制度,积极采用先进适用技术,逐步提高装备水平,在建立与推行操作标准化条例等方面做了大量的工作,经过10年的努力,炼铁生产技术取得了较大的进步。1988年与1977年相比,高炉利用系数由1.524 t/(m~3·d)提高到2.213 t/(m~3·d),焦比由655 kg/t降至479 kg/t,9座高炉从1985年起,每年都达到全国特等高炉标准。     

济钢1~#1750 m~3高炉高效低耗冶炼实践

济钢1~#1 750 m~3高炉采取改善现有原燃料管理、完善炉况管理机制、合理优化现有技术、降低生铁含硅等措施,实现稳定高效低耗生产,高炉利用系数由2015年2.4 t/(m~3·d)提高到2016年的2.855 t/(m~3·d),燃料比由2015年的540 kg/t降低到2016年的520 kg/t。     

大高炉全开风口开炉技术

分析了高炉开炉现状，介绍了全开风口开炉技术在承德钒钛2 500 m³高炉开炉中的应用情况，并与部分堵风口开炉技术进行了对比。通过制定科学的开炉料结构及填充料制，合理规划复风进程，并采取预埋氧枪加热炉缸、精准富氧和喷煤、准确把握出第一炉铁时间等措施，全开风口开炉送风后13 h顺利出铁，31 h全风作业，72 h高炉利用系数达2.6 t/(m³·d),实现了2 500 m³高炉开炉快速达产达效的目的，创开炉的历史最好水平。     

转炉底吹模型优化

研究了不同底吹强度对转炉终点w[C]w[O]积、炉渣w(TFe)、钢铁料消耗的影响关系,通过提高转炉底吹强度、改善熔池搅拌促进碳氧反应平衡、降低转炉终点碳氧积的效果,实现降低过钢钢水总氧、炉渣中w(TFe)、钢铁料目标。结果表明,转炉底吹强度由0.037 m³/(t·min)提高到0.06 m³/(t·min)后,实际生产过程中,转炉终点w(O)由713×10^-6降低到456×10^-6,转炉终点碳氧积由0.29×10^-6下降到0.26×10^-6,转炉渣中w(TFe)由27.21%降低到16.58%,钢铁料消耗降低1.78 kg/t。     

莱钢1000m~3高炉冶炼指标的优化与提升

莱钢炼铁厂分析1 000 m~3高炉特点,推行经济冶炼技术。制定了满足高炉提升产能的烧结矿、球团矿、生矿、焦炭等原燃料质量标准,加强原料管理,建立日核算制度、高炉成本控制模型。通过提高风温,增加喷煤量,确定风口布局,提高炉顶压力等操作,高炉燃料比由2015年的544 kg/t降低到2016年的533 kg/t,高炉利用系数由3.0 t/(m~3·d)提高至3.25 t/(m~3·d)。     

罗源闽光新1号高炉烘炉及快速达产实践

针对罗源闽光新1号高炉炉体设计结构及特点,合理制定烘炉方案,为新1号高炉顺利投产并快速达产提供了有效保证。高炉开炉投产后,炉况稳定顺行,首月达产,各项指标均优于设计指标,平均利用系数在3.6 t/(m³·d)以上,达到同类型高炉的先进水平。