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龙钢公司3#、4#高炉机前富氧新技术应用与实践

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成果主要完成人

冯 林、杨卫锋、胡立堂、许 佩、高 斌、白 鹏、王平利、高 鹏

项目概况

一、项目建设背景 龙钢公司现有1280m3高炉2座(1#、2#)、1800m3高炉3座(3#、4#、5#),五座高炉富氧方式均为机后富氧鼓风。盈德制气为炼铁提供的氧气量最高约为40000m3/h,随着公司产能提升,高效冶炼,氧气供需矛盾凸显。 为解决炼铁高效冶炼氧气供需矛盾问题,龙钢公司对周边工矿企业氧气利用情况进行了调研,最终确定接引陕西龙门煤化工有限责任公司(以下简称:龙门煤化)富余氧气进行高炉机前富氧。经与龙门煤化多次交流、机组能力核算,确定富余氧气引入进行高炉机前富氧。 二、机前富氧原理 该项目整合龙门工业园区资源优势,将园区内富余氧气通过长距离管道输送至高炉鼓风机,并在每台高炉鼓风机与过滤器之间安装专用氧气空气混合器,将混合器上的氧气接口与输送氧气管道连接,常压氧通过管道进入混合器后,与空气进行充分混合,然后利用高炉风机入口前的微负压进入风机,从而实现高炉机前富氧。 三、自主创新点 创新点一:搭借设计,降本增效 该项目管道路由,从龙门煤化氧气站至龙钢公司3#、4#高炉风机房管道全长3218米,若重新制作管道支架及土建基础,投资费用大、施工周期长、且影响该路段车辆通行。 对此,公司专业技术人员通过对现场沿途管线的反复勘察、校核,否定了原设计方案中采用全新的管道敷设方案,本着“能用尽用、能搭尽搭、新旧结合”的利旧降本原则,最终确定管道敷设全部借用原有支架进行管道设计。此项创新设计可节约成本300万元。 创新点二:创新创造,破解难题 此次敷设管道全长3218米,为典型的长距离输送。加之氧气的具有氧化性、助燃性的介质特性,对输送管道内的杂质清洁度要求高,针对管线长、管径大、弯头多、氮气量无法满足管道长时间吹扫的难题,龙钢公司通过自行设计采用“自动爆破吹扫法”,组织实施并一次性获得成功,该吹扫法为行业首创。 创新点三:再挖潜能,提质增效 目前,龙门煤化氧气供应量平均为12000m3/h,经对管网最大荷载核算,仍可对空分机组实施氧气产能提升改造,进一步加大管网输送量。改造后,供氧量可达到16000m3/h以上。经测算,产能提升后每天还可增加铁水约200吨,年产可创效1000万元。 创新点四:技术应用,开创先例 3#、4#高炉机前富氧改造项目的投运,改变高炉原有机后富氧方式,解决了氧气要素成本的难题,是陕钢集团首次引进的高炉富氧技术,在西部地区开创了1800m3高炉机前富氧改造先例。 四、效益 项目当年创效: 1.年产生的效益(效益计算分为替代废钢和降低焦比两部分): 1.1 铁水替代废钢:铁水低于废钢价格差取平均值80元/吨计算: 产生效益一:670吨×320天×80元/吨=1715.2万元; 备注:每年富氧冶炼时间按照320天计算(除去煤化空分机组检修和高炉检修时间) 1.2 降低焦比成本:依据经验值富氧每增加1%,焦比下降0.5%,3#、4#高炉焦比均为364kg/t,平均日产量均按照5200吨计算: 节约焦炭:1.755%÷1%×0.5%×5200×364kg/t÷1000×320天×2=10630吨,一级焦炭价格按照2200元/吨计算: 产生效益二: 10630吨×2200元/吨=2338.6万元; 1.3 年氧气购进成本:氧气成本:0.29元/m3 0.29元/m3×10000m3/h×24h×320天=2227.2万元; 年产生效益:(效益1)+(效益2)-(年氧气购进成本) =1715.2万元+2338.6万元-2227.2万元=1826.6万元。 2.项目投运后,实现了高炉“提煤降焦、增铁保钢”的高效冶炼目标,富氧率提高0.85%,铁水产量每天增加670吨以上。经计算,年可创效1826.6万元。 五、社会效益: 高炉富氧鼓风的方式包括机后富氧和机前富氧,且机后富氧是很多钢铁企业较多采用的方式。经过多年实践,发现机后富氧过程中必须要消耗大量的压缩氧气,会造成大量的电能消耗。近年来,钢铁行业产能过剩,环保节能形势异常严峻。为了适应当前去产能、供给侧改革和节能降耗、绿色生态环保的形势,缓解成本与环保的双重压力,机后富氧方式将被逐渐淘汰,更为节能的机前富氧技术在越来越多的钢铁企业逐渐得到推广应用。