朱先強1，宮祥哲2
( 新余鋼鐵集團公司第二煉鐵廠，江西新余338001)
摘 要：針對8 號高爐( 1050 m3 ) 提高爐頂壓力后的影響，主要是從爐內(nèi)氣流的變化; 爐頂溫度的變化; 燃料比的降低，TRT 發(fā)電量的增加; 爐頂設備情況; 爐內(nèi)操作的變化等方面來說明。
關鍵詞：爐頂壓力; 燃料比; 發(fā)電量; 頂溫; 設備
1 引言
新鋼第二煉鐵廠8 號高爐建于2003 年，2008年頂壓采用TRT 自動調(diào)節(jié)，至2015 年3 月最高頂壓維持在0. 178MPa 左右。對比國內(nèi)其他同級別高爐( 表1) ，我們的頂壓還有潛力可挖，加上現(xiàn)在鋼鐵企業(yè)生存環(huán)境逐漸惡化，以前全行業(yè)盈利的情況一去不返。目前大部分鋼鐵公司都處在盈虧線上下，這個時候體現(xiàn)出各個鋼鐵公司的能力差別?；谝陨锨闆r，新鋼公司及二鐵廠對8 號高爐的情況進行了調(diào)研，決定提高8 號高爐爐頂壓力。
對比全國其他同級別高爐，我們的頂壓可以達到0. 200MPa。
2 準備工作
2． 1 新鋼8 號高爐提高爐頂壓力，主要限制有以下幾個方面:
1、爐頂設備使用時間較長，2003 年開爐至今爐頂設備使用已有12 年，老化嚴重。
2、原料條件較差，礦石的成分及強度等，特別是焦炭情況，種類多，強度、水分變化較大。
3、爐頂壓力提高后引起爐內(nèi)氣流變化。
4、頂壓提高后，操作上的變化。
2． 2 針對以上幾個方面做出了相應的整改，主要工作有:
1、對爐頂設備進行全面細致的檢查，對老化及有問題的設備進行修補更換，并制定相應的巡檢制度，做好記錄。發(fā)現(xiàn)問題及時處理。
2、原料情況檢查并記錄，以及對爐況、爐溫的影響，匯報廠里，和廠里協(xié)調(diào)盡量上質(zhì)量較好的原燃料。
3、理順爐況及氣流，提高頂壓后對實際風速、鼓風動能的影響，并進行相應調(diào)節(jié)，主要是從爐頂布料做調(diào)節(jié)。
4、頂壓提高后，操作方法上要跟上，并不斷總結(jié)，穩(wěn)定爐況。
3 提高頂壓后操作分析
3． 1 提高頂壓操作的優(yōu)勢
高爐生產(chǎn)的重要任務就是在保證穩(wěn)定、順行的前提下，提高產(chǎn)量和降低燃料比。提高產(chǎn)量的有力手段就是在保證現(xiàn)有風量合理利用的情況下，進一步增加風量，通過提高冶強，降低燃料比來實現(xiàn)。根據(jù)礦石“未反應核模型”理論，礦石的反應速度決定于礦石的粒度、致密度、氧化度，以及還原氛圍，在同樣的原料條件下，高爐冶煉可以控制的就是還原氛圍，也即爐內(nèi)的煤氣流速、煤氣濃度。在操作過程中通過提高爐頂壓力和熱風壓力、加大風量促使煤氣流速降低、煤氣濃度不斷上升，從而使未反應核加快還原過程，充分而又快速的還原，從而縮短了冶煉周期，也即爐料在高爐內(nèi)停留的時間，降低硅的還原。生鐵中硅的下降直接降低燃料比增加產(chǎn)量，同時使爐缸中心吹透，保證其工作充分活躍和穩(wěn)定，在保證充足的渣鐵物理熱的同時，保證脫硫效果，也降低了風口燃燒溫度更利于爐況的穩(wěn)定和順行。低硅、低硫為降低渣R2提供了空間，減少Zn、P、K、N a 等有害金屬的還原和循環(huán)富集。高壓操作促使2CO↑ =C + CO2↑反應加劇，從而降低直接還原度Rd 間接還原的增加更是降［S］、降［Si］的一個有利保障，根據(jù)經(jīng)驗［Si］降低0. 1%，產(chǎn)量提高0. 5% ～ 0. 7%，焦比降低4 ～ 6 kg /t，同時可以使煉鋼減少造渣劑用量，縮短吹煉時間，降低O2消耗。煤氣流速降低又減少了爐塵吹出量減少礦耗，降低頂溫、提高間接還原。
頂壓提高后綜合焦比、爐頂溫度、TRT 發(fā)電量變化。具體見表( 2) 。
頂壓由0. 178kPa 提高到0. 197kPa 后經(jīng)濟效益:
燃料比的降低:
理論: 提高的頂壓× 降低的焦比( 經(jīng)驗值) ×日產(chǎn)× 365 × 焦炭的價格= 0. 535 ×0. 05% × ( 197 － 185) × 3080 × 365 ×1300 = 469. 13( 萬元)
報表計算: 降低的焦比( 綜合焦比) × 日產(chǎn)×365 × 焦炭的價格= ( 0. 5372 －0. 5228) × 3080 × 365 × 1300 =2104. 5( 萬元) TRT 發(fā)電量:
理論: 39 × ( 197kpa － 178kpa) × 1% × 3080 ×365 × 0. 57 = 474. 82( 萬元)
實際計算: 頂壓提高后的噸鐵發(fā)電量× 年產(chǎn)量× 電價= ( 41. 99 － 38. 93) × 3080 ×365 × 0. 57 = 196. 08 萬元)
3． 2 高壓操作帶來的問題
高壓操作以后，整個高爐生產(chǎn)系統(tǒng)的壓力上升，直接使設備的承壓和密封受到挑戰(zhàn)。8 號高爐爐在生產(chǎn)過程中也一度因為均壓放散的管道和閥門問題造成減風甚至休風，送風系統(tǒng)也因管道的承壓和密封出現(xiàn)跑、漏風現(xiàn)象。經(jīng)過改良和加固后現(xiàn)已基本滿足生產(chǎn)的需要。另外，對爐外鐵口的維護。大溝、撇渣器的保養(yǎng)等也提出了新的要求，經(jīng)過精心的維護和良好的管理都已基本解決。
其實高壓操作中另外一個大的問題是操作心理的轉(zhuǎn)變適應過程。隨壓力上升，操作上要敢于突破陳規(guī)而又不盲目。從178kPa 到200kPa 的生產(chǎn)提壓過程中，高爐的操作者也經(jīng)歷了逐步適應的過程，在以后的操作中，我們要解決的幾個問題是: ①鐵水溫度的高低也即物理熱才真正代表了爐缸的工作熱狀況，［Si］并不完全代表鐵水溫度，［Si］低而物理熱好的狀況才能在保證良好渣鐵溫度同時降低［S］、燃料比，降低生鐵成本，提高利用系數(shù)，也是我們的奮斗目標。② 實施標準化操作，減少日常操作中的誤判、誤操作; 提高操作者的操作責任心，及時、準確而有效的調(diào)劑; 避免出現(xiàn)大幅度的減、慢風操作，引起大的爐況波動。③加強日常的生產(chǎn)管理，使高產(chǎn)、順行、穩(wěn)定的狀況長時間的維持下去。
4 結(jié)語
( 1) 提高爐頂壓力是高爐生產(chǎn)獲得突破的一個重要途徑，其實現(xiàn)手段是通過降低生鐵含硅、提高受風量、提高壓力，保證渣鐵溫度的同時增加冶煉強度、從而達到高產(chǎn)與降低燃料比并舉的目的。
( 2) 做好原燃料工作是保證高爐生產(chǎn)的高位運行的一個前提。要進一步加強日常管理和維護，保證用料的穩(wěn)定性，減少礦石含粉，保證高爐的爐況穩(wěn)定順行。
( 3) 風量上行后，熱風爐的送風能力受到挑戰(zhàn)，風溫上限已受到限制，已不能滿足生產(chǎn)的需要，風溫能力的下降和噴煤能力的不足是目前面臨的主要矛盾。