李宏偉，王正新，魯儉，滕召杰，鄭朋超

(首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司煉鐵部，河北唐山063200)

摘要: 詳細(xì)介紹了首鋼京唐1#高爐2014 年10 月至2016 年9 月期間的增產(chǎn)降耗措施。通過優(yōu)化大煤比冶煉技術(shù)、改善煤氣分布、穩(wěn)定合理操作爐型、降低休風(fēng)率等措施，生產(chǎn)水平取得顯著進(jìn)步，主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)內(nèi)同類型高爐領(lǐng)先水平。其中在2015 年10 月至2016 年9 月期間，日產(chǎn)鐵水12 669 t，高爐利用系數(shù)2． 33 t /( m³·d) ，入爐燃料比491 kg /t，焦比280． 6 kg /t。

關(guān)鍵詞: 5 500 m³ 高爐； 增產(chǎn)； 降耗；冶煉實(shí)踐

0 引言

進(jìn)入21 世紀(jì)以來，高爐煉鐵生產(chǎn)工藝受資源短缺、能源供應(yīng)不足、環(huán)境保護(hù)等制約，面臨著較大的發(fā)展問題。針對(duì)目前的嚴(yán)峻形勢(shì)和挑戰(zhàn)，煉鐵生產(chǎn)工藝要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，高爐生產(chǎn)必須在節(jié)能減排、高效低耗、循環(huán)經(jīng)濟(jì)等方面取得明顯突破，而提產(chǎn)降耗是大型高爐高效率、低消耗、低成本、提高高爐冶煉技術(shù)的生命力和競(jìng)爭(zhēng)力的最有效措施之一。噸鐵冶煉的消耗低，產(chǎn)量高，成本也越低，可以達(dá)到節(jié)能、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的目標(biāo)，也可以緩解對(duì)焦炭資源的消耗。

因此，提產(chǎn)降耗是現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)挖潛增效的關(guān)鍵，越來越受到煉鐵工作者的重視，對(duì)增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益有極為深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。

1 1#高爐主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

2014 年10 月份以來，首鋼京唐公司1#高爐通過不斷努力，雖然取得了較好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，但高爐焦比維持在311 kg /t，利用系數(shù)2． 20，日產(chǎn)鐵水12 117 t，處于世界同類型高爐中等水平，仍然大有潛力可挖。進(jìn)入2015 年10 月份后，1#高爐把提產(chǎn)降耗作為降低生產(chǎn)成本的核心，通過不斷優(yōu)化大煤比冶煉技術(shù)、改善煤氣分布、穩(wěn)定合理操作爐型、提高風(fēng)溫、降低休風(fēng)率等措施，生產(chǎn)水平取得顯著進(jìn)步，主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到國(guó)內(nèi)同類型高爐領(lǐng)先水平，其中2015 年10 月份至2016 年9 月份期間，日產(chǎn)鐵水12 669 t，利用系數(shù)提升至2． 33 t /( m³·d) 。在入爐燃料比降至491 kg /t 的基礎(chǔ)上，焦比降至280． 6kg /t，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如表1、表2 所示。

2 與國(guó)內(nèi)大型高爐主要指標(biāo)對(duì)比及問題分析

2． 1 國(guó)內(nèi)大型高爐主要指標(biāo)

對(duì)寶鋼、遷鋼、沙鋼等國(guó)內(nèi)鋼鐵廠的大型高爐進(jìn)行了考察對(duì)標(biāo)( 表3) ，查找自身存在差距，并多次召開生產(chǎn)技術(shù)交流會(huì)。結(jié)合京唐高爐自身生產(chǎn)特點(diǎn)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，對(duì)產(chǎn)量水平偏低、焦比偏高的原因進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)研，廣泛的征求意見，并制定詳細(xì)改進(jìn)措施。

2． 2 存在的問題

(1) 京唐5 500 m³ 高爐投產(chǎn)以來，針對(duì)大型高爐冶煉技術(shù)探索雖然取得一定成果，但還不是很成熟，仍需進(jìn)一步摸索改進(jìn)，高產(chǎn)低焦比冶煉需要更加成熟合理的冶煉技術(shù)支持。

(2) 煤氣利用水平不高、操作爐型不穩(wěn)定、休風(fēng)率偏高等問題，制約著高爐主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的進(jìn)一步提升。

(3) 要想在提產(chǎn)降耗冶煉技術(shù)上取得突破，必須大大提高爐況的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

3 優(yōu)化措施

3． 1 優(yōu)化大煤比冶煉技術(shù)

京唐1#高爐自2009 年開爐投產(chǎn)以來受焦炭負(fù)荷輕影響，噴吹煤比一直處于170 kg /t 以下水平，制約了大煤比冶煉突破。進(jìn)入2015 年年底以來，不斷摸索、總結(jié)大煤比生產(chǎn)技術(shù)冶煉規(guī)律，積極提高噴吹煤比。生產(chǎn)過程中，針對(duì)煤比提高后邊緣煤氣趨于發(fā)展和置換比偏低的情況，通過及時(shí)調(diào)整布礦、角度、礦批等措施，確保了邊緣煤氣分布穩(wěn)定的同時(shí)，煤粉置換比也取得明顯進(jìn)步，大煤比冶煉技術(shù)日趨成熟。2016 年至今入爐焦炭負(fù)荷取得不斷突破，煤比水平不斷提升，長(zhǎng)時(shí)間維持在185 ～ 200 kg /t( 圖1) ，焦炭負(fù)荷實(shí)現(xiàn)5． 5 以上常態(tài)化生產(chǎn)，其中2016 年3 月27 日焦炭負(fù)荷達(dá)到開爐以來最高水平5． 90，目前穩(wěn)定在5． 88。此外，由于負(fù)荷加重，爐內(nèi)單位體積內(nèi)爐料的有效重量增加，為增產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件。

3． 2 優(yōu)化煤氣分布，提高煤氣利用率

1#高爐自2012 年采用中心加焦冶煉技術(shù)以來，雖然經(jīng)過多年摸索已經(jīng)形成了中心開放、邊緣穩(wěn)定的煤氣分布，但是存在煤氣利用水平偏低、燃料比偏高等問題。2014 年9 月開始有針對(duì)性的進(jìn)一步優(yōu)化中心加焦冶煉下的裝料制度，持續(xù)將礦、焦角度整體外揚(yáng)2° 基礎(chǔ)上，把礦、焦布料角度對(duì)齊，并在αK37°增加1 個(gè)布料站位，調(diào)整后效果明顯，十字測(cè)溫邊緣煤氣溫度由150 ℃降至90 ℃，中心煤氣溫度升至600 ℃，煤氣利用率達(dá)到在49． 0% 左右，高爐吃風(fēng)、吃熱能力提高。

良好的煤氣分布，較高的煤氣利用率，需要各個(gè)操作制度、外圍條件等相互配合^［1］。2016 年以來按照“穩(wěn)定邊緣、打開中心、穩(wěn)定中心、照顧邊緣”十六字方針優(yōu)化基本制度^［2］，把握好爐況發(fā)展趨勢(shì)，通過調(diào)整αJ37°、礦批等措施，優(yōu)化煤氣分布、改善煤氣利用率，煤氣利用率長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定在49． 0% ～50． 5%，燃料比持續(xù)穩(wěn)定在490 kg /t 水平。

3． 3 穩(wěn)定合理操作爐型

軟水密閉循環(huán)特點(diǎn)是在穩(wěn)定軟水流量的情況下，具有冷卻效果好、安全可靠、減少污染等特點(diǎn)，但冷卻強(qiáng)度會(huì)隨冷卻水溫度的變化而變化。隨著A系統(tǒng)水溫度升高( 尤其是超過50 ℃) ，冷卻效果變差，不利于穩(wěn)定冷卻壁渣皮。因此通過控制閉式冷卻塔內(nèi)冷卻風(fēng)扇工作數(shù)量、置換低溫新水等措施，嚴(yán)格控制進(jìn)水溫度穩(wěn)定在47 ～ 48 ℃，一定程度上能夠達(dá)到穩(wěn)定渣皮、降低水溫差的目的。合理的裝料制度、規(guī)范的煤氣流分布對(duì)高爐渣皮穩(wěn)定性有重要影響［3］。2015 年11 月以來，將邊緣煤氣溫度長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定150 ± 30 ℃，A 系統(tǒng)水溫差下降了0． 5 ℃，且穩(wěn)定性得到明顯改善( 圖2) ，爐墻熱負(fù)荷得到降低的同時(shí)冷卻壁形成穩(wěn)定的渣皮，爐料下降阻力減小，爐料和煤氣之間的運(yùn)動(dòng)更加均衡，易于在強(qiáng)化冶煉條件下實(shí)現(xiàn)大型高爐生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)、低耗、高效。

3． 4 提高全風(fēng)狀態(tài)，穩(wěn)定富氧水平

加強(qiáng)工長(zhǎng)操作管理，提高工長(zhǎng)全風(fēng)、全氧操作意識(shí)。風(fēng)量水平堅(jiān)持長(zhǎng)期穩(wěn)定在8 400 ± 50 m³ /h，確保送風(fēng)制度的穩(wěn)定。氧煤槍含氧量由4 000 m³ /h逐步穩(wěn)定在4 700 m³ /h，將富氧率穩(wěn)定到5． 5% 以上，操作上注重超前調(diào)劑，杜絕了因操作不當(dāng)而造成減氧、停氧情況發(fā)生。2015 年10 月份以來，風(fēng)量、富氧水平取得明顯進(jìn)步( 圖3) 。

3． 5 提高風(fēng)溫

風(fēng)溫是高爐煉鐵的重要熱源之一，占高爐熱量總收入量的20% ～ 30%，而且熱風(fēng)所帶入高爐的熱量要比焦炭燃燒反應(yīng)后所產(chǎn)生的熱量利用的更加充分。生產(chǎn)過程中，堅(jiān)持穩(wěn)定四班操作，加強(qiáng)工長(zhǎng)操作過程的預(yù)判，最大限度減少大拉大提風(fēng)溫現(xiàn)象，2016年至今實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期定風(fēng)溫( 1 250 ℃) 操作。此外，熱風(fēng)崗位加強(qiáng)對(duì)熱風(fēng)管系重點(diǎn)區(qū)域的巡檢和維護(hù)，發(fā)現(xiàn)問題早處理，杜絕因設(shè)備問題造成長(zhǎng)時(shí)間單爐送風(fēng)影響風(fēng)溫等情況發(fā)生，為高風(fēng)溫使用創(chuàng)造良好外部條件。2015 年10 月至今，1#高爐風(fēng)溫水平達(dá)到1 242 ℃( 圖4) ，提高幅度37 ℃( 與2014 年10 月至2015 年9 月期間相比) 。

3． 6 降低休風(fēng)率

1#高爐通過優(yōu)化基本制度、提高操作水平等措施，杜絕滑尺、塌料、管道等，減少壞風(fēng)口數(shù)，保證送風(fēng)制度穩(wěn)定，避免向爐內(nèi)漏水; 2015 年9 月份以來，加強(qiáng)外圍設(shè)備管理，徹底消除因設(shè)備故障造成無計(jì)劃休風(fēng)，進(jìn)一步降低休風(fēng)率。停風(fēng)檢修間隔由1 個(gè)月延長(zhǎng)至3 個(gè)月，休風(fēng)率由2014 年9 月至2015 年10 月期間的3． 24% 降至2015 年9 月至2016 年10月期間的1． 35%，為增產(chǎn)降耗打下良好基礎(chǔ)。

3． 7 提升爐況穩(wěn)定性

強(qiáng)化人員和設(shè)備管理是防止事故發(fā)生、保證爐況長(zhǎng)期穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)。抓好工長(zhǎng)操作，細(xì)化工長(zhǎng)小指標(biāo)考核。操作上爭(zhēng)取早動(dòng)少動(dòng)，超前分析、超前判斷，穩(wěn)定調(diào)劑量; 做好四班銜接，接好上班、操作好本班、交好下班，要求接班、班中、交班對(duì)爐況做好評(píng)估，把握好爐況發(fā)展趨勢(shì); 操作上積極穩(wěn)妥，杜絕管道、懸料、塌料等。

原燃料質(zhì)量波動(dòng)影響爐況穩(wěn)定性，要求工長(zhǎng)及時(shí)關(guān)注原料成分、返礦和返焦電流、在線粒徑分析等主要參數(shù)變化，及時(shí)觀察高爐入爐原燃料成分、物理、化學(xué)性能情況、定期到聯(lián)合料倉查看原料實(shí)物變化等，并根據(jù)高爐實(shí)際情況制訂可行方針加以合理實(shí)施，執(zhí)行好“攻守退”， 2016 年完全杜絕因原料變化而造成爐況異?，F(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)向爐況長(zhǎng)期穩(wěn)定要效益。

4 結(jié)語

1#高爐在采取多種措施后，在確保爐況長(zhǎng)期穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)上，爐況得到較大改善，產(chǎn)量水平大幅提升，焦比明顯降低，高爐負(fù)荷達(dá)到歷史同期最好水平，爐況穩(wěn)定性得到了進(jìn)一步的改善。由表1 和表2 可知，2015 年10 月至2016 年9 月份產(chǎn)量累計(jì)超上年度同期26． 69 萬t，燃料比降低9． 1 kg /t，焦比280． 6 kg /t( 比同期上一年度降低31． 1 kg /t) ，減少焦炭耗用量14． 495 萬t。

參考文獻(xiàn)

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