王 輝
（山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司煉鐵廠， 山東 萊蕪 271104）
摘 要：通過優(yōu)化布料制度、降低小粒度礦石入爐量、提高鐵口出鐵率、減少因設(shè)備原因帶來的慢風(fēng)休風(fēng)生產(chǎn)操作，萊鋼 1 號 1 080 m3 高爐有效提升煤氣利用率至 45.96%，為爐況穩(wěn)定、生產(chǎn)成本控制提供了有力支撐。
關(guān)鍵詞：高爐；煤氣利用率；爐溫；堿度
煤氣利用率與高爐的燃料消耗有著直接的對應(yīng)關(guān)系，提升高爐的煤氣利用率，可以顯著降低高爐的燃料消耗，進(jìn)而降低高爐生產(chǎn)成本。萊鋼 1 號1 080 m3 高爐 2017 年全年燃料比超出計劃值9 kg/t，全年煤氣利用率平均值只有 45%，而且各月數(shù)值波動較大。提升高爐煤氣利用率，可以有效降低高爐燃料消耗，按照經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)核算，每提高 1%煤氣利用率，則可以降低 8 kg/t 的燃料比。對比同類型高爐，結(jié)合1 號高爐的實(shí)際情況，組織進(jìn)行了系列攻關(guān)，逐步將煤氣利用提升到 45.96%，為爐況穩(wěn)定、生產(chǎn)成本控制提供了有力支撐[1]。
1 關(guān)鍵影響因素分析
1.1 現(xiàn)狀調(diào)查
統(tǒng)計2017年1號高爐月平均煤氣利用率（見表1）。
可看出：2017 年 1 號高爐煤氣利用率最低值為44.3%，最高值為 46.2%，年平均值為 45.1%，不僅距離行業(yè)最好水平有一定差距，且過程控制值波動較大。
1.2 原因分析
從理論講，影響煤氣利用率的宏觀原因有兩個方面：一是影響爐料與煤氣流的接觸時間，一是影響爐料與煤氣流的反應(yīng)時間。
1.2.1 爐溫堿度波動大
對 2018 年 1 月爐溫堿度及煤氣利用率做對比（見圖 1、圖 2），通過數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)爐溫堿度波動大的區(qū)域煤氣利用率相應(yīng)偏低，因此確定為要因。
1.2.2 布料制度不合理
休風(fēng)后通過對爐頂料面觀察發(fā)現(xiàn)，爐頂料面平坦性不夠，邊緣氣流過于發(fā)展，不利于爐料與煤氣流的充分合理接觸，此種料面不利于提升煤氣利用率。
1.2.3 原料篩分控制差
截取 11 天入爐料粒度分析結(jié)果如下（見表 2）：
可看出高爐入爐料大于 5 mm 比例偏高。入爐料粒度偏小會導(dǎo)致料柱透氣性差，影響氣流合理穩(wěn)定分布，嚴(yán)重時會導(dǎo)致爐缸堆積等影響爐況穩(wěn)定順行的惡劣后果。這幾項(xiàng)結(jié)果都會影響爐料與煤氣流的合理接觸，從而影響高爐煤氣利用率。
1.2.4 炮泥質(zhì)量差，爐前操作水平低
對于雙鐵口高爐而言，在現(xiàn)在冶煉強(qiáng)度下，鐵口出鐵率必須達(dá)到 73%以上才能滿足高爐渣鐵排放的要求。而現(xiàn)在 1 號高爐出鐵率明顯達(dá)不到此項(xiàng)要求。鐵口出鐵率偏低，會造成高爐渣鐵排放不暢，造成高爐憋渣鐵操作，造成氣流的分布紊亂，影響煤氣流與原料的充分合理接觸，從而降低高爐煤氣利用率。
2 實(shí)施改進(jìn)
2.1 加強(qiáng)原料督查，根據(jù)原料成分及時調(diào)劑
加強(qiáng)原燃料督查。加強(qiáng)工長看料制度，原料入倉之前到皮帶處查看原料情況，尤其是焦炭水分情況，減少因焦炭干熄率不足而導(dǎo)致的爐溫異常波動；及時對燒結(jié)礦及球團(tuán)礦生礦成分進(jìn)行校核，尤其是燒結(jié)礦堿度，及時查證燒結(jié)堿度波動趨勢，有異常情況及時聯(lián)系燒結(jié)側(cè)進(jìn)行修正，使燒結(jié)堿度回歸正常范圍。根據(jù)燒結(jié)礦堿度、鐵中硫磺及終渣堿度，做好預(yù)知預(yù)判。爐溫堿度波動，會引起高爐異常波動，尤其是在當(dāng)前原燃料情況下，三氧化二鋁含量高、渣量大，在操作上我們要更加小心。1 號高爐根據(jù)這種實(shí)際情況，在操作上積極采取應(yīng)對措施，勤看風(fēng)口、勤取終渣，根據(jù)料速和風(fēng)口熱量對煤量進(jìn)行調(diào)整。結(jié)合終渣堿度和來料成分及時調(diào)整燒結(jié)配比。為保證充沛的爐缸熱量，我們規(guī)定爐溫范圍 0.3%～0.5%，理論燃燒溫度在 2 250～2 350 ℃，渣鐵物理熱達(dá)到 1 480 ℃。
2.2 優(yōu)化布料制度，保證煤氣流的合理分布
1）逐步擴(kuò)大礦角差，增加布料寬度，增減礦石帶寬度，與煤氣流充分接觸反應(yīng)
煤氣流的合理分布，直接影響高爐的穩(wěn)定順行。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于渣量偏大，出渣不及時或出渣時間短憋渣鐵現(xiàn)象時有發(fā)生，從而導(dǎo)致中心氣流不好打通、邊緣煤氣流增強(qiáng)，氣流不穩(wěn)燃料比異常升高。風(fēng)口下渣皮增多堵塞風(fēng)口，造成風(fēng)壓冒尖導(dǎo)致懸料。通過對冷卻壁水溫差和爐頂十字測溫的觀察，將布料矩陣做進(jìn)行調(diào)整，具體如表 3、4、5 所示：
通過以上調(diào)整逐步擴(kuò)大礦角差，增加布料寬度，增減礦石帶寬度，與煤氣流充分接觸反應(yīng)，提升高爐煤氣利用率。
2）通過優(yōu)化中心與邊緣焦炭負(fù)荷，合理引導(dǎo)中心與邊緣氣流，保證爐況順行
根據(jù)爐況表現(xiàn)情況，及時調(diào)整優(yōu)化中心與邊緣焦炭負(fù)荷，合理引導(dǎo)中心與邊緣氣流，高爐的抗波動能力明顯增強(qiáng)，鐵前憋風(fēng)和風(fēng)口前下渣皮現(xiàn)象減少，爐溫趨于平穩(wěn)，生鐵三類品率有所降低，休風(fēng)料面倒“V”形狀明顯，有利于煤氣利用率的提升，煤氣利用率由以前的 45%左右上升至 46%。
2.3 降低小粒度礦石入爐量
在保證上料速度的情況下，嚴(yán)格確定篩分時間，保證燒結(jié)篩分時間大于 20 s/t，焦炭大于 1 min/t，如果時間過短應(yīng)該通過調(diào)整振篩電機(jī)振幅或者在下料口插擋棍處理，遇到原料偏碎時可以延長篩分時間或臨時換較大篩孔的篩子，在不影響正常上料的情況下定時對各個振篩進(jìn)行空振，以減少粉末入爐，改善料柱透氣性[2]。
嚴(yán)格控制原燃料料位管理，正常料位大于 5 m，低于 5 m 為低料位，在減少二次摔碎的同時，防止因原料粒度偏析造成粉末集中入爐。通過改進(jìn)，入爐粉末量達(dá)到控制目標(biāo)值（小于6%），高爐能夠適應(yīng)階段性粉末超標(biāo)。
2.4 提高鐵口出鐵率，減少憋渣鐵操作次數(shù)
爐前生產(chǎn)組織的好壞直接影響爐況的穩(wěn)定順行，改進(jìn)前爐前鐵口存在斷、漏現(xiàn)象，經(jīng)常因出渣鐵不好影響煤氣流頂溫穩(wěn)定。為避免爐內(nèi)憋風(fēng)影響氣流，提高爐前鐵口作業(yè)率是一個有效的方法。通過加強(qiáng)爐前四個班學(xué)習(xí)培訓(xùn)，增強(qiáng)爐前工的理論知識和操作技能，開展勞動競賽活動，調(diào)動職工的積極性，提高團(tuán)隊(duì)配合能力。
通過制定爐前操作標(biāo)準(zhǔn)化制度，減少爐前員工操作隨意性，規(guī)范爐前生產(chǎn)組織，三班統(tǒng)一操作，減少人為操作差異帶來的鐵口工作波動，提升鐵口出鐵率，減少憋渣鐵操作情況的發(fā)生。
通過 12 個月的實(shí)踐，1 號爐鐵口作業(yè)率從 70% 提高至 72.5%，高爐憋渣鐵操作次數(shù)明顯降低。
3 改進(jìn)效果
2018 年 1 號高爐煤氣利用率 1～12 月份平均值為 45.96%，基本完成預(yù)期目標(biāo)。
4 結(jié)論
總結(jié)萊鋼 1 號 1 080 m3 高爐提升煤氣利用率亮點(diǎn)措施有：
1）優(yōu)化裝料制度，提高爐頂布料精度，杜絕人為失誤，確保氣流穩(wěn)定正常。
2）加強(qiáng)爐溫和堿度平衡，穩(wěn)定好熱制度和造渣制度，保持爐況順行和全風(fēng)作業(yè)。
3）抓好原料倉位及篩分管理，堅(jiān)持半倉打料原則，減少入爐粉末；控制合理的篩分速度，在保證上料速度的情況下，嚴(yán)格確定篩分時間，提高爐穩(wěn)定性。
4）爐前維護(hù)好鐵口，做到穩(wěn)定均勻出凈渣鐵。
參考文獻(xiàn)
[1] 王筱留.高爐生產(chǎn)知識問答：第 3 版[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2013.
[2] 周傳典.高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社， 2002.