范 磊

（廣西柳州鋼鐵集團有限公司， 廣西 柳州 545002）

摘 要：對柳鋼 2 650 m3 高爐制約強化冶煉的因素進行分析，發(fā)現(xiàn)高爐原燃料質(zhì)量不穩(wěn)定、操作爐型不合理是 其重要因素。通過加強原燃料管理、調(diào)整操作制度等一系列措施，摸索出高強度冶煉下高產(chǎn)操作模式，鐵水產(chǎn)量 不斷刷新紀(jì)錄，2018 年鐵水平均日產(chǎn) 6 747 t，創(chuàng)造開爐以來最好水平。

關(guān)鍵詞：高爐；強化冶煉；操作實踐

2 號高爐于 2012 年 9 月 3 日開爐投產(chǎn)，有效容積 2 650 m³ ，年產(chǎn)生鐵230 萬 t。車間堅持“穩(wěn)生產(chǎn)， 控成本，求創(chuàng)新，強管理，重文化，促立人”的十八字工作思路，落實好“以焦定產(chǎn)，定產(chǎn)降焦，降焦增產(chǎn)” 十二字生產(chǎn)組織策略，近幾年總體保持了生產(chǎn)的均衡穩(wěn)定，通過對制約高爐強化冶煉的因素分析，摸索出 2 650 m³ 高爐高強度冶煉下高產(chǎn)操作模式，為大高爐提產(chǎn)操作積累了一些經(jīng)驗。

1 制約高爐強化冶煉的因素

1.1 原燃料質(zhì)量不穩(wěn)定

1.1.1 原料方面

燒結(jié)礦的RDI（低溫還原粉化指數(shù)）長期偏高， 尤其是進入2017 年 6 月份之后，RDI 偏離≤25%的控制范圍，抽查最高達到29.02%，燒結(jié)廠采取提高FeO、MgO、外配高硅粉等措施來降低RDI，其 中 w（FeO）由之前的 8.5%提高到9.0%、w（MgO）由 1.95%提高到 2.10%，直到 10 月中旬 RDI 才達到控制范圍內(nèi)，見圖1。

1.1.2 燃料方面

2017 年 3 月下旬至 4 月中旬，焦炭含 S 高且各班波動大，兩個班之間焦炭S含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）波動值維持0.2%左右。焦炭含硫量的大幅波動造成入爐硫負(fù)荷波動，高爐需頻繁調(diào)節(jié)燒結(jié)比來保證鐵水質(zhì)量，使得爐料的軟熔性能也出現(xiàn)波動，引起軟熔帶上下移動容易引起爐墻結(jié)厚。進入 6 月，因二焦干熄焦 檢修，造成 M₁₀ 大幅下降，抽檢最高達到 7.5%，M₄₀ 最低不足 84%。9 月份，因一類1/3 焦煤斷料和一類主焦煤不足，焦炭熱強度呈下滑趨勢，直到 10 月中旬， 焦炭各項性能才有所改善，詳見圖2 和圖 3。根據(jù)統(tǒng)計，2017 年焦炭反應(yīng)后強度CSR 檢驗次數(shù)總共53 次，焦炭CSR 在 60%以上有 47 次，檢測達標(biāo)率88.7%。

噴吹用煤的品種較多且有些煤種儲存量不夠，導(dǎo)致噴煤結(jié)構(gòu)調(diào)整頻繁。部分噴吹用煤燃燒性和反應(yīng)性偏低，風(fēng)口存在結(jié)焦或堵槍現(xiàn)象，影響高爐噴煤的均勻性和穩(wěn)定性，同時未燃煤粉與CO₂ 發(fā)生熔損反應(yīng)變?nèi)?，致使大量固相的未燃煤粉卷入初渣中，在渣中形成了非均勻相，從而強烈地影響了爐渣的黏度^[1]，高爐軟熔帶的透氣透液性及渣鐵流動性變差，加劇爐況波動，制約高爐進一步強化冶煉。

1.2 操作爐型不合理

2017 年，高爐風(fēng)口長度存在 670 mm×Φ115 mm 和 560 mm×Φ118 mm 兩種類型，風(fēng)口長短不一直接影響到初始氣流分布的均勻性和合理性，容易造成氣流偏行，影響合理操作爐型的形成，在后期調(diào)整中，中心氣流不容易打開，加上對冷卻壁溫度下降未引起足夠的重視，導(dǎo)致渣皮頻繁脫落燒損風(fēng)口小套。

2 采取措施

2.1 加強原燃料管理

俗話說“七分原料，三分操作”，精料是強化冶煉的基礎(chǔ)。適時監(jiān)控入爐的原燃料質(zhì)量情況，通過微信交流平臺及時進行信息分享與反饋，并重點從以下幾方面改善原燃料性能。

1）降低入爐有害元素，尤其是堿金屬和鋅，控制其負(fù)荷分別≤3.5 kg/t、≤0.5 kg/t。

2）穩(wěn)定焦炭質(zhì)量，保證焦炭的冷熱強度達標(biāo)，以確保焦炭在爐內(nèi)的骨架作用。

3）穩(wěn)定噴吹煤結(jié)構(gòu)，少用高硫煤或燃燒性和反應(yīng)性不好的煤種，保證煤粉在風(fēng)口帶完全燃燒，降低未燃煤粉在爐內(nèi)的殘留。

4）加強爐料的篩分管理，制定了篩網(wǎng)使用、控制和檢查更換制度，并建立臺賬，達到控制焦炭和燒結(jié)篩分速度分別為≤25 kg/s 和≤28 kg/s，從而確保入爐燒結(jié)礦＜5 mm 的粒度所占比例在5%以內(nèi)。

5）做好混料工作，通過控制斗門大小、放料順序、報警提示等手段實現(xiàn)燒結(jié)、球團、塊礦、焦丁均勻混合。

2.2 調(diào)整操作制度

2.2.1 熱制度

爐溫直接反應(yīng)爐缸工作的熱狀態(tài)，冶煉過程中控制充足而穩(wěn)定的爐溫，是保證高爐穩(wěn)定順行的基本前提。面對原燃料質(zhì)量不穩(wěn)定，高爐爐溫按0.50%～ 0.65%進行控制，提高爐缸熱量儲備增強爐況抗波動能力，同時物理熱也保證在1 500 ℃以上。

2.2.2 造渣制度

造渣制度應(yīng)適合于高爐冶煉要求，有利于穩(wěn)定順行，有利于冶煉優(yōu)質(zhì)生鐵。2018 年，考慮到鐵水流動性和排堿的需要，爐渣堿度進行下調(diào) 0.05，控制1.10～1.15，同時鐵水中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在 0.020% 到 0.040%之間。此外，為降低堿金屬危害進行常態(tài)化排堿，每周進行堿平衡計算，檢驗排堿效果。

2.2.3 送風(fēng)制度

風(fēng)口是煤氣的發(fā)源地，對初始氣流分布起著重要支配作用，確定合理風(fēng)口面積，是維持較高風(fēng)速和適宜鼓風(fēng)動能，確保吹透中心，實現(xiàn)合理的下部操作制度的關(guān)鍵^[2]。2017年，逐步統(tǒng)一風(fēng)口尺寸為560 mm× Φ118 mm，風(fēng)口面積較之前增大0.016 5 m² ，為增加風(fēng)量和氧量提供了條件，風(fēng)量由 4 800 m³ /min 提高到 4 950 m³ /min，富氧率由 3.3%提高到 3.6%，標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速和鼓風(fēng)動能均相應(yīng)增大，有利于吹透爐缸中心，減少死焦堆。同時對于一些上翹嚴(yán)重的中套，利用年修的機會進行更換，達到圓周氣流和操作爐型穩(wěn)定的目的。

2.2.4 裝料制度

本著“高爐穩(wěn)定靠中心氣流，指標(biāo)靠適當(dāng)?shù)倪吘墯饬?rdquo;的思路，礦石平臺寬度和中心焦量保證是這次主攻方向。2017 年 7 月，高爐通過程序成功控制焦炭放料，該程序?qū)崿F(xiàn)溜槽布完倒數(shù)第二個焦角時關(guān)閉料流避免焦炭落到環(huán)帶，溜槽到達最低焦角再重新打開料流布料，能夠最大限度地把焦炭布到中心，量化中心焦炭量。中心焦量保證后，增強了中心氣流的強度和力度，根據(jù)加入10%的中心焦時，煤氣利用率降低3.17%，當(dāng)加入 20%的中心焦時，煤氣利用率降低 6.34%^[3]，為兼顧煤氣利用率情況，通過不斷實踐，焦炭制度K⁴⁰4³⁸3³⁵2³²2²⁹1²⁶11³¹ 能夠長期使用。

礦石平臺寬度調(diào)整經(jīng)歷時間較長，總體思路是當(dāng)壓量關(guān)系緊張時，礦石平臺搓堆減環(huán)；當(dāng)壓量關(guān)系適當(dāng)時，礦石平臺拉寬增環(huán)。2017 年，礦焦基本呈負(fù)-1°，礦石平臺寬度在8°，礦批66 t 左右。進入 2018 年，開始嘗試同角布料，以裝料制度P³⁸3³⁶3³⁴3³²2³⁰ 2^K404³⁸3³⁵2³²2²⁹1²⁶1¹³1 作為基礎(chǔ)，不斷尋找合理的礦石平臺。

先使用制度P⁴⁰1³⁸3³⁶3³⁴2³²2³⁰2 進行實踐，觀察高爐參數(shù)變化情況，爐況接受后有步驟地擴大批重，并觀察十字測溫邊緣溫度變化，出現(xiàn)溫度大于150 ℃，及時采取壓邊措施，在保證礦石平臺寬度基礎(chǔ)上增加最外環(huán)礦石圈數(shù)，最終形成裝料制度 P⁴⁰2³⁸3³⁶3³⁴3³²2³⁰2^K404³⁸3³⁵2³²2²⁹1²⁶1¹³1，批重 70 t，負(fù)荷 4.50～4.60。

2.3 強化出鐵管理

日常操作中，爐前渣鐵的排放是否及時，直接關(guān)系到爐況順行和技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的提升。隨著產(chǎn)量不斷提高，爐前出鐵模式做了相應(yīng)調(diào)整：確定1 號、3 號鐵口作為主出鐵口，2 號鐵口備用，并嚴(yán)格控制修溝時間在3天以內(nèi)；量化爐前操作，開鐵口鉆頭由50 mm 變?yōu)?5 mm 或 60 mm，打泥量由2.5 格調(diào)整為3.0格，控制出鐵間隔在15 min 以內(nèi)。此外，加強與外圍的溝通，為高爐生產(chǎn)創(chuàng)造良好的外部環(huán)境，通過與運輸溝通，爐前拉對罐時間間隔較之前縮減5 min，極大地減少帶鐵堵口次數(shù)。

3 實施效果

通過對制約高爐強化冶煉因素進行調(diào)整，取得較好實施效果。2018年高爐平均日產(chǎn)大幅上升，其中 11 月創(chuàng)造平均日產(chǎn)7 201 t 的好成績，其他各項指標(biāo)也有不同程度進步，見表1。

4 結(jié)論

1）高爐強化冶煉是一個系統(tǒng)工程，需要多方面分析制約的因素，措施要有針對性。

2）原燃料質(zhì)量與高爐強化冶煉息息相關(guān)，高爐只有先解決原燃料穩(wěn)定問題，才能為強化冶煉創(chuàng)造條件。

3）強化冶煉過程中合理氣流是關(guān)鍵，上下部調(diào)劑要匹配，下部是基礎(chǔ)，上部是保證，操作實踐時要盡量穩(wěn)定焦炭平臺，調(diào)整好礦石平臺，同時配以大風(fēng)量、大富氧，使得兩道氣流合理分配。

參考文獻

[1] 周傳典，主編.高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2012：388.

[2] 孟令君.濟鋼煉鐵技術(shù)管理的進步[J].煉鐵，2014（2）：24- 28.

[3] 騰召杰，程樹森，趙國磊，等.高爐中心加焦對氣流分布及煤氣利用的影響[J].鋼鐵研究學(xué)報，2014（12）：9- 14.