王銳

（陜西龍門鋼鐵集團(tuán)煉鐵廠，陜西韓城 715405）

摘要：本文主要論述了龍鋼4#高爐在應(yīng)用“中心取焦”后，高爐冶煉過(guò)程出現(xiàn)的一系列波動(dòng)、失常、以及對(duì)應(yīng)的措施、調(diào)劑思路進(jìn)行分享探討。

關(guān)鍵詞：中心取焦；失常；恢復(fù)順行

1  前言

龍鋼4#高爐有效容積1800m³，設(shè)置26個(gè)風(fēng)口，兩個(gè)鐵口，本高爐采用國(guó)內(nèi)大型高爐先進(jìn)技術(shù)，其中有皮帶上料、PW型串罐式無(wú)鐘爐頂、爐喉熱成像儀、密閉式軟水循環(huán)冷卻系統(tǒng)、高爐料面激光探測(cè)儀\無(wú)塵式出鐵及供料配套環(huán)保設(shè)施、廢氣環(huán)保在線監(jiān)測(cè)、成熟的先進(jìn)高爐管理經(jīng)驗(yàn)等。

該爐于2009年1月順利開(kāi)爐，2018年2月27日停爐中修，于2018年4月10日點(diǎn)火送風(fēng)，并快速達(dá)產(chǎn)達(dá)效，通過(guò)科學(xué)的系統(tǒng)精細(xì)化管理，堅(jiān)持以穩(wěn)定、順行、高產(chǎn)、低耗、清潔能源生產(chǎn)的目標(biāo)，爐內(nèi)爐外兩手抓，團(tuán)隊(duì)竭盡努力，各項(xiàng)指標(biāo)不斷突破歷史記錄。

4#高爐自投產(chǎn)后一直采用中心加焦技術(shù)，高爐開(kāi)爐裝料角度采用激光料流軌跡探測(cè)角度為依據(jù)，通過(guò)摸索布料規(guī)律后校正角度達(dá)到了合理的煤氣流分布，高爐實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)周期的穩(wěn)定、順行，各項(xiàng)指標(biāo)也得到了很大的突破，但隨著行業(yè)低成本冶煉的戰(zhàn)略實(shí)施下，大環(huán)境的不斷優(yōu)化原燃料結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)原燃料理化性能下滑的狀態(tài)，中心加焦技術(shù)在進(jìn)一步強(qiáng)化冶煉后出現(xiàn)了一定程度的限制，4#高爐在此原燃料質(zhì)量的基礎(chǔ)上，穩(wěn)定中心和邊緣兩股氣流，通過(guò)與國(guó)內(nèi)先進(jìn)企業(yè)多次的對(duì)標(biāo)學(xué)習(xí)，經(jīng)過(guò)研究與論證開(kāi)始實(shí)施逐步取消中心加焦，但在實(shí)踐過(guò)程中也出現(xiàn)波動(dòng)、煤氣流失常、后經(jīng)過(guò)認(rèn)真的總結(jié)對(duì)癥調(diào)劑很快扭轉(zhuǎn)，緊密注意爐型的變化，實(shí)行大高爐趨勢(shì)化管理，達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)取得良好的效果，同時(shí)給多種模型下的操作制度積累豐富的經(jīng)驗(yàn)。2019年4號(hào)高爐指標(biāo)見(jiàn)表1

表1　2019年6-12月份煉鐵4號(hào)高爐技術(shù)指標(biāo)報(bào)表

2  操作調(diào)整

2.1調(diào)整前期爐況運(yùn)行主要參數(shù)如表2。

表2　高爐主要參數(shù)

2.1.1調(diào)整前

中心加焦裝料制度C^39.1₃^37.4₃^35.6₂^33.5₂^31.1₂^28.5₂¹³₄O^39.1₃^37.4₃^35.6₃^33.5₂^31.1₂ 通過(guò)對(duì)調(diào)整前邊緣與中心爐喉熱成像在線跟蹤、爐墻各層溫度、水溫差及爐芯溫度的綜合分析判斷，邊緣氣流相對(duì)較重，中心開(kāi)放。要取消中心加焦必須要適當(dāng)疏松邊緣氣流來(lái)保證煤氣出路。

2.1.2 調(diào)整過(guò)程：

（1）第一次調(diào)整：2020年1月3日開(kāi)始調(diào)整裝料制度為C^38.5₃^36.8₂^35.0₂^32.9₂^30.5₂^28.1₂^25.1₂^21.1₂¹⁶₂ O^38.5₂^36.8₃^35.0₃^32.9₂^30.5₂^28.1₂  礦焦角同縮增加中心焦過(guò)渡檔位，中心向外環(huán)過(guò)渡，適當(dāng)控制壓差，礦批減小至55t，負(fù)荷4.30改善料柱透指，調(diào)整后密切關(guān)注系統(tǒng)溫差、及爐墻各層溫度的變化防止邊緣氣流過(guò)分發(fā)展影響高爐長(zhǎng)壽。

爐況反應(yīng)： 1月4-9日，壓量基本穩(wěn)定，透指較好，下料順暢，本體溫差有上升由3.0℃上升至5.6℃，熱成像觀察邊緣氣流發(fā)展，爐芯溫度略有下降趨勢(shì)，爐溫波動(dòng)大。

（2）第二次調(diào)整：1月9日，參考第一次調(diào)整的情況，裝料制度調(diào)整為C^39.1₃^37.4₂^35.6₂^33.5₂^31.1₂^28.7₂^25.7₂^21.7₃O^39.1₃^37.4₃^35.6₃^33.5₂^31.1₂ 礦焦角同擴(kuò)大，減少礦平臺(tái)使礦帶變窄，擴(kuò)大中心無(wú)料區(qū)，外移中心焦至過(guò)渡檔位，運(yùn)行兩個(gè)冶煉周期后逐步加風(fēng)至415kpa，風(fēng)量3500m³/min，頂壓235kpa，放開(kāi)壓差至180kpa，通過(guò)提高風(fēng)速來(lái)打開(kāi)中心，全風(fēng)口面積0.2559m²風(fēng)速230m/s。

爐況反應(yīng)：運(yùn)行至1月10日中班，從熱成像觀察中心氣流較弱邊緣發(fā)展的征兆，本體水溫差溫差未有明顯升高趨勢(shì)5.0~5.5℃左右，下料基本順暢，壓量關(guān)系在出鐵前后有波動(dòng)。

（3）第三次調(diào)整：通過(guò)兩日運(yùn)行情況綜合分析，爐況穩(wěn)定性較前期下降，且風(fēng)量有萎縮，攻關(guān)小組經(jīng)過(guò)謹(jǐn)慎商討后，決定采用了外廠同級(jí)別高爐中心取焦效果較好的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)，于1月11日~12日調(diào)整裝料制度為C^39.0₃^37.5₂^35.5₂^33.5₂^31.0₂^28.5₂^25.5₂O^38.5₂³⁷₂³⁵₂³³₂^30.5₂^28.0₂ →C⁴⁰₃^38.5₂^36.5₂^34.5₂³²₂^29.5₂^26.5₂ O^39.5₂³⁸₂³⁶₂³⁴₂^31.5₂²⁹₂，（注：此裝料制度角度偏離了開(kāi)爐探測(cè)料流軌跡角度）料線1.5m提至1.3m，去掉原過(guò)渡焦炭檔位，中心物料區(qū)再次擴(kuò)大，礦焦角同推0.5°適當(dāng)抑制邊緣，參數(shù)調(diào)整堅(jiān)持了原思路進(jìn)一步提高風(fēng)速，用于打開(kāi)中心，考慮原燃料實(shí)際情況，縮小礦批至42t，負(fù)荷4.0，輕料快跑，適當(dāng)降低煤比，改善料柱透指，提高富氧量至12000m³/h，使高溫區(qū)位置下移，目標(biāo)料速8批/h。

爐況反應(yīng)：經(jīng)過(guò)調(diào)整后初期，下料偶有較小幅度的滑尺，壓量關(guān)系在出鐵前后較為敏感，觀察中心氣流大而發(fā)散，邊緣氣流出現(xiàn)不穩(wěn)定有局部氣流，本體溫差升高至6.0，爐芯溫度開(kāi)始呈下降趨勢(shì)，爐墻溫上部溫度東南西南溫度升高無(wú)規(guī)則波動(dòng)，此階段下隨著上部裝料制度的調(diào)整，爐型發(fā)生變化，以多觀察，量化調(diào)劑為主，加強(qiáng)爐前出鐵管理，狠抓原燃料篩分，維持此階段運(yùn)行。1月18日由于受爐頂關(guān)鍵設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題帶來(lái)的故障，高爐被迫休風(fēng)4小時(shí)檢修處理，休風(fēng)前期渣鐵溫度充沛，爐況穩(wěn)定，于23:00堵6個(gè)風(fēng)口，恢復(fù)至全風(fēng)80%階段時(shí)，出現(xiàn)第一次崩料管道行程，東南方向料面吹翻，隨后1月19日全天共計(jì)崩料管道行程4次，順行徹底遭到破壞，煤氣流失常，爐墻各層溫度大幅度波動(dòng)，爐墻8、9段部分測(cè)溫點(diǎn)逐步出現(xiàn)呆滯，東南方位上部出現(xiàn)粘結(jié)，渣鐵溫度急劇下行，爐況進(jìn)一步惡化，17；30難行懸料，停煤停氧，減風(fēng)至150kpa以下崩料，料線5米，且3個(gè)尺偏差較大，對(duì)于爐況出現(xiàn)的失常狀況分析為，在調(diào)整過(guò)程中造成邊緣負(fù)荷偏重而中心氣流未達(dá)到順暢，頻繁吹翻后爐墻上部出現(xiàn)局部粘結(jié)，對(duì)此采取集中加焦4批改全焦一個(gè)冶煉周期進(jìn)行恢復(fù)，并調(diào)整裝料制度為C^38.5₃^36.8₂^35.0₂^32.9₂^30.5₂^27.9₂^25.1₃O^38.5₂^36.8₃^35.0₃^32.9₂^30.5₂  （恢復(fù)開(kāi)爐探測(cè)的等圓料流軌跡角度）按風(fēng)量操作放緩恢復(fù)節(jié)奏，適當(dāng)提高爐溫控制生鐵含[Si]0.40~0.50%，物理熱＞1495℃降低渣堿[R₂]至1.10~1.15，按照風(fēng)速達(dá)到240m/s，開(kāi)始開(kāi)風(fēng)口，經(jīng)過(guò)36小時(shí)恢復(fù)，爐況逐步恢復(fù)至全風(fēng)，礦批50t負(fù)荷4.33，中心氣流徹底打開(kāi)，邊緣氣流適宜，爐芯溫度逐步回升，爐況得到扭轉(zhuǎn)，達(dá)到進(jìn)一步強(qiáng)化的基礎(chǔ)。

3  調(diào)整效果

經(jīng)過(guò)一周時(shí)間的穩(wěn)固，2月份第一周各項(xiàng)指標(biāo)得到很大的突破，如表3：

通過(guò)中心取焦在4號(hào)高爐成功的應(yīng)用，對(duì)比前期各項(xiàng)指標(biāo)，可以看出在提高冶強(qiáng)的過(guò)程中，日產(chǎn)量較前期得到大幅提高的同時(shí)，燃料比、焦比穩(wěn)中下降，達(dá)到了本次調(diào)整后的目標(biāo)。后續(xù)在爐型進(jìn)一步規(guī)整，原燃料不斷的優(yōu)化改善，結(jié)合料面探測(cè)儀在爐喉截取的成像，將探索中心取焦后適宜本高爐的平臺(tái)寬度+漏斗深度，進(jìn)一步深挖指標(biāo)潛能，達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水準(zhǔn)。

4  結(jié)語(yǔ)

1、4號(hào)高爐取消中心加焦成功是在開(kāi)放邊緣氣流導(dǎo)致?tīng)t墻粘結(jié)的特殊爐況下取得的，但取消中心焦料制的準(zhǔn)備過(guò)程中，放邊和縮小角差應(yīng)是必不可少的步驟。

2、在適應(yīng)取消中心加焦料制的過(guò)程時(shí)，調(diào)整上部裝料制度較頻繁，沒(méi)有足夠的爐況觀察期又調(diào)整上部布料角度，易加劇爐內(nèi)氣流分布的不穩(wěn)定，加大爐況判斷與處理難度，取消中心加焦料制不成功的主要原因是:料制的調(diào)整時(shí)間間隔過(guò)短，加劇爐內(nèi)氣流分布的不穩(wěn)定。

3、在大高爐崛起的先進(jìn)技術(shù)環(huán)境下，必須遵循科學(xué)、相信科學(xué)數(shù)據(jù)化在逐步替代經(jīng)驗(yàn)技術(shù)化，在本次實(shí)踐過(guò)程中就會(huì)更好達(dá)到彎道超車。

4、關(guān)于爐內(nèi)兩道氣流的匹配關(guān)系，采用取消中心加焦料制氣流分布應(yīng)保證中心氣流為主，適當(dāng)?shù)倪吘墯饬鳛檩o，在本次調(diào)整過(guò)程中爐況一度出現(xiàn)失常也充分證實(shí)了這一點(diǎn)，。

5、實(shí)踐中導(dǎo)致?tīng)t墻粘結(jié)需要一個(gè)度的衡量，這仍需要我們進(jìn)行大量的工作來(lái)把握,。

6、在取消中心加焦調(diào)整過(guò)程中需要密切關(guān)注爐墻溫度的變化，特別是爐身上部的水溫差和熱流強(qiáng)度，本體溫差在3.0~4.0℃為宜。超出這個(gè)范圍就得注意氣流分布是否穩(wěn)定合理。

7、在改善中心取焦后中間環(huán)帶煤氣利用差的問(wèn)題上，結(jié)合爐況實(shí)踐狀態(tài)，4號(hào)爐大膽嘗試增加礦中焦丁的混入量，適當(dāng)減小焦炭/焦丁比值，噸鐵焦丁比由45kg/t增加至65kg/t，在皮帶運(yùn)礦過(guò)程中經(jīng)過(guò)時(shí)間計(jì)算定位混入焦丁，使其步入中間環(huán)帶，達(dá)到改善中間環(huán)帶煤氣利用差的問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)階段效果初顯。

8、結(jié)合料面探測(cè)儀在爐喉截取的成像，下一步將探索中心取焦后適宜本高爐的平臺(tái)寬度+漏斗深度，做為重要課題，進(jìn)一步深挖指標(biāo)潛能。

參考文獻(xiàn)

[1]  《高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊(cè)》周傳典 主編

[2]  《高爐煉鐵500問(wèn)》 郝素菊 蔣武峰等

[3]  《高爐煉鐵工藝及計(jì)算》 成蘭伯 主編