仝興武

(河北津西鋼鐵集團(tuán)股份有限公司 河北津西 064300)

摘 要：津西2000m³ 高爐爐腹、爐身部位 7 段、8 段、9 段冷卻壁( 冷卻壁為水冷鑲磚球墨鑄鐵結(jié)構(gòu)) 頻繁出現(xiàn)超高現(xiàn)象且極其不穩(wěn)定，最高溫度達(dá) 718℃，直接制約著高爐強(qiáng)化冶煉及高爐壽命。通過采取對(duì)入爐料質(zhì)量的管理，降低入爐粉末; 不斷尋求最優(yōu)裝料制度和送風(fēng)制度，最終冷卻壁溫得到了有效控制，高爐實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)、低耗。

關(guān)鍵詞：高爐；球墨鑄鐵；冷卻壁；溫度

1前言

高爐冷卻壁能有效地防止?fàn)t殼受熱和燒紅，直接制約高爐強(qiáng)化冶煉及一代爐齡時(shí)間，并維持高爐的安全生產(chǎn)。因此對(duì)于冷卻壁超高問題必須采取應(yīng)對(duì)措施控制冷卻壁溫度，使冷卻壁熱面溫度低于鑄鐵相變溫度( 鑄鐵相變溫度 400℃ ) ，以防止冷卻壁燒漏從而保護(hù)爐殼延長(zhǎng)高爐壽命。

1． 1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

津西 2000m³ 高爐于 2020 年 6 月 12 日點(diǎn)火投產(chǎn)，高徑比 2. 522，屬于矮胖型高爐，共 30 個(gè)風(fēng)口，爐前 3 個(gè)鐵成“Y”型布置。冷卻系統(tǒng)為軟水密閉循環(huán)冷卻水系統(tǒng)由軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)、高壓凈環(huán)水系統(tǒng)組成。爐體冷卻壁、爐底、風(fēng)口大、中套冷卻采用軟水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)。爐腹、爐腰與爐身中下部鑄鐵冷卻壁冷鑲氮化硅結(jié)合碳化硅磚材質(zhì)，如表 1，冷卻壁供水系統(tǒng)分四區(qū)，冷卻水管以豎向方式自下而上串接，每區(qū)支管水流量控制在 1330—1380m³ 。

1． 2 問題

2020 年 12 月 18 日后因環(huán)保檢查，燒結(jié)機(jī)限產(chǎn)，高爐入爐料配加部分落地礦; 煉鋼事故對(duì)接鐵影響; 21 日、23日高爐因換套休慢風(fēng) 1314 分鐘，對(duì)高爐整體指標(biāo)影響較大。2021 年 1 月，通過高爐本體冷卻壁在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)顯示，高爐本體 7 段、8 段、9 段冷卻壁溫度( 爐腹、爐腰部位) 開始出現(xiàn)超高現(xiàn)象( 大于 350℃ ) 且非常不穩(wěn)定，如圖1 所示。

1． 3 冷卻壁溫度超高對(duì)產(chǎn)量的影響

高爐本體 7 段、8 段、9 段冷卻壁溫度頻繁超高，操作者為了保護(hù)冷卻壁不被燒損，被迫采取控制氧量甚至控制風(fēng)量的操作手段。產(chǎn)量指標(biāo)受到了很大的損失，如表 2，因此分析冷卻壁超高原因，從根本上解決超高問題，使高爐實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、低耗、長(zhǎng)壽，才是研究的正確方向。

2 控制冷卻壁溫度

針對(duì)高爐冷卻壁頻繁超高導(dǎo)致各項(xiàng)指標(biāo)下滑問題，公司、廠部多次組織專題會(huì)討論，最終從裝料制度、送風(fēng)制度、熱制度、造渣制度、入爐料管理及爐前出鐵組織六方面制定了切實(shí)可行的調(diào)整措施。

2． 1 調(diào)整送風(fēng)制度

送風(fēng)制度調(diào)整以加長(zhǎng)風(fēng)口長(zhǎng)度( 1#610mm 變 630mm、17#590mm 變 630mm、29#610mm 變 630mm) ，縮小送風(fēng)面積提高鼓風(fēng)動(dòng)能及風(fēng)速，來吹透中心，壓制邊緣氣流，維持高爐順行的思路，高爐經(jīng)過 1 月 14 日、1 月 26 日兩次休風(fēng)調(diào)整風(fēng)口套尺寸，如表 3 所示，送風(fēng)面積縮小 0. 0079m²，鼓風(fēng)動(dòng)能及風(fēng)速均有提高，如圖 2 所示。

2． 2 調(diào)整裝料制度

高爐合理的裝料制度有利于爐內(nèi)煤氣分布，改善礦石與煤氣接觸條件，提高煤氣利用率和礦石的間接還原度，可降低焦比，有利于高爐生產(chǎn)穩(wěn)定順行。

津西根據(jù)入爐料質(zhì)量及高爐冷卻壁超差現(xiàn)象，調(diào)整以爐況順行為原則，適當(dāng)發(fā)展中心抑制邊緣為思路分階段調(diào)整布料角度，料線也由正常 K: 1. 5m，J: 1. 3m 做了相應(yīng)調(diào)整。

第一階段裝料數(shù)據(jù)參見表 4。

第二階段裝料數(shù)據(jù)參見表 5。

第三階段裝料數(shù)據(jù)參見表 6。

2． 3 熱和造渣制度

高爐爐溫及渣堿度的不穩(wěn)定必然使軟熔帶發(fā)生變化，易引起渣皮脫落、靜壓波動(dòng)，最終導(dǎo)致高爐煤氣流失常，冷卻壁溫度升高。

為了保證高爐熱制度和造渣制度的合理、穩(wěn)定。經(jīng)研究討論決定以生鐵含硅 Si: 0. 2 － 0. 4% 穩(wěn)定率≥85% ，堿度 1. 25 ± 0. 03% ，物理熱≥1480℃ 為操作方針; 綜合負(fù)荷以提前、適度、準(zhǔn)確的調(diào)劑手段為原則做到量化調(diào)劑，精準(zhǔn)調(diào)劑。爐溫穩(wěn)定率最終提高至 98. 4% ，如圖 3 所示。

2． 4 入爐物料質(zhì)量控制

2． 4． 1 優(yōu)化配礦

從配礦角度，優(yōu)化燒結(jié)礦配比，逐步降低各種除塵灰用量比例，( 1 月 18 日是從 4. 5% 減到 3. 5% 2 月 19 日， 由 3. 5 減到 2% ) 減少堿金屬帶入量，提高燒結(jié)礦質(zhì)量，不斷滿足高爐生產(chǎn)要求。

2． 4． 2 加強(qiáng)入爐料篩分管理

卷?yè)P(yáng)定期對(duì)槽下振篩調(diào)節(jié)振幅，在保證高爐料線前提下，保證最小過料量，篩透入爐料; 高爐控制好槽下料流和料層厚度，保證篩凈篩透確保 0mm ～ 5mm ＜ 3% ; 工長(zhǎng)定期清理振篩篩板，杜絕糊篩現(xiàn)象。

2． 5 爐前出鐵組織

為保證爐內(nèi)渣鐵及時(shí)出凈，給活躍爐缸創(chuàng)造條件。車間提出三個(gè)鐵口輪流“零間隔”出鐵的組織模式。并嚴(yán)抓爐前基礎(chǔ)工藝操作管理，打泥按標(biāo)尺穩(wěn)定打泥量，維護(hù)好鐵口泥套，校正好鐵口中心線，杜絕堵口跑泥現(xiàn)象，穩(wěn)定鐵口深度 3300mm 以上，實(shí)現(xiàn)放風(fēng)堵口事故為“零”，為爐內(nèi)穩(wěn)定順行提供外部條件。

3 調(diào)整效果

經(jīng)過 2 個(gè)月從裝料制度、送風(fēng)制度、熱制度、造渣制度、入爐料管理及爐前出鐵組織六方面進(jìn)行調(diào)整后，2#高爐中心氣流強(qiáng)勁有力，邊緣氣流穩(wěn)定，煤氣利用由 46 提升至 48. 52% 。

高爐順行得到了保障，產(chǎn)量及燃料消耗指標(biāo)對(duì)比 1 月份均有提升，如圖 4 所示。

4 結(jié)論

( 1) 高爐對(duì)裝料制度的每次調(diào)整必須經(jīng)過 8 個(gè)冶煉周期，再做下一步調(diào)整，做到微調(diào)，逐步取消中心加焦。以發(fā)展中心氣流為原則，兼顧邊緣氣流，兩股氣流互相匹配。

( 2) 高爐送風(fēng)制度的調(diào)整，要保證合理的鼓風(fēng)動(dòng)能及風(fēng)速( 此次調(diào)整鼓風(fēng)動(dòng)能 12000N·m/s，風(fēng)速 260m/s) ，來吹透中心維持高爐順行。

( 3) 高爐要控制較高的爐溫穩(wěn)定率及合理的爐渣堿度，避免爐溫波動(dòng)帶動(dòng)軟熔帶變化，進(jìn)而穩(wěn)定渣皮，減少冷卻壁溫度超差。