黎均紅 魏功亮 譚海波 劉晶波

（重慶鋼鐵股份有限公司）

摘　要:正常生產(chǎn)的高爐通常需要適當(dāng)?shù)囊睙拸?qiáng)度以保證高爐的穩(wěn)定順行，并取得良好的技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效益。在國(guó)內(nèi)，關(guān)于高爐降低冶煉強(qiáng)度操作的報(bào)道不多，特別是長(zhǎng)期低冶煉強(qiáng)度及其對(duì)高爐順行的影響和操作上的應(yīng)對(duì)辦法。重鋼煉鐵廠正常生產(chǎn)時(shí)的冶煉強(qiáng)度控制在1.10-1.20t/m³·d之間，但在環(huán)保搬遷后的2010年1至5月及2014年9月至2015年3月，兩次均進(jìn)行過(guò)長(zhǎng)達(dá)近半年的低強(qiáng)度冶煉(平均冶煉強(qiáng)度0.85t/m³·d左右)。長(zhǎng)期的低冶煉強(qiáng)度若操作不當(dāng)對(duì)爐況的順行影響較大，會(huì)導(dǎo)致?tīng)t況順行變差，爐缸不活等一系列問(wèn)題。重鋼煉鐵廠通過(guò)對(duì)上、下部參數(shù)的調(diào)劑，克服了上、下工序?qū)е碌男荨⒙L(fēng)率高和原、燃料質(zhì)量劣化等問(wèn)題，基本保證了爐況的穩(wěn)定順行，并摸索出了一條長(zhǎng)期低冶煉強(qiáng)度下的操作辦法及應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞:高爐低冶煉強(qiáng)度操作

1 引言

重鋼煉鐵廠現(xiàn)有4座高爐，其中一、二、三高爐為2500m³，四高爐為1750m³，建成投產(chǎn)日期分別為2010年11月、2009年12月、2011年9月、2014年4月。4座高爐的設(shè)計(jì)利用系數(shù)為2.3t/m³·d，設(shè)計(jì)冶煉強(qiáng)度1.173t/m³·d。建成投產(chǎn)后由于受諸多因素的限制，其中二高爐于2010年1至5月，一至四號(hào)高爐于2014年9月至2015年3月，兩次均長(zhǎng)達(dá)近半年的時(shí)間為低強(qiáng)度冶煉，月平均的冶煉強(qiáng)度在0.85t/m³·d左右，最低的單月冶煉強(qiáng)度0.667t/m³·d。在低強(qiáng)度冶煉時(shí)期，高爐還受制于原、燃料質(zhì)量波動(dòng)，上下工序?qū)е螺^高的休慢風(fēng)率，及其多重疊加的影響，給高爐的穩(wěn)定順行帶來(lái)波動(dòng)。重鋼煉鐵廠在本著既保證高爐爐況的穩(wěn)定順行及節(jié)能降耗，又不能給高爐留下后遺癥，在操作上通過(guò)對(duì)原、燃料的質(zhì)量跟蹤，高爐的上、下部調(diào)劑，加強(qiáng)操作和管理等措施，基本保證了高爐的穩(wěn)定順行，并總結(jié)出了適合低冶煉強(qiáng)度的一些應(yīng)對(duì)措施。

2 重鋼煉鐵廠的低冶煉強(qiáng)度情況

重鋼煉鐵廠正常生產(chǎn)時(shí),高爐的冶煉強(qiáng)度在1.10-1.20t/m³·d之間，該區(qū)間也是爐況的穩(wěn)定順行和各項(xiàng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的最佳范圍。在此區(qū)間內(nèi)的高爐利用系數(shù)在2.2～2.4t/m³·d之間，綜合焦比515kg/t·fe左右。當(dāng)?shù)陀谠搮^(qū)間80%以下，則認(rèn)為是處于低冶煉強(qiáng)度狀態(tài)。

2.1 二高爐開(kāi)爐初期的低冶煉強(qiáng)度情況

二高爐于2009年12月23日點(diǎn)火開(kāi)爐，開(kāi)爐后不久，受到上、下工序的影響，一直處于低冶煉強(qiáng)度狀態(tài)，2010年1至5月平均綜合冶煉強(qiáng)度只有0.831t/m³·d，2010年6月份生產(chǎn)轉(zhuǎn)順后冶煉強(qiáng)度逐步提高。二高爐開(kāi)爐初期的冶煉強(qiáng)度詳見(jiàn)表1。

表1 重鋼煉鐵廠二高爐2010年1-8月冶煉強(qiáng)度表(單位：t/m³·d)

2.2 全廠2014年9月至2015年3月低冶煉強(qiáng)度情況

2014年9月下旬過(guò)后，由于原、燃料持續(xù)供給緊張，4座高爐逐漸進(jìn)入低強(qiáng)度冶煉，并先后于2014年11月及2015年3月將四高爐和二高爐停爐。一、三高爐連續(xù)生產(chǎn)，至2015年4月前爐況時(shí)有波動(dòng)，但總體保持了順行狀況，2015年4月上旬冶煉強(qiáng)度逐漸回歸至1.1t/m³·d以上。在低冶煉強(qiáng)度期間的高爐利用系數(shù)在1.244～1.520t/m³·d。具體冶煉強(qiáng)度詳見(jiàn)表2。

表2 重鋼煉鐵廠2014年10月-2015年5月綜合冶煉強(qiáng)度表, t/m³·d

3 低強(qiáng)度冶煉對(duì)高爐的影響

在該兩次降低冶煉強(qiáng)度期間，其對(duì)爐況的影響大體相當(dāng)，本文僅以第二次情況的2500m³高爐為例闡述。

在2014年9月下旬過(guò)后，高爐的冶煉強(qiáng)度控制由≤1.13t/m³·d逐步降至0.95t/m³·d左右；10月份由于原、燃料供給矛盾，煉鐵廠即開(kāi)始了“限制生鐵產(chǎn)量+高爐輪流休風(fēng)”的方式組織生產(chǎn)，高爐的冶煉強(qiáng)度控制≤0.95t/m³·d；11月份之后進(jìn)一步降低至0.8t/m³·d左右。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)和冶煉強(qiáng)度的逐步降低，其對(duì)爐況的影響逐步顯現(xiàn)，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

3.1 冶煉周期的延長(zhǎng)

在降低冶煉強(qiáng)度后，由于入爐風(fēng)量減少約20%，實(shí)際入爐風(fēng)量3850～3950NM³/min，高爐操作上為保證順行，將焦炭負(fù)荷由4.5t/t降至4.05t/t并將噴煤比相應(yīng)降低，這也導(dǎo)致高爐的冶煉周期從6.5h延長(zhǎng)至8.5h。

3.2 風(fēng)口水箱燒壞頻繁

隨著冶煉強(qiáng)度的降低，風(fēng)口水箱的燒壞較正常生產(chǎn)時(shí)段偏多，期間共燒壞風(fēng)口138個(gè)，在2015年2月份最多時(shí)全廠達(dá)到46個(gè)。燒壞小套的部位多集中在前端的上部和內(nèi)圓的下方。2015年4月份冶煉強(qiáng)度回歸正常后水箱燒壞的數(shù)量大幅減少。

3.3 爐況逐漸憋風(fēng)

冶煉強(qiáng)度降低后，3座2500m³高爐爐況的穩(wěn)定性變差，抗外界波動(dòng)能力減弱，加上原、燃料的質(zhì)量波動(dòng)增加，高爐較為憋風(fēng)不易接受風(fēng)量，透氣指數(shù)也由正常生產(chǎn)時(shí)的3150～3250降低至2850～2950。

3.4 其它影響

在低強(qiáng)度冶煉期間，由于原、燃料的供給矛盾也帶來(lái)其質(zhì)量的波動(dòng)，加上高爐多次的輪流休風(fēng)待料，水箱大量燒壞漏水等，高爐的滑料次數(shù)明顯增加，特別是當(dāng)以上各種不利因素重疊出現(xiàn)時(shí)對(duì)爐況順行的影響較大。此期間高爐的綜合焦比也由正常生產(chǎn)時(shí)的515kg/t·fe升高至550kg/t·fe以上，最高時(shí)在2015年2月份達(dá)到574kg/t·fe。

4 采取的應(yīng)對(duì)措施

在低冶煉強(qiáng)度初期，我廠即已采取了很多必要的措施，包括精料工作，上下部的調(diào)劑，冷卻制度的調(diào)整和爐內(nèi)、外的操作管理等。通過(guò)這些措施，最大限度的保證了高爐的穩(wěn)定順行，在近半年的低強(qiáng)度冶煉期間，爐況雖有波動(dòng)，但總體順行良好。

4.1 精料工作

精料工作仍然是生產(chǎn)中的重中之重，也是保證高爐爐況順行的前提。在高爐限產(chǎn)后，低冶煉強(qiáng)度狀態(tài)下的精料工作，對(duì)高爐的穩(wěn)定順行顯得更為重要。

4.1.1加強(qiáng)篩分管理

對(duì)各種入爐原燃料入爐前盡量進(jìn)行篩分，包括加強(qiáng)高爐槽下篩分和露天塊礦的料場(chǎng)篩分等，以減少粉末入爐。同時(shí)對(duì)各料倉(cāng)的閘門和給料機(jī)振幅適度調(diào)整，將篩分時(shí)間由之前的180秒延長(zhǎng)至200～260秒，減少給料速度的同時(shí)提高篩分效率。另外針對(duì)生礦雨天時(shí)段較濕較濕容易堵塞篩孔等問(wèn)題，通過(guò)勤打篩子的辦法保持篩分效果。

4.1.2建立預(yù)警機(jī)制

由專職技術(shù)人員負(fù)責(zé)，通過(guò)MES系統(tǒng)每天對(duì)原、燃料的化學(xué)成份、各項(xiàng)理化指標(biāo)等進(jìn)行跟蹤，并設(shè)置報(bào)警值，例如CRI設(shè)定為>30%、CSR<50%等，超出限定值后及時(shí)反饋并報(bào)告給高爐，以便高爐操作上提前采取措施應(yīng)對(duì)。

4.1.3合理的爐料結(jié)構(gòu)

保持合理的熟料比在90～92%，其中燒結(jié)礦占78～83%，減少生礦入爐，適當(dāng)將釩鈦球團(tuán)的配比由8%以上降至5%左右，在適當(dāng)提高操作爐溫的同時(shí)減少爐缸的熱結(jié)。另外針對(duì)部分進(jìn)口塊礦中Al₂O₃高，易引起爐渣中Al₂O₃增加等問(wèn)題，采取靈活調(diào)節(jié)燒結(jié)礦中MgO含量的辦法，確保爐渣中MgO與Al₂O₃的比值適當(dāng)控制在0.54以上，以降低爐渣粘度穩(wěn)定高爐順行。

4.2 上部調(diào)整

4.2.1適當(dāng)縮小礦石批重

重鋼2500m³高爐爐喉的直徑為8.2m，正常全風(fēng)生產(chǎn)時(shí)礦石批重63-66噸/批，在低冶煉強(qiáng)度期間適當(dāng)減小礦石批重至57-60噸。為保證爐況的穩(wěn)定順行，縮小礦批的同時(shí)為保證焦炭層的厚度，采取少量增加焦比，并將噴煤比由135-145kg/t·fe減至100-120kg/t·fe等辦法穩(wěn)定高爐順行。

4.2.2布料參數(shù)的調(diào)整

上部裝料制度的調(diào)節(jié)堅(jiān)持“上穩(wěn)下活”的原則，布料參數(shù)設(shè)定為，對(duì)爐喉徑向的礦、焦比例適當(dāng)控制，以實(shí)現(xiàn)合理的煤氣分布，保持中心和邊緣兩條煤氣通路。在生產(chǎn)過(guò)程中，根據(jù)爐況的變化及爐身溫度的變化情況，逐步調(diào)整，確保焦、礦分布均勻，達(dá)到高爐穩(wěn)定順行和降低焦比的目的。

4.3 送風(fēng)面積的調(diào)整

低冶煉強(qiáng)度后，隨著入爐風(fēng)量的減少鼓風(fēng)動(dòng)能將減弱，為保持適宜的鼓風(fēng)動(dòng)能需要適當(dāng)縮小風(fēng)口面積。操作上如果采取堵風(fēng)口的方式短期可行，長(zhǎng)期堵風(fēng)口將引起爐缸不活容易出現(xiàn)死區(qū)；若大量的更換風(fēng)口小套將導(dǎo)致備件成本的增加。為此，采取在部分Ø120-Ø130mm小套上加裝Ø95-Ø105mm陶瓷套，并選擇1-2個(gè)風(fēng)口輪換堵死的方式，以縮小進(jìn)風(fēng)面積。通過(guò)調(diào)整后送風(fēng)面積由0.3250m²左右減少至0.2620m²左右。生產(chǎn)時(shí)的入爐風(fēng)量由4850Nm³/min減至3850-3950Nm³/min。通過(guò)此調(diào)整后維持標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速在245—255m/s區(qū)間，以保證中心氣流和爐缸的活躍。

4.4 冷卻水量的調(diào)整和水溫監(jiān)控

當(dāng)冶煉強(qiáng)度降低后，爐內(nèi)熱流相對(duì)減弱，不可避免出現(xiàn)爐墻結(jié)厚現(xiàn)象，進(jìn)而影響高爐順行。為此，操作上對(duì)高爐軟水的水量和進(jìn)、出水溫差進(jìn)行監(jiān)控，保持進(jìn)水溫度在41-43℃的情況下，控制水溫差3-5℃為宜。調(diào)節(jié)水量時(shí)，將軟水量由3800m³/h減少至3600m³/h左右，并對(duì)冷卻壁和爐底兩個(gè)分支的水量微調(diào)，以降低冷卻強(qiáng)度，減少爐底、爐墻的結(jié)厚的現(xiàn)象。

4.5 做好爐內(nèi)及爐外的操作

爐內(nèi)操作時(shí)，需適當(dāng)控制風(fēng)壓、全壓差，特別當(dāng)原、燃料質(zhì)量劣化時(shí)，各輪班必須嚴(yán)格控制，并及時(shí)退負(fù)荷，以保證爐況的順行。特別當(dāng)爐缸出現(xiàn)局部堆積時(shí)，采用錳礦洗爐活躍爐缸。爐外出渣鐵控制好合理的流速，操作上根據(jù)實(shí)際情況選擇鉆頭直徑在52-55mm，鐵流速度4～6t/min；改善炮泥質(zhì)量，穩(wěn)定打泥量，使其形成穩(wěn)定泥包，保證鐵口深度在2.8-3.2m，嚴(yán)防出鐵時(shí)噴濺；遇鐵水連續(xù)放不出時(shí)，及時(shí)采取并口放鐵等措施以減輕爐內(nèi)壓力。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上措施，在低冶煉強(qiáng)度期間高爐最大限度的維持了穩(wěn)定順行。事實(shí)證明以上辦法在操作上是可行的。在2015年4月份原、燃料供給情況改觀后，高爐通過(guò)簡(jiǎn)單調(diào)整，冶煉強(qiáng)度很快回歸至1.13t/m³·d，且調(diào)整過(guò)程一次轉(zhuǎn)順，爐況未發(fā)生波動(dòng)。但低強(qiáng)度冶煉還面臨另外一些問(wèn)題，包括：

（1）維持較低的冶煉強(qiáng)度導(dǎo)致冶煉周期的延長(zhǎng)，當(dāng)高爐出現(xiàn)低爐溫時(shí)，提升爐溫的時(shí)間延長(zhǎng)，上部加入的焦炭需要較長(zhǎng)時(shí)間才能到達(dá)爐缸，低溫爐下的高爐操作難度增加。

（2）封堵固定風(fēng)口減小進(jìn)風(fēng)面積時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，爐缸局部易出現(xiàn)死區(qū)，加重了爐缸不活，特別在高爐休慢風(fēng)率增加和休風(fēng)頻次增加時(shí)，燒壞小套明顯增多。

（3）長(zhǎng)時(shí)間低風(fēng)量易造成爐缸堆積，風(fēng)量越小堆積越嚴(yán)重，高爐抗外界干擾能力變差，各操作參數(shù)匹配空間變窄，調(diào)節(jié)難度加大。

（4）我廠的低冶煉強(qiáng)度是在原、燃料供給不足的情況下，作為生產(chǎn)中的過(guò)渡措施，有效保證了生產(chǎn)的連續(xù)性。實(shí)際生產(chǎn)中若維持過(guò)低的冶煉強(qiáng)度，對(duì)生鐵的產(chǎn)量影響較大，燃料消耗偏高，很不經(jīng)濟(jì)。