連云港亞新1號高爐強(qiáng)化冶煉實(shí)踐
姜永龍 魏紅玉 張慶東 張磊
（連云港亞新鋼鐵有限公司煉鐵廠）
摘 要 連云港亞新鋼鐵煉鐵廠1號高爐克服原燃料條件差的困難，通過加強(qiáng)管理，采取技術(shù)手段，使高爐實(shí)現(xiàn)了大礦批、高頂壓、高風(fēng)速等的強(qiáng)化冶煉操作，保持了高爐爐況長期的順行與穩(wěn)定，取得了產(chǎn)能提高、指標(biāo)改善的積極效果，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。
關(guān)鍵詞 高爐 強(qiáng)化冶煉 實(shí)踐
1 前言
連云港亞新1號高爐有效容積1296m3，設(shè)計年平均利用系數(shù)2.8t/m3.d，采用了雙排料倉布置、料車上料、串罐無料鐘爐頂裝料設(shè)備、單一高爐煤氣的頂燃式熱風(fēng)爐、低壓脈沖煤氣布袋除塵、高爐噴煤與富氧等技術(shù)。高爐爐頂壓力為0.03～0.22MPa，設(shè)計耐壓0.25 MPa。爐底、爐缸采用陶瓷杯復(fù)合內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，爐底滿鋪2層高爐微孔炭磚和3層半石墨高爐炭塊，爐底2層環(huán)形炭磚采用高爐微孔炭磚；爐缸環(huán)形炭磚下部5層采用高爐微孔炭磚、上部6層采用半石墨高爐炭塊砌筑，爐底、爐缸的內(nèi)側(cè)砌剛玉莫來石陶瓷杯。爐腹以上有冷區(qū)砌筑區(qū)域采用磚壁合一的薄爐襯結(jié)構(gòu)形式。
2014年7月份，高爐采取了一系列的強(qiáng)化冶煉手段，礦批由原來最大42t逐步加大到57t，頂壓加到由0.220 MPa 提高到0.245 MPa。采取強(qiáng)化冶煉措施后，取得了顯著效果。
2 原料管理是高爐強(qiáng)化基礎(chǔ)
高爐要進(jìn)行強(qiáng)化冶煉，必須有原、燃料條件作為基礎(chǔ)，所以，煉鐵廠結(jié)合廠部實(shí)際情況，加強(qiáng)了入爐原燃料管理。
2.1加強(qiáng)篩分管理，力求凈料入爐
高爐爐料結(jié)構(gòu)中，配有部分塊礦。由于塊礦中含粉較高，達(dá)30%左右，在加上受當(dāng)?shù)貧夂蛴绊?，遇到下雨天氣，粉塊粘結(jié)，一方面，上料困難，沿途轉(zhuǎn)運(yùn)站落料斗全部堵死，影響高爐其他料種的供應(yīng)；塊礦上倉后，高爐料倉粘結(jié)，有效利用容積變小，需要人工清理，清理難度大，且存在安全隱患；槽下塊礦篩板板結(jié)，而且大量粉末入爐，影響高爐順行。鑒于以上情況，煉鐵廠新建兩臺塊礦篩，將入倉塊礦全部篩分，力求凈料入爐，減少粉末對上料系統(tǒng)以及爐況的影響。
高爐用焦炭全部采用外購，現(xiàn)場露天堆放。在倒運(yùn)過程中，焦炭破碎嚴(yán)重產(chǎn)生大量的粉末。為了減少焦炭粉末入爐，煉鐵廠一方面充分利用好焦炭入爐前兩道篩的作用，建立了嚴(yán)格的清篩、檢查、考核制度；另一方面，對原有的焦丁篩進(jìn)行改造，增加篩分面積，改善篩分效果。
通過以上一系列篩分管理措施，大大較少了粉末入爐，最大程度上實(shí)現(xiàn)凈料入爐，為高爐爐況順行創(chuàng)造穩(wěn)定的保證。
2.2 焦炭分垛入爐，減少偏析影響
煉鐵廠高爐用焦炭全部外購，家數(shù)達(dá)到10余家，質(zhì)量參差不齊，具有代表性的A、B兩個廠家的焦炭指標(biāo)見表2。通過與表3對比發(fā)現(xiàn)，無論是A廠家焦炭還是B廠家焦炭，耐磨強(qiáng)度、反應(yīng)性和反應(yīng)后強(qiáng)度等主要指標(biāo)均低于相應(yīng)的指標(biāo)要求。而且，A、B兩家焦炭還存在較大的指標(biāo)差別。
由于焦炭指標(biāo)差而且質(zhì)量嚴(yán)重不均衡，所以，高爐爐況很大程度上受焦炭質(zhì)量波動影響，突發(fā)性塌滑料、爐溫大幅度波動經(jīng)常發(fā)生。
為了減少由于焦炭質(zhì)量波動而對高爐造成的影響，煉鐵廠根據(jù)外購焦質(zhì)量情況，將焦炭進(jìn)行分類管理。具體來說，就是將指標(biāo)相對好的焦炭與指標(biāo)相對差的焦炭分垛存放。高爐在用焦炭時，按照現(xiàn)場焦炭進(jìn)行分垛入爐，根據(jù)場地和來料情況，一周進(jìn)行一次輪換，兩類焦炭輪換時，高爐對礦批、焦炭負(fù)荷等進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。實(shí)際運(yùn)行中，兩類焦炭燃料比相差20kg/t左右。經(jīng)過焦炭分類管理后，爐況大幅度波動的情況大大減少。
3 大礦批，高頂壓，高風(fēng)速是高爐強(qiáng)化冶煉的核心
高爐要實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化冶煉，在抓好原燃料管理的基礎(chǔ)上，通過技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)大礦批，高頂壓，高風(fēng)速，才是高爐強(qiáng)化冶煉的核心內(nèi)容。
3.1 擴(kuò)大礦批
高爐料車容積為10m3，料罐容積為24m3，將料車和料罐的容積利用到極限，礦批只能加大到最大的42t。如果高爐強(qiáng)化冶煉，提高冶強(qiáng)，由于礦批小，高爐氣流穩(wěn)定性差，會影響到高爐爐況的順行；同時，上料系統(tǒng)負(fù)荷大，經(jīng)常虧料線，存在操作上的危害和風(fēng)險；而且，料罐裝的太滿，稍有不慎，就會發(fā)生串罐事故。
礦批擴(kuò)不上，是制約高爐進(jìn)一步強(qiáng)化的瓶頸。煉鐵廠技術(shù)人員集思廣益，采用技術(shù)手段，突破瓶頸制約，在不改造上料設(shè)施，不增加投入的情況下，創(chuàng)造性地將礦批加到57t，為高爐強(qiáng)化冶煉提供了技術(shù)保證。
3.2 提高頂壓
煉鐵廠高爐爐頂原設(shè)計壓力0.03～0.22MPa，設(shè)計耐壓0.25 MPa。在實(shí)際運(yùn)行中，一般爐頂壓力控制在不超過0.22 MPa，所以強(qiáng)化冶煉前，高爐實(shí)際爐頂壓力為0.206 MPa。理論表明，提高爐頂壓力對煤氣流分布、煤氣利用以及爐況順行都有好處。煉鐵廠經(jīng)過多方論證，結(jié)合煉鐵廠設(shè)備情況，將爐頂壓力提高到0.245 MPa，經(jīng)過長時間運(yùn)行，效果良好，為高爐強(qiáng)化提供了設(shè)備保證。
高爐爐頂壓力提高后，TRT發(fā)電量也比原來有了很大的提高，強(qiáng)化冶煉前，高爐TRT發(fā)電量是40 kWh/t，高爐強(qiáng)化后，TRT發(fā)電量達(dá)到43.5 kWh/t，提高了3.5 kWh/t。
3.3 保持風(fēng)速
保持合理的風(fēng)速，不僅影響到初始煤氣流分布，而且對高爐爐缸工作狀態(tài)和爐況順行也有影響。煉鐵廠堅持風(fēng)速與爐缸工作狀態(tài)相結(jié)合，風(fēng)速與原燃料質(zhì)量相結(jié)合的原則，在高爐全風(fēng)量操作的基礎(chǔ)上，通過調(diào)整風(fēng)口面積，保持標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速在220m/s以上。
4 設(shè)備管理是高爐強(qiáng)化的保證
煉鐵廠在公司推行6s管理的基礎(chǔ)上，適時導(dǎo)入TPM管理，加強(qiáng)設(shè)備點(diǎn)檢、維護(hù)和潤滑。重點(diǎn)、重大設(shè)備專項(xiàng)管理，所有設(shè)備建立檔案，實(shí)現(xiàn)周期管理。特別對上料系統(tǒng)以及頂壓提高后的煤氣系統(tǒng)，進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，及時發(fā)現(xiàn)隱患，減少設(shè)備故障，為高爐強(qiáng)化提供了堅實(shí)的設(shè)備保證。
5 堅持有害元素倒查
堿金屬、鉛、鋅等有害元素對爐況順行，高爐壽命均有危害。高爐強(qiáng)化后，9月份，發(fā)現(xiàn)風(fēng)口中套上翹，跑風(fēng)嚴(yán)重，休風(fēng)時發(fā)現(xiàn)風(fēng)口有液體鋅流出，嚴(yán)重時，在烤鐵口時，有鋅從鐵口流出。針對這種不正?，F(xiàn)象，煉鐵廠對入爐原料、除塵灰進(jìn)行全分析，發(fā)現(xiàn)除塵灰中含鋅最高達(dá)到16%，根據(jù)對入爐原料倒查，發(fā)現(xiàn)自產(chǎn)燒結(jié)礦中含鋅0.14%，外購球團(tuán)中含鋅0.65%，通過計算，入爐鋅負(fù)荷達(dá)到4kg/t，超出要求13倍左右。及時采取措施后，鋅負(fù)荷降到正常水平。為了降低堿金屬以及鉛鋅的危害，煉鐵廠定期對入爐原料和除塵灰進(jìn)行化驗(yàn)，隨時監(jiān)控有害元素的含量，發(fā)現(xiàn)異常及時排查，采取措施。
6 實(shí)施技改，提高煤比
高爐強(qiáng)化冶煉前，由于受到制粉、噴吹等多方面因素的影響，高爐煤比一直在80kg/t左右徘徊，不能有效的體現(xiàn)出噴煤的優(yōu)勢。為此，煉鐵廠對噴煤系統(tǒng)的收粉器、反吹等進(jìn)行改造，取得了明顯的效果，高爐煤比提高到138kg/t，改善了入爐燃料結(jié)構(gòu)，對爐況順行、節(jié)焦降耗起了很好的促進(jìn)作用。
7 生產(chǎn)實(shí)效
通過以上一系列措施，1號高爐實(shí)現(xiàn)了高水平的強(qiáng)化冶煉，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了預(yù)期效果。高爐利用系數(shù)大幅度提高，平均達(dá)3.29t/m3.d，比強(qiáng)化前提高0.25 t/m3.d，比設(shè)計水平提高0.49 t/m3.d，最高月平均達(dá)到3.599 t/m3.d。高爐消耗也實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)中有降。對比情況見表1。
表1 高爐強(qiáng)化前后指標(biāo)對比情況
備注： 強(qiáng)化前指2014年上半年，強(qiáng)化后指2014年下半年到2015年2月份期間。
8 存在的問題
高爐強(qiáng)化冶煉后，也暴漏出一些問題。
（1） 高爐爐頂溫度偏低，長期在80℃左右，造成下道工序中干法除塵布袋壓差高、卸灰困難，反過來
影響到高爐爐況。下一步準(zhǔn)備采取焦炭烘干，減少入爐水分，來緩解下道工序的壓力，同時，從布袋材質(zhì)上采取了相應(yīng)措施。
（2） 高爐采取強(qiáng)化冶煉后，實(shí)現(xiàn)全風(fēng)、高頂壓操作，對爐前耐火材料提出了更高的要求，及時提高耐材質(zhì)量，才能跟上強(qiáng)化的要求，保證安全生產(chǎn)。
（3） 高爐強(qiáng)化是建立在穩(wěn)定的原燃料基礎(chǔ)上的，由于煉鐵廠焦炭采用外購焦，質(zhì)量差，且參差不齊，制約了高爐進(jìn)一步強(qiáng)化的進(jìn)程。
9 結(jié)語
連云港亞新鋼鐵煉鐵廠1號高爐克服原燃料條件差的困難，通過加強(qiáng)管理，采取技術(shù)手段，使高爐實(shí)現(xiàn)了大礦批、高頂壓、高風(fēng)速等的強(qiáng)化冶煉操作，保持了高爐爐況長期的順行與穩(wěn)定，取得了產(chǎn)能提高、指標(biāo)改善的積極效果，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。當(dāng)然還存在若干問題，還需要采取措施逐步加以解決。