邯鋼五高爐煉鐵低能耗冶煉技術(shù)

魏航宇  李志明

（河鋼集團(tuán)邯鋼公司煉鐵部）

摘  要：邯鋼五高爐經(jīng)過(guò)兩年的時(shí)間走出了常年鬧爐況的境遇，特別是面對(duì)原燃料條件逐漸惡化和爐役后期的情況，創(chuàng)新調(diào)整操作制度，在爐役接近11年冷卻壁損壞漏水和碳磚侵蝕的情況下，高爐利用系數(shù)提高到2.7t/m3·d，噸鐵500kg的燃料比，實(shí)現(xiàn)了真正的低能耗冶煉。

關(guān)鍵詞：煤氣流控制；操作制度；燃料比

1 概況

今年來(lái)由于經(jīng)濟(jì)形式和鋼鐵行業(yè)的不景氣，特別是鋼鐵成本壓力增大后，高爐煉鐵面臨的問(wèn)題也逐漸增多，原燃料條件的惡化，指標(biāo)的進(jìn)步要求逐漸提高，如何降低生鐵成本是高爐煉鐵的首要問(wèn)題，生鐵成本涉及方面很多，原燃料消耗、人工成本和動(dòng)能成本等，如何降低燃料消耗成為近年來(lái)高爐生產(chǎn)的主題。邯鋼5高爐降低生鐵燃料比過(guò)程中主要是對(duì)煤氣流的合理控制，努力提高煤氣利用率，另外消化減少外圍影響穩(wěn)定了生產(chǎn)，焦比降至310kg/t鐵，煤比135kg/t鐵，燃料比保持在500 kg/t鐵以下，產(chǎn)量由于爐役后期和爐缸溫度升高較快控制在5350噸/日（利用系數(shù)2.65），達(dá)到了降低消耗的最終目標(biāo)。

2 操作制度的調(diào)整

2.1 送風(fēng)制度

五高爐共設(shè)有28個(gè)風(fēng)口，所用風(fēng)口主要包括，550×120、550×110、500×120和500×110四種，其中的550mm長(zhǎng)風(fēng)口使用較謹(jǐn)慎，最多未超過(guò)6個(gè)，自2013年開(kāi)始逐漸淘汰550×110和500×110風(fēng)口，煤氣流的第一次分布和形成過(guò)程主要受送風(fēng)制度影響，送風(fēng)制度主要包括風(fēng)口長(zhǎng)短、面積和對(duì)應(yīng)的鼓風(fēng)動(dòng)能和爐腹煤氣量的大小等，為適應(yīng)較高的冶煉強(qiáng)度，特別是隨著原燃料質(zhì)量的逐漸退步，根據(jù)2015年五高爐繼續(xù)加強(qiáng)送風(fēng)制度的合理分配，一直以大風(fēng)量低氧為主線，風(fēng)口面積逐步放大，目前全部使用500×120風(fēng)口。2015年后隨著爐役后期的特殊要求，高爐根據(jù)爐體和爐況變化情況對(duì)風(fēng)氧使用進(jìn)行階段性的調(diào)整，2015年高爐富氧率平均1.19%，較2014年降低5%，到2015年10月份后富氧率僅有0.51%，高爐通過(guò)對(duì)風(fēng)量和氧的調(diào)整，高爐穩(wěn)定順行、指標(biāo)提升較多，特別是爐缸溫度得到了很好的控制。就5#高爐目前送風(fēng)制度看，送風(fēng)比超過(guò)了2.0，動(dòng)能達(dá)到了9500-10000，回旋區(qū)深度1.643，深度指數(shù)0.528，爐腹煤氣量5050，煤氣指數(shù)59，回旋區(qū)深度和指數(shù)屬正常范圍，實(shí)現(xiàn)了爐役后期的穩(wěn)定、安全和高產(chǎn)，高爐風(fēng)量和富氧情況見(jiàn)圖1。

2.2 裝料制度

2.2.1 布料角度

2011年5高爐中修開(kāi)爐后，3月份-7月份高爐生產(chǎn)指標(biāo)較好，但由于后期原燃料降低成本措施的實(shí)行，整體原燃料質(zhì)量下降較多，特別是焦炭品種增加、性能變差、入爐原料品位下降0.5%-1%，致使高爐爐內(nèi)整體透氣性變差，氣流分布與爐料分布情況變化且不相適應(yīng)，原燃料變化后為保證中心氣流的正常通道，高爐開(kāi)始對(duì)爐頂裝料制度和送風(fēng)制度做出調(diào)整，調(diào)整后起到了較好的效果，但由于原燃料條件一直處于波動(dòng)時(shí)期，高爐布料制度和送風(fēng)制度也一直再跟隨調(diào)整。2011年-2015年5#高爐主要布料角度變化見(jiàn)表1。

表1  5#高爐近兩年布料角度變化表

2.2.2 布料環(huán)數(shù)和料線

布料環(huán)數(shù)和料線對(duì)爐料爐內(nèi)分布情況起較大控制作用，近年來(lái)5高爐雖布料角度的變化較多，布料環(huán)數(shù)和料線變化也較為明顯，布料環(huán)數(shù)一直處于上升趨勢(shì)，特別是爐況出現(xiàn)較大變化過(guò)程后，為了調(diào)節(jié)煤氣流分布避免出現(xiàn)局部氣流和氣流不暢等現(xiàn)象，布料環(huán)數(shù)的調(diào)整一定意義上相當(dāng)于定點(diǎn)布料，實(shí)施后效果還是較為明顯的。料線主要是塊狀帶厚度的一個(gè)體現(xiàn)，2012年3月前料線一直處于1.5m，由于5高爐左右探尺自開(kāi)爐以來(lái)很少走齊，偏差較大，特別是爐頂裝料后，焦炭和礦石所反應(yīng)情況更不相同，針對(duì)這種情況，2012年后逐漸收角度，并將料線上提，礦料線1.4m，焦料線1.3m。通過(guò)整體的爐頂裝料制度調(diào)節(jié)，兩探尺基本走齊，偏差焦小。

2.3 造渣制度和出鐵制度的調(diào)整

2.3.1 高爐爐渣低鎂高鋁控制技術(shù)的開(kāi)發(fā)

隨著原燃料條件的變化，特別是高鋁原料的配加，高爐渣冶煉控制成為制約高爐強(qiáng)化的一個(gè)方面，五高爐2013年前造渣一直控制鋁鎂比0.5以上，以穩(wěn)定良好的爐渣性能和脫硫性能，但由于燒結(jié)增加鎂灰成本過(guò)高，另外品位影響較大，2014年后逐漸降低MgO含量，渣中鎂已經(jīng)降低到7%左右，Al2O3含量逐步提高，渣中鋁已經(jīng)升高到16%，高爐鋁鎂比基本上控制在0.4-0.45，高爐渣鎂鋁情況見(jiàn)圖2，高爐生產(chǎn)指標(biāo)沒(méi)有受到影響，燒結(jié)礦降低成本的同時(shí)也大大的增加了排堿能力。

2.3.2 低硅冶煉技術(shù)的實(shí)施

五高爐逐步對(duì)造渣制度進(jìn)行調(diào)整的同時(shí)，熱制度隨之進(jìn)行了調(diào)整，逐漸推行低硅冶煉技術(shù)，2015年硅素較2010年降21.3%，硅素情況見(jiàn)圖3，低硅冶煉技術(shù)的實(shí)施將燃料消耗降低至最低，燃料比降低5kg/t鐵，燃料比降低到505kg/t鐵以下，鐵中硫和鐵水物理熱的穩(wěn)定性得到了提高，低硅冶煉為低燃料比冶煉創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。

3 參數(shù)變化

3.1 水溫差的變化

自2013年開(kāi)始高爐逐步采取增大中心氣流，減弱邊緣氣流的做法，裝料制度上邊緣焦炭逐漸減弱，礦圈數(shù)增加，送風(fēng)制度上采取大風(fēng)量吹透中心和減氧增加中心氣流的做法，從效果看壁體穩(wěn)定性明顯增強(qiáng)，水溫差趨勢(shì)見(jiàn)圖4，這是燃料比下降的一個(gè)主要原因。

3.2 煤氣利用率

煤氣利用率是煤氣能量利用的直接體現(xiàn)者，而壓差則是我們?nèi)粘２僮骱蜖t內(nèi)壓量關(guān)系的主要參數(shù)，兩者互相矛盾又互相關(guān)聯(lián)，我們追求好的壓量關(guān)系前提下最大程度的提高煤氣利用率，5#高爐煤氣利用率和壓差都由于外部調(diào)節(jié)變化變化較大，2013年后保證壓差穩(wěn)定在150kPa以下，見(jiàn)圖5，使煤氣利用率提高到48.5%以上。

4 效果及結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)操作制度的調(diào)整，特別是煤氣流的調(diào)整起作用后，2013年高爐燃料比大量降低，2014和2015年降到500kg/t鐵，雖然后期也采取了一些措施，但降低幅度很小，五高爐燃料比趨勢(shì)見(jiàn)圖6。

從5#高爐近期燃料比看，整個(gè)操作制度與煤氣流變化是最關(guān)鍵的因素，日常調(diào)劑操作參數(shù)主要是裝料制度的上部微調(diào)和下部送風(fēng)制度的合理控制，爐外出鐵也是影響高爐順行的一個(gè)最主要因素。

1）上部裝料制度是高爐煤氣流調(diào)整的重點(diǎn)；

2）送風(fēng)制度的控制是煤氣流穩(wěn)定的基礎(chǔ)；

3）造渣制度和熱制度是高爐穩(wěn)定的基礎(chǔ)，同時(shí)也是低燃料比冶煉的關(guān)鍵；

4）只有通過(guò)各種制度的優(yōu)化，最終將燃料比降至500kg/t鐵以下。