唐鋼北區(qū)3#高爐強化冶煉生產(chǎn)實踐

董國強  客海濱  尤新東 尹海斌 袁雪濤 尹海斌

（煉鐵廠）

摘  要： 進入冬季以來，受北方特殊氣候影響，煉鐵廠在采暖季響應(yīng)環(huán)保響應(yīng)，燒結(jié)機頻繁的停機限產(chǎn)，唐鋼北區(qū)3號高爐被迫吃落地?zé)�結(jié)礦；其次，隨著市場波動，焦炭質(zhì)量明顯下滑等不利前提下，高爐通過采取一系列措施，以高爐順行為主，產(chǎn)量與質(zhì)量穩(wěn)步上升，燃料消耗大幅下降，強化了冶煉強度。

關(guān)鍵詞： 高爐;爐缸活性;強化冶煉;節(jié)能降耗

zPractice Of Strengthening Smelting Production

Of 3# BF In Tangshan iron And Steel Group

Dong Guoqing  Ke Haibin  You Xindong  Yin Haibin  Yuan Xuetao

（Ironmaking Plant）

Abstract:  Since  the beginning of winter,the northern special climate has changed greatly,and the ironworks actively respond to the call for environmental protection and production restriction.Under the condition of frequent shutdown and limited production,the NO.3 BF at Tangsteel was forced to use floor sinter.With the fluctuation of the market and the obvious decline of coke quality,a series of measures have been taken in the blast furnace,with the main blast furnace running,the output and quality are steadily rising,the fuel consumption is greatly reduced and the smelting intensity is strengthened.  

Key words:  BF  Crucible Activity  Intensified Smelting  Energy Saving

1 前言

唐鋼3號高爐，是原2560m3高爐擴容改造為3200 m3，設(shè)計采用碳磚—陶瓷杯復(fù)合爐缸爐底結(jié)構(gòu)，爐頂為并罐無鐘爐頂，渣處理為輪法水沖渣，熱風(fēng)爐為四座內(nèi)燃式霍戈文熱風(fēng)爐，采用交叉并聯(lián)送風(fēng)制度。爐缸直徑12.4m，設(shè)有四個鐵口，32個風(fēng)口。爐腹、爐腰、爐身下部6—9段采用鑲磚銅冷卻壁 ，爐腹以上爐墻采用薄襯結(jié)構(gòu)，采用軟水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)。爐身角82.29°，爐腹角78.37°。

本體共設(shè)18段冷卻壁，1-5段為光面鑄鐵冷卻壁，6-9段為銅冷卻壁，10-18段為鑄鐵鑲磚冷卻壁，6-14段每段沿圓周方向有9個電偶測溫點。4段銅冷卻壁每段48塊，共192塊，第6段安裝在爐腹上，第7段安裝在爐腰，第8、9段安裝在爐身下部，銅冷卻壁厚度125mm。

2 唐鋼3號高爐原燃料條件變化

唐鋼煉鐵廠響應(yīng)環(huán)保響應(yīng)措施，自北方進入冬季采暖期以來，燒結(jié)機頻繁的停機限產(chǎn)，高爐生產(chǎn)被迫吃落地?zé)�結(jié)礦，落地?zé)�結(jié)礦配入量統(tǒng)計見表1。

表1 落地?zé)�結(jié)礦配入量統(tǒng)計表

由于環(huán)保響應(yīng)，北區(qū)燒結(jié)頻繁停機，大量配吃落地?zé)�結(jié)礦，3#高爐在燒結(jié)礦限產(chǎn)期間高爐配吃落地?zé)�結(jié)礦占入爐燒結(jié)礦的20%-50%，最高個別時配吃燒結(jié)礦的70%。一方面大量配吃落地?zé)�結(jié)礦造成高爐透氣性惡化，被迫調(diào)整料制疏導(dǎo)氣流，以調(diào)整中心焦比例為主，同時提焦比退礦批改善料柱透氣性。另一方面短時間內(nèi)大幅度的加減落地?zé)�結(jié)礦的用量容易引起氣流激變，導(dǎo)致熱量大幅變化，高爐磚襯、壁體波動較大，氣流不穩(wěn)，上部靜壓波動頻繁，從而影響高爐燃耗和順行。爐身下部靜壓高，上部靜壓不穩(wěn)，靜壓穩(wěn)定后風(fēng)壓陡升，伴有偏滑尺，爐況波動較大，時有減風(fēng)現(xiàn)象發(fā)生。高爐被迫采取壓邊開中心料制，提焦比、退礦批措施提高高爐適應(yīng)性。

唐鋼3號高爐燃料主要以自產(chǎn)干焦（唐美干）和外購焦（美錦）為主，由表2，表3可以看出，唐美干A逐步升高，熱強度逐步降低，外購美錦的A也逐步升高。

表2  唐美干主要成分參數(shù)

表3  美錦主要成分參數(shù)

焦炭質(zhì)量的明顯下滑，自產(chǎn)干熄焦A、S上升，其反應(yīng)性及反應(yīng)后強度也明顯變差，影響爐缸的透氣性和透液性，從而導(dǎo)致爐缸的工作狀態(tài)變差。

焦炭CRI和CSR指標(biāo)的影響。低CRI和高CSR的焦炭有利于高爐冶煉。焦炭的反應(yīng)性低，開始氣化溫度高，高爐的間接還原區(qū)域擴大，礦石在高爐間接還原區(qū)域停留的時間得以延長，有助于發(fā)展間接還原。而由于直接還原的降低，焦炭的溶損率下降，反應(yīng)后強度提高有利于高爐的透氣性和渣鐵的滲透。生產(chǎn)實踐表明，焦炭的熱強度對高爐的操作影響較大，燃料比因CSR的降低而升高。

表4 鋅負荷統(tǒng)計表

富含鋅的高爐除塵灰被回收后，用作燒結(jié)原料。眾所周知，燒結(jié)工藝過程中，脫鋅能力幾乎為零，這樣燒結(jié)礦帶著鋅作為高爐的主要原料進入高爐，從而形成了工藝上的循環(huán)富集。鋅在高爐循環(huán)富集加劇后，容易造成爐身中上部結(jié)厚，改變正常的操作爐型，導(dǎo)致高爐不易接受風(fēng)量，氣流不穩(wěn)，嚴(yán)重影響高爐的產(chǎn)量和質(zhì)量。鋅對焦炭強度有一定的破壞作用，在爐缸容易形成死料堆，影響爐缸活躍程度，造成爐缸堆積。下圖為休風(fēng)后風(fēng)口取出的渣鐵凝結(jié)物，該凝結(jié)物表面光亮，鋅含量相當(dāng)高。

3 唐鋼3號高爐的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)

在上述原燃料條件：燒結(jié)機頻繁的停機限產(chǎn)，高爐生產(chǎn)被迫吃落地?zé)�結(jié)礦。燃料質(zhì)量下降，自產(chǎn)干焦灰分和硫分大幅上升，焦炭熱強度指標(biāo)下降。高爐鋅負荷的加劇等諸多不利影響下，對高爐爐況造成負面影響顯著。出現(xiàn)高爐爐況不順，邊緣氣流不穩(wěn)、中心氣流較弱，爐體渣皮穩(wěn)定性差，爐身靜壓波動頻繁。高爐產(chǎn)能低；高爐煤氣利用差，燃料比高；爐缸溫度持續(xù)走低，爐缸堆積日益嚴(yán)重等。

4 強化措施

4.1上下部制度調(diào)整

我們本著“打開中心、穩(wěn)定邊緣，形成寬度適宜的礦焦平臺，深度適宜的中心漏斗，保持合適的礦焦層厚度，穩(wěn)定煤氣流，后逐步減少中心焦炭量”的思路進行了上部料制調(diào)整。采取了“縮小礦焦角差，減少中心焦”的裝料方法，把礦焦同時從爐喉中心外移，開放中心通道，要保證中心氣流充沛，既要保證爐喉料面有足的漏斗深度，同時平臺要穩(wěn)定。配合裝料制度的變化，在礦、焦批重上的選擇上也進行了大幅調(diào)整。如下表5、6所示，礦批由68-84t，入爐焦比460-390Kg/t.Fe。經(jīng)過調(diào)整后，高爐爐況發(fā)生質(zhì)的變化，技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)大幅提高，爐況穩(wěn)定性得到根本改善，冶煉成本大幅降低。

表5料制前調(diào)整

表6料制后調(diào)整

選擇適宜的風(fēng)口面積，保持適宜的風(fēng)速和鼓風(fēng)動能。高爐冶煉實踐表明，下步調(diào)劑是根本，風(fēng)口回旋區(qū)是煤氣流分布的起點，爐缸初始煤氣流對二次、三次煤氣分布起主導(dǎo)作用。如果下步調(diào)劑不對，通過上部調(diào)劑是不起作用的。尤其是大型高爐上部裝料不帶中心焦，要保證足夠的風(fēng)量，從而保證適宜的風(fēng)速和鼓風(fēng)動能尤其重要。鼓風(fēng)動能提高后，爐缸工作狀態(tài)明顯改善，熱量充沛穩(wěn)定。我們對下部風(fēng)口面積進行了調(diào)整S0.4169-S0.4051，高爐以提升風(fēng)速為核心，吹透中心，活躍爐缸，提高料柱的整體透氣性，解決低品位、高渣比、高富氧、高煤比強化冶煉帶來的高爐透氣性變差的技術(shù)難題，增強爐況的順行程度與抵抗外界變化的能力。牢固樹立“順行是基礎(chǔ)，爐缸是核心，風(fēng)量是生命線”的高爐操作理念。已持續(xù)上下部調(diào)劑為手段提高煤氣利用，降低燃料消耗，在保持較大風(fēng)量吹透、吹活爐缸；減少中心死料堆的空間體積，進而有利于爐缸活躍和冶煉強度的提高。

4.2 狠抓高爐精料工作

原燃料管理：原燃料質(zhì)量好與穩(wěn)定是高爐煉鐵生產(chǎn)的保障，是高爐強化冶煉的基礎(chǔ)和前提。抓好精料工作除了要密切關(guān)注焦炭、燒結(jié)礦、球團礦和煤粉的各項化學(xué)和物理性能外，還要做好槽下篩分工作，減少燒結(jié)礦小粒級入爐。通過采取優(yōu)化閘門開度、振動篩的振幅以及及時清理篩網(wǎng)等一系列措施來減少原燃料入爐粉末。

適時進行原料質(zhì)量的控制。隨著礦批的擴大，礦層的加厚，高爐透氣性變差，勢必會影響高爐的穩(wěn)定順行。因此要積極改善入爐原料的冶金性能：控制原料燒結(jié)礦中MgO含量的基本穩(wěn)定，從而保證高爐渣中（MgO）含量的穩(wěn)定。合理控制高堿度燒結(jié)礦中間倉料位和高爐倉的料位。根據(jù)廠要求，盡可能優(yōu)化并穩(wěn)定用料結(jié)構(gòu)：72%燒結(jié)礦+16%球團+12%生礦。及時測定燒結(jié)礦堿度和配料發(fā)生變化狀態(tài)下的原料冶金性能和堿金屬含量以及鋅含量變化，做到受控。

4.3 精細管理和精準(zhǔn)管理

日常操作管理上，高爐實行精細管理和精準(zhǔn)管理，做到四班統(tǒng)一。制定合理的操作參數(shù)，對風(fēng)量、風(fēng)溫、富氧、壓差、[si]和[s]范圍作出相應(yīng)的規(guī)定，以保證長期的穩(wěn)定順行與較高強度的冶煉。為了適應(yīng)原燃料質(zhì)量的波動，[si]控制0.45-0.55%，爐渣堿度控制在1.1-1.15，MgO8.5-9.5%，保證鐵水質(zhì)量和渣鐵的流動性。同時也有利于爐渣排鋅。

倒班作業(yè)長按照操作方針執(zhí)行，強調(diào)堅持趨勢化管理和標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，發(fā)揚勤觀察、勤分析、勤計算、勤調(diào)劑的“四勤”作風(fēng)，要對爐溫的變化提前預(yù)知、提前判斷、提前調(diào)劑的技能，做到早動、少動，保持熱制度的穩(wěn)定。同時，3爐還建立了一系列行之有效的應(yīng)急預(yù)案，如停水，停電、停風(fēng)應(yīng)急預(yù)案，爐缸燒穿應(yīng)急預(yù)案以及風(fēng)量萎縮應(yīng)對辦法等。進行周期性練兵，提高操作人員的快速應(yīng)急能力，規(guī)避爐況較大的風(fēng)險。為提高高爐操作與管理水平，強化專業(yè)管理和發(fā)揮倒班作業(yè)長的本班組安全生產(chǎn)行政第一責(zé)任人的管理職能，量化和發(fā)揮績效考核的激勵作用，培養(yǎng)團隊精神和發(fā)揮團隊作戰(zhàn)的優(yōu)勢和執(zhí)行力，實現(xiàn)高爐長期安全高效低耗穩(wěn)定運行，特制定了班組績效量化考核管理辦法，并逐步完善，取得良好的效果。

4.4加強爐前管理

不斷提高炮泥質(zhì)量。高爐鐵口炮泥為高爐提高冶煉強度，保證高爐連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)提供保證與前提。

隨著冶煉強度的提高，爐前能否及時出凈渣鐵，直接關(guān)系到爐況的穩(wěn)定與順行。3爐設(shè)置4個鐵口，正常生產(chǎn)中采用2個鐵口對角不間斷出鐵。工長及時掌握好出鐵狀況，調(diào)節(jié)好開鐵口時間和出鐵時間。加強關(guān)鍵設(shè)備的點檢、維護工作，嚴(yán)格執(zhí)行點檢定修制。爐前各班加強對爐前設(shè)備的點檢，特別是泥炮炮頭和開口機設(shè)備，保證鐵口正常工作�？刂畦F口深度3.m-3.3m，開口間距嚴(yán)格控制在20min以內(nèi)，力爭零間隔出鐵。作業(yè)區(qū)加強了爐前工技能培訓(xùn)，并制定了相應(yīng)的考核制度，規(guī)范操作。

針對鐵口噴濺問題，采取了對爐缸和鐵口部位進行灌漿措施。改善炮泥質(zhì)量，并采用泥炮的二次壓入技術(shù)，有效地消除鐵口噴濺。

5 指標(biāo)完成情況

爐況穩(wěn)定順行。爐型保持良好，煤氣利用顯著提高，由38%-45%，產(chǎn)量上升至7200t/d以上，燃料比大幅下降。

表7  2017年至今高爐參數(shù)

6 結(jié)語

高爐通過上下部調(diào)劑，扭轉(zhuǎn)了頻繁吃落地?zé)�結(jié)礦及焦炭質(zhì)量下滑引起爐況波動的局面，提高高爐適應(yīng)能力，其主要經(jīng)驗概括如下。

（1）針對原燃料變差的情況，適當(dāng)縮小進風(fēng)面積，提高鼓風(fēng)動能，為爐況穩(wěn)定和提高煤氣利用率打下良好的基礎(chǔ)。

（2）原燃料變差和風(fēng)口面積縮小后，高爐摸索合理的布料制度達到均衡煤氣流分布，穩(wěn)定邊緣氣流。

（3）原燃料條件變差時，疏松中心氣流以中心加焦為主要摒棄，中心加焦過多，既浪費寶貴的能源，又使中心氣流難以控制。中心加焦過多，中心料柱變大，礦石下降通道越窄，透氣性越也差，最終影響爐缸的活躍程度及高爐爐況順。

（4）基礎(chǔ)管理要精細化和精準(zhǔn)化，爐內(nèi)精心操作，杜絕大提大拉，保持渣皮和路況穩(wěn)定；爐前強化作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，保證出鐵正點率和鐵口合格率。