季文東  李亮  趙洋

（內(nèi)蒙古包鋼，內(nèi)蒙古 包頭 014010）

摘  要：包鋼兩座4150m³高爐在2017年使用經(jīng)濟料情況下，不斷優(yōu)化操作參數(shù)，對裝料制度進行了較大調(diào)整，實現(xiàn)了煤氣流的合理分布。解決了長期困擾高爐的順行問題以及風(fēng)口曲損、布料器壽命短等關(guān)鍵限制問題，同期高爐利用系數(shù)不斷攀升，燃料比穩(wěn)步下降，爐況順行周期得以不斷延長。本文對該段時間內(nèi)取得的成功經(jīng)驗進行總結(jié)。

關(guān)鍵詞：高爐；順行；氣流分布；爐型管理

The Improvement of Operation Technique At Baogang’s  4150m3Blast Furnace in 2017

JI Wen-dong, LI Liang, ZHAO Yang

(Baotou steel union co.LTD.Inner Mongolia, Baotou 014010)

Abstract：In 2017,  two 4150m3 blast furnaces of Baogang in the case of using economy material, then constantly optimize the operating parameters, adjusted largely the charging system and finally realized the reasonable distribution of the gas flow. It’s solved the long confused problems of production successful in blast furnace， damage the tuyeres and short life of distributor and other key restricted problems. In the same period, the capacity factor of blast furnace rising continually, the fuel ratio steady decrease, and the furnace condition anterograde cycle can protract constantly. In this paper, which is summarized the successful experience during this time.

Key words：blast furnace, production successful, air distribution, inner profile management

2017年倆座4150m³高爐年產(chǎn)616萬噸生鐵，較2016年572萬噸的年產(chǎn)量提升了44萬噸，其中以6、7、8三個月取得的進步最為顯著。從17年年初開始焦炭質(zhì)量不斷惡化，在克服焦炭質(zhì)量下降的前提下，高爐不斷摸索裝料制度。5月份開始高爐利用系數(shù)、燃料比均達到較好水平，并成功的解決了爐況波動大、風(fēng)口曲損嚴(yán)重、高爐頂溫高布料器壽命短等關(guān)鍵性問題。

1概述

包鋼稀土鋼煉鐵廠擁有兩座公稱容積4150m³的巨型高爐,其設(shè)計高徑比為2.04，屬于矮胖型設(shè)計的現(xiàn)代化大型高爐。配備了采用平坦化設(shè)計的矩形雙出鐵場，,設(shè)4個出鐵口，配套圓盤法水渣處理系統(tǒng)。高爐采用全冷卻壁結(jié)構(gòu)，38個風(fēng)口、采用軟水密閉循環(huán)冷卻；配有4座卡盧金頂燃式熱風(fēng)爐；槽下系統(tǒng)分散篩分、分散稱量；爐頂采用并罐無鐘裝料設(shè)備。兩座高爐分別于2014年5月、2015年10月開爐，開爐后包鋼人在無大高爐操作經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，不斷的摸索與實踐，依托不斷的技術(shù)創(chuàng)新與課題攻關(guān)，不斷的克服技術(shù)上的誤區(qū)，不斷優(yōu)化操作參數(shù)，改革裝料模式、優(yōu)化高爐煤氣流分布，在2017年高爐的操作技術(shù)上取得了較大的進步，主要體現(xiàn)在：

（1）高爐利用系數(shù)不斷提高。

（2）煤氣利用逐步改善、風(fēng)溫水平創(chuàng)新高、高爐燃料比在不斷下降。

（3）爐況穩(wěn)定性在不斷改善，異常爐況大大減少，爐況順行周期不斷延長。

（4）爐型逐步歸整，銅冷卻壁的掛渣穩(wěn)定性逐步增強，掉渣皮的現(xiàn)象得到了極大改善，軟熔帶根部較低帶來的風(fēng)口曲損以及部分風(fēng)口生降嚴(yán)重的現(xiàn)象得以消除，鐵水物理溫度與化學(xué)溫度的對應(yīng)性逐步改善。

（5）爐頂布料器的不斷改造以及高爐頂溫管理水平的提高實現(xiàn)了布料器使用壽命的不斷延長，為提高高爐產(chǎn)量做出了較大貢獻。

2 主要技術(shù)進步與經(jīng)驗總結(jié)

2.1 利用系數(shù)的穩(wěn)步攀升

倆座高爐開爐后曾在較長一段時間內(nèi)采用了邊緣壓制、中心小范圍適度開放的裝料制度。此種裝料制度形成的軟熔帶根部、頂部均較低，塊狀帶較大。具有間接還原區(qū)大，燃料比低的特點。但是，壓差高、冷卻壁掉渣皮現(xiàn)象頻繁、爐況順行周期短、風(fēng)口曲損等問題日益凸顯。隨著高爐入爐料逐步向“經(jīng)濟料”轉(zhuǎn)變，入爐燒結(jié)礦變料頻繁，焦炭性能逐步下降，2016年CRI、CSR(22.76、68.95),2017年CRI、CSR(25.13、64.97)，下降明顯 。高爐裝料制度開始向中心開放、邊緣抑制的方向發(fā)展。該方向改善了爐況的順行，但指標(biāo)差、風(fēng)口曲損嚴(yán)重，為解決以上問題，高爐裝料制度逐步向“疏松邊緣，適度壓制中心”轉(zhuǎn)變。制度成形后，軟熔帶根部逐步升高，困擾高爐的風(fēng)口曲損問題得以消除、爐況順行周期大大延長，高爐富氧創(chuàng)開爐新高，爐況接受強化，利用系數(shù)得以不斷提高（如圖1所示）。

2.2 高爐燃料比的不斷降低

高爐燃料比的控制上主要以高爐順行為基礎(chǔ)、原燃料管控為前提。在進行裝料制度改革后，爐況順行周期延長，尤其是軟熔帶根部的逐步升高使得風(fēng)口前的“生降”現(xiàn)象消失。減少了大量未充分還原的生礦進入爐缸的現(xiàn)象，物理溫度對應(yīng)性逐步好轉(zhuǎn)^[1]。在原料管理上加強對原燃料質(zhì)量變化的監(jiān)控，實行原燃料質(zhì)量正常檢測與不定時的抽檢相結(jié)合，槽下實行嚴(yán)格的T/h控制，篩除入爐粉末；操作上不斷提高風(fēng)溫，一般來說提高100℃風(fēng)溫可降低燃料比15kg/t左右，在2017年7月倆座高爐風(fēng)溫的使用均達到1207℃，創(chuàng)造了開爐以來的歷史記錄，另外高富氧、高頂壓的使用也從降低噸鐵熱損失、降低爐塵吹出量上為降低生鐵燃料比做出了貢獻；另外，風(fēng)口曲損的攻關(guān)效果明顯，至7月份倆座高爐“砸風(fēng)口”的現(xiàn)象全部消失，在線的噴槍數(shù)目得以保證，煤粉的均勻噴吹保證了煤粉的充分燃燒，最大限度的提高了煤粉的置換比；在槽下對原孔徑25mm的焦炭篩全部改為22.mm5孔徑，改造后焦丁數(shù)量下降，篩上焦炭數(shù)量增加，可以保證焦炭平衡為進一步上礦焦比做貢獻。由表1可見，倆座高爐的控制參數(shù)變化。

表1 包鋼4150m³高爐2017年1-7月指標(biāo)提升情況

2.3風(fēng)口曲損的消除

風(fēng)口曲損的主要是原因是渣皮頻繁脫落以及軟熔帶根部過低。風(fēng)口曲損時不能噴煤，限制了高爐煤比的提升了以及整體礦焦比的提高，，嚴(yán)重時還會造成小頭漏風(fēng)、風(fēng)管燒紅，甚至?xí)�造成被迫休風(fēng)處理。由于不能噴煤的風(fēng)口區(qū)域煤氣量低，該部位的軟熔帶位置較正常噴煤的風(fēng)口更低，大面積連片的出現(xiàn)風(fēng)口曲損后軟熔帶圓周方向分布不均，影響了高爐的二次煤氣分布。針對兩座高爐軟熔帶根部過低，更換風(fēng)口時，風(fēng)口大量下達生礦的現(xiàn)象，我們采取外擴焦炭的方式來疏松邊緣礦焦比，增強邊緣氣流。通過小幅加重中心礦焦比、微調(diào)無礦區(qū)的方式來營造“穩(wěn)定、充沛的中心氣流”。如圖2所示，邊緣、中心礦焦比在不斷調(diào)整后，軟熔帶的根部不斷上升，風(fēng)口曲損的次數(shù)逐步降低。壁體穩(wěn)定性也在不斷增強，我們用爐腰部位的月度冷卻壁溫度偏差值來表征該部冷卻壁溫度穩(wěn)定性。如圖3所示，可見其標(biāo)準(zhǔn)偏差值在不斷下降，表明該段冷卻壁渣皮穩(wěn)定性在不斷增強。

中心O/C與風(fēng)口曲損趨勢                              冷卻壁溫度月度標(biāo)準(zhǔn)偏差趨勢

2.4 煤氣流分布的合理化

兩座高爐在17年初普遍存在順行周期短，爐況易波動的現(xiàn)象。從休風(fēng)料面觀察，邊緣無火，中心無礦區(qū)大，邊緣環(huán)溝較深。針對此種現(xiàn)象，我們在2017年對高爐的裝料制度進行了重大調(diào)整，整體的調(diào)整思路是逐步疏松邊緣氣流穩(wěn)定開放中心氣流經(jīng)過近3個月的調(diào)整，爐況穩(wěn)定性大大增強、崩滑料減少、煤氣流分布得到改善、煤氣利用逐步提升、熱負荷穩(wěn)定、高爐的抗波動能力不斷加強。上部裝料制度方面的經(jīng)驗我們總結(jié)為：

（1）要控制爐喉邊緣環(huán)溝深度，防止出現(xiàn)非穩(wěn)態(tài)布料難以控制邊緣實際O/C的情況。

（2）邊緣要保證一定的焦炭數(shù)量，此舉可大幅增強高爐抵抗力、穩(wěn)定壁體、減少“渣皮”掉落次數(shù)、抬高軟熔帶根部，消除風(fēng)口曲損現(xiàn)象。       

（3）保證中心穩(wěn)定的中心氣流是大高爐順行的“生命線”。

2.5 布料器壽命的攻關(guān)

包鋼7^#高爐自2014年5月投產(chǎn)以來，由于溜槽撒料、布料不均勻，布料器托架及溜槽無力抵抗高爐爐頂持續(xù)高溫，多次出現(xiàn)托架及溜槽變形，一直制約著高爐的正常生產(chǎn)，截止2016年9月7高爐更換溜槽13臺▪次，更換布料器3臺▪次。2017年2月、3月、5月分別出現(xiàn)溜槽脫落、托架變形情況，高爐被迫休風(fēng)更換。鑒于此種情況通過對更換下來的布料器測量分析，并進行以下改進^[2]。

（1）中心喉管縮徑

布料器中心喉管內(nèi)徑由原設(shè)計DN750改為DN650。改型后可以有效束縛料流，減少布料偏析，避免向溜槽側(cè)面溢料、撒料，增強了爐喉料面布料的均勻性。

（2）增加布料器托圈冷卻裝置

經(jīng)過對布料器壽命分析，增加了托架冷卻裝置，直接冷卻布料器托架所處的高溫區(qū)域，避免托架高溫變形，提高布料器使用壽命，對高爐穩(wěn)定順行增加了保障。

（3）改變布料器溜槽托架材質(zhì)

溜槽托架作為布料器的關(guān)鍵部件，如何提高托架使用的可靠性，才是最終解決布料器壽命的關(guān)鍵因素；通過對前幾年布料器托架材質(zhì)及大量實踐使用情況分析，選擇了高溫穩(wěn)定性好、耐熱的ZG42CrMoV材質(zhì)。

3 結(jié)語

2017年高爐通過管理升級以及技術(shù)創(chuàng)新、課題攻關(guān)實現(xiàn)了利用系數(shù)的提升、燃料比的降低。消除了風(fēng)口曲損、延長了順行周期、增強了爐況的抵抗力，總結(jié)的實踐經(jīng)驗為

（1）控制適宜的環(huán)溝深度，增加邊緣焦炭厚度，提高軟熔帶根部高度、適度降低頂部高度是延長高爐順行周期，強化冶煉、降低燃料比的主要控制方向

（2）加強原燃料管控為爐況順行，降低燃料比貢獻巨大。

（3）關(guān)鍵設(shè)備長時間穩(wěn)定運行是煉鐵高效生產(chǎn)的基礎(chǔ)。

參考文獻

[1] 周傳典·高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊·冶金工業(yè)出版社

[2] 東升，季文東，高萬梁。包鋼布料器在大型高爐的應(yīng)用與改進。包鋼科技，2018，（01）.