朱所成 蔡浩
（酒鋼集團(tuán)宏興鋼鐵股份有限公司）
摘 要：本文對酒鋼1號高爐爐況失常后的強化冶煉進(jìn)行了總結(jié)，結(jié)合1號高爐原燃料質(zhì)量不穩(wěn)定、爐況波動等情況，通過對高爐采取加強原燃料管理、優(yōu)化上下部制度及日常操作、抓好爐前管理等手段，高爐產(chǎn)量穩(wěn)步提高，焦比不斷降低，各項經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)不斷進(jìn)步。
關(guān)鍵詞 高爐；強化冶煉；順行；出鐵；鼓風(fēng)動能；高產(chǎn)
1 概述
酒鋼1號高爐有效容積1800m3，設(shè)有2個出鐵口，26個風(fēng)口，配有4座內(nèi)燃式熱風(fēng)爐。自2018年1月份以來，高爐綜合入爐品位由53%下降至51%，焦炭CSR由69%下降至62%且不穩(wěn)定，受原燃料質(zhì)量下降變化影響，爐況出現(xiàn)波動，產(chǎn)量持續(xù)偏低，爐況恢復(fù)較為困難（爐況失常過程中經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)見表1），爐況恢復(fù)前期過程中，將重心放在下部熱制度以及上部裝料制度調(diào)整上，經(jīng)過一段時間調(diào)整后，爐況強化冶煉未達(dá)到預(yù)期。經(jīng)過對影響爐況的內(nèi)外要素原因分析后，通過調(diào)整下部送風(fēng)制度、細(xì)化高爐操作、優(yōu)化操作參數(shù)、加強入爐料和爐前出鐵管理等措施，高爐爐況逐步恢復(fù)順行。
2 強化冶煉實踐
2.1 加強原燃料入爐管理
由于受地理條件和市場形勢限制，1號高爐所用原燃料質(zhì)量波動較大，2017年10月開始爐況失常后，上部靜壓頻繁冒尖，出現(xiàn)邊緣管道。前期分析邊緣過重，采取調(diào)整裝料制度適當(dāng)發(fā)展邊緣，但未達(dá)到預(yù)期效果。后經(jīng)過入爐料的查看，發(fā)現(xiàn)入爐料的篩分等方面未做到精細(xì)管理，導(dǎo)致除塵灰量由90t/d上升至105t/d，為能夠做到“粗糧細(xì)做”采取以下措施提高原燃料入爐管理：
（1）經(jīng)過對1#-16#給料機角度測量，工作角度在6-13°，導(dǎo)致給料機嚴(yán)重自流，過篩效果差，通過將給料機角度下調(diào)至5°，同時在給料機下料口加可調(diào)節(jié)擋板，有效控制了料流量。同時對振篩振幅進(jìn)行調(diào)整，加強過篩效果，從而改善入爐篩分情況，降低入爐粉末，在原燃料較差情況保證入爐料粉末及時篩凈從而確保入爐料的質(zhì)量提升。
（2）針對1號高爐拉料快，地溝各振篩人工清理時間長影響拉料速度，通過備料畫面增加1#—16#振篩清篩時間設(shè)定程序，備料操作人員可根據(jù)實際拉料速度與篩面料量合理調(diào)整振篩清篩時間，既滿足拉料速度，又有效清理振篩。
（3）強化原燃料過程控制，通過優(yōu)化1號高爐拉料方式來提高上料速度和保證原燃料過篩效果，即：前兩車礦振料時間充予就盡量多拉，第三車相對振料時間受限就把設(shè)定量減下來，解決了第三車礦料車到底后不能及時振夠料的問題，又增加了振料時間，提高過篩效果。
通過上述措施，高爐除塵灰量下降至85t/d，給料機篩下粉末增加，2018年2月后，高爐上部塊狀帶透氣性改善，高爐上部靜壓冒尖次數(shù)減少。
2.2 調(diào)整合適的鼓風(fēng)動能，活躍爐缸
進(jìn)入2018年1月后，隨著爐況失常，爐底中心溫度逐步由410℃下降至360℃，鐵水物理溫度最高在1450℃，與爐況失常前最高1500℃相比，降幅較大，渣鐵流動性降低。爐況調(diào)整上前期先采取上部料制調(diào)整。1號高爐采用“中心+漏斗”的布料模式，爐況失常后，經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)尚可。考慮到當(dāng)前的經(jīng)營形勢下，降成本是首要考慮因素，因此料制調(diào)整上主要通過縮小布料角差，降低布料平臺寬度，增大漏斗，同時調(diào)整布料矩陣中心礦焦的角度和環(huán)數(shù)，降低中心礦焦比，發(fā)展中心氣流為主，未考慮“中心加焦”的布料模式。同時下部調(diào)整熱制度，控制爐溫的化學(xué)熱[si]＞0.6%。但調(diào)整后效果不明顯，爐底中心溫度繼續(xù)由360℃下降至260℃，爐缸的活躍性進(jìn)一步降低。
經(jīng)過對爐況的分析，結(jié)合當(dāng)前的原燃料條件，分析認(rèn)為：目前燒結(jié)礦的品位低、高爐渣量大，焦炭反應(yīng)后強度下降，加之燒結(jié)礦使用進(jìn)口精礦粉后，低溫還原粉化率高、軟化溫度高、高爐軟熔帶位置低、料柱透氣性差，使得中心不易吹透，惡心循環(huán)進(jìn)一步加劇渣鐵流動性變差，中心不活躍。需要對下部送風(fēng)制度進(jìn)行調(diào)整，在當(dāng)前的小風(fēng)量前提下，增大鼓風(fēng)動能從而活躍爐缸，改善爐缸工作狀態(tài)。鼓風(fēng)動能是高爐下部調(diào)節(jié)的重要參數(shù)之一，長期的爐況調(diào)整經(jīng)驗表明，鼓風(fēng)動能適宜，有利于高爐爐缸工作狀態(tài)均勻活躍，爐內(nèi)下部初始煤氣流分布合理，爐況穩(wěn)定順行。經(jīng)前期爐況經(jīng)驗，1號高爐適宜鼓風(fēng)動能在85±2Kj/S，爐況順行強化冶煉時鼓風(fēng)動能上限，反之則下限。2018年2月下旬，休風(fēng)先后將鐵口區(qū)域的風(fēng)口更換為小長風(fēng)口，風(fēng)口面積由0.2902m2逐步縮小至0.2866m2。縮小進(jìn)風(fēng)面積后，風(fēng)量基本穩(wěn)定在3000-3100m³/min區(qū)間，鼓風(fēng)動能逐漸增加，在上部調(diào)節(jié)的配合下，鼓風(fēng)動能基本穩(wěn)定在83Kj/S，鐵水物理熱逐步上升至1480℃，爐底中心溫度逐步上升至290℃（見圖1）。2018年3月上旬，入爐品位基本不變，通過進(jìn)一步加強對入爐原燃料質(zhì)量的管理，實現(xiàn)了粗糧細(xì)作，料柱上部透氣性得以改善，至5月中旬休風(fēng)進(jìn)一步縮小風(fēng)口進(jìn)風(fēng)面積至0.2758 m2（見表2），風(fēng)量基本維持在3100-3200m³/min區(qū)間，鼓風(fēng)動能增加至86-89Kj/S，爐底中心溫度逐步回升。2018年7月，爐底中心溫度恢復(fù)并穩(wěn)定到380℃，鐵水物理熱基本在1490℃，爐渣的粘度、流動性得以改善，煤氣熱能、化學(xué)熱能得以充分利用，爐缸工作狀態(tài)明顯轉(zhuǎn)好，爐況順行，爐內(nèi)各項經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)得以優(yōu)化（見表3），逐步實現(xiàn)1號高爐強化冶煉。
2.3 富氧大噴煤操作
在4月份爐況逐步恢復(fù)后，逐步增加噴煤量和富氧率。在操作上，爐內(nèi)提高高富氧的同時，配合大噴煤的方針。5月份將富氧量逐步維持在7000m3/h，在操作調(diào)劑上，盡量避免停煤操作，減少煤量波動，規(guī)定小時噴煤量的上下限，煤量調(diào)劑要求早動少動。由于富氧后利于爐內(nèi)邊緣氣流發(fā)展，料制調(diào)整上輔以壓邊開中心的裝料制度，在噴煤及富氧設(shè)備維護(hù)上做到“勤檢查，早發(fā)現(xiàn)”，杜絕設(shè)備原因停氧導(dǎo)致邊緣加重影響爐況順行。因1號高爐沒有加濕鼓風(fēng)系統(tǒng)，所以在富氧又采用高風(fēng)溫時，控制理論燃燒溫度不超2500℃，理論燃燒溫度過高時，優(yōu)先調(diào)整富氧量控制理論燃燒溫度，隨著富氧提升后高爐利用系數(shù)逐步提升。
2.4 穩(wěn)定的高風(fēng)溫操作
1號高爐配有4座高溫內(nèi)燃式熱風(fēng)爐，同時配有熱風(fēng)爐預(yù)熱器，但6號熱風(fēng)爐2016年停爐，目前投用的實際只有3座熱風(fēng)爐，實行的是“兩燒一送”的送風(fēng)制度，理論上限能提供1170℃以風(fēng)溫。高風(fēng)溫使用能有力推動強化冶煉，同時高風(fēng)溫是高爐煉鐵節(jié)能降耗的有效措施，熱風(fēng)帶入的熱量約占高爐冶煉全部熱量收入的15%~20%，并且基本能被全部利用。酒鋼1號高爐熱風(fēng)爐目前風(fēng)溫理論水平能達(dá)到1170℃，因1號高爐渣量大，焦比高，根據(jù)1號高爐前期生產(chǎn)實踐表明，因此每提高100℃風(fēng)溫，可降低焦比5%左右，增加3%左右的產(chǎn)量。因前期爐況失常，風(fēng)溫使用水平較低，風(fēng)溫使用水平基本在1140℃左右（見圖3），因此，就當(dāng)前1號強化高爐冶煉進(jìn)程來說，提高風(fēng)溫的使用是1號高爐進(jìn)一步強化冶煉的首選措施。
1號高爐在風(fēng)溫使用上，一方面是強化燒爐工作，并加強熱風(fēng)爐設(shè)備管理，減少事故率，提高熱風(fēng)爐熱效率。另一方面要求工長統(tǒng)一操作思路，操作上堅持使用高風(fēng)溫，每班最少換爐7次，風(fēng)溫水平保證在1170℃以上，以提高煤粉燃燒率，保證爐缸充沛的熱量。后期風(fēng)溫基本維持在1180℃，高風(fēng)溫的使用不但活躍了爐缸，提高了渣鐵物理熱，改善了渣鐵流動性及爐渣脫硫能力、有利于節(jié)焦降耗，改善技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
2.5 抓好爐前出鐵管理
隨著高爐強化后，生鐵產(chǎn)量大幅度提高，爐前能否及時出凈渣鐵直接影響到高爐的穩(wěn)定順行。1好高爐入爐原料品位低，渣量大，且不放上渣，爐況恢復(fù)過程中受出鐵影響較大，尤其是在爐況失常中期，渣鐵溫度下降，流動性變差，18年3月份受出鐵間隔時間超過30分鐘導(dǎo)致爐內(nèi)憋風(fēng)大幅度減風(fēng)15次，在爐況恢復(fù)過程中，出鐵是關(guān)鍵。首先要抓好炮泥質(zhì)量，滿足出鐵要求，在爐況強化冶煉期間，將炮泥質(zhì)量逐步更換為質(zhì)量較高的炮泥；其次要維護(hù)號爐前出鐵設(shè)備，均勻出鐵。在日常出鐵組織中做到以下幾點。
（1）穩(wěn)定打泥壓力和打泥時間，確保打泥量控制在12秒，以便鐵口形成穩(wěn)定的泥包。
（2）出鐵間隔時間10-15min，出鐵時間按80-100min來組織出鐵，全天出鐵次數(shù)按15爐次控制。
（2）提高鐵口合格率、出鐵正點率、同時統(tǒng)一爐前操作思想，提高四個班的操作水平，減少人為操作失誤。
通過上述措施，爐前出鐵時間逐步穩(wěn)定，大大減少了鐵前憋風(fēng)現(xiàn)象，為高爐風(fēng)量穩(wěn)定，下料順暢，爐況的長期穩(wěn)定順行和進(jìn)一步提強化冶煉創(chuàng)造了有利條件。
3 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)分析
隨著上下部調(diào)劑的結(jié)合，在采取加強入爐料的管理，和提高炮泥質(zhì)量穩(wěn)定出鐵后，進(jìn)入2018年4月底后，爐況逐步穩(wěn)定順行，2018年5月后逐步采取高風(fēng)溫加大富氧的模式提高高爐冶煉強度，在2018年7月熱風(fēng)爐預(yù)熱器停用更換風(fēng)溫下降60℃的情況下，焦比逐步穩(wěn)定在425kg/t，利用系數(shù)穩(wěn)定在2.0t/m3·d，取得良好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)（見表3），2018年1號高爐生鐵成本名列國內(nèi)前矛。
4 存在問題
1號高爐爐況順行程度和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)雖有進(jìn)步，但離我們目標(biāo)還有一定差距在，下一步強化中還需要解決以下問題：
（1）受干渣余熱發(fā)電項目影響，一號高爐每月計劃8小時配合水渣檢修，長時間多頻次的休風(fēng)對高爐爐缸的活躍性造成一定影響。
（2）北鐵口環(huán)碳溫度高位運行，爐缸碳磚侵蝕加劇，特別是隨著產(chǎn)量的提升護(hù)爐任務(wù)顯得尤為重要。
（3）受熱風(fēng)爐預(yù)熱器更換影響，風(fēng)溫水平較低。
在后續(xù)的強化冶煉過程中，一是要做好每月計劃定修前的準(zhǔn)備工作，及時根據(jù)定修前的爐況情況制定爐況恢復(fù)方案；二是及時監(jiān)控北鐵口區(qū)域環(huán)碳溫度，必要時調(diào)整出鐵場次及其他措施進(jìn)行鐵口維護(hù)；三是及時將熱風(fēng)爐預(yù)熱器投用，提高風(fēng)溫水平，進(jìn)一步強化冶煉。
5 結(jié)論
（1）高爐強化冶煉進(jìn)程中，應(yīng)及時根據(jù)原燃料的條件變化及時作出應(yīng)對，在現(xiàn)有的原燃料條件下，加強對入爐料的管理，實現(xiàn)粗糧細(xì)作顯得尤為重要。同時根據(jù)現(xiàn)有的設(shè)備和爐況條件，提高富氧率、高風(fēng)溫是高爐強化冶煉不可或缺的重要手段。
（2）在原燃料條件變差、渣量增加的情況下，爐底中心溫度對爐缸活躍指導(dǎo)意義較高，確定每座高爐適宜的爐底中心溫度范圍指導(dǎo)爐況的調(diào)劑顯得尤為重要，從而根據(jù)爐底中心溫度的變化趨勢來確定爐缸工作狀況，有針對性的采取上下部結(jié)合的方式調(diào)劑確保爐底中心溫度在適宜的范圍內(nèi)波動，從而穩(wěn)定爐況的穩(wěn)定順行。同時，渣量增加焦炭強度下降的情況下，應(yīng)適當(dāng)提高鼓風(fēng)動能，確保爐缸中心活躍。
（3）酒鋼1號高爐冶煉過程中，因原燃料條件限制，綜合入爐品位第，渣量大，爐況失常時，鐵前憋風(fēng)現(xiàn)象較明顯。穩(wěn)定出鐵間隔和出鐵時間在爐況恢復(fù)過程中具有決定性意義，因此根據(jù)爐況冶煉強度進(jìn)程計算炮泥質(zhì)量性價比，并選擇性價比較高的炮泥對高爐強化冶煉具有重要意義。