黎均紅 魏功亮 譚海波 劉晶波

（重慶鋼鐵股份有限公司）

摘　要:正常生產(chǎn)的高爐通常需要適當(dāng)?shù)囊睙拸姸纫员ＷC高爐的穩(wěn)定順行，并取得良好的技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟效益。在國內(nèi)，關(guān)于高爐降低冶煉強度操作的報道不多，特別是長期低冶煉強度及其對高爐順行的影響和操作上的應(yīng)對辦法。重鋼煉鐵廠正常生產(chǎn)時的冶煉強度控制在1.10-1.20t/m³·d之間，但在環(huán)保搬遷后的2010年1至5月及2014年9月至2015年3月，兩次均進行過長達近半年的低強度冶煉(平均冶煉強度0.85t/m³·d左右)。長期的低冶煉強度若操作不當(dāng)對爐況的順行影響較大，會導(dǎo)致爐況順行變差，爐缸不活等一系列問題。重鋼煉鐵廠通過對上、下部參數(shù)的調(diào)劑，克服了上、下工序?qū)е碌男荨⒙L(fēng)率高和原、燃料質(zhì)量劣化等問題，基本保證了爐況的穩(wěn)定順行，并摸索出了一條長期低冶煉強度下的操作辦法及應(yīng)對措施。

關(guān)鍵詞:高爐低冶煉強度操作

1 引言

重鋼煉鐵廠現(xiàn)有4座高爐，其中一、二、三高爐為2500m³，四高爐為1750m³，建成投產(chǎn)日期分別為2010年11月、2009年12月、2011年9月、2014年4月。4座高爐的設(shè)計利用系數(shù)為2.3t/m³·d，設(shè)計冶煉強度1.173t/m³·d。建成投產(chǎn)后由于受諸多因素的限制，其中二高爐于2010年1至5月，一至四號高爐于2014年9月至2015年3月，兩次均長達近半年的時間為低強度冶煉，月平均的冶煉強度在0.85t/m³·d左右，最低的單月冶煉強度0.667t/m³·d。在低強度冶煉時期，高爐還受制于原、燃料質(zhì)量波動，上下工序?qū)е螺^高的休慢風(fēng)率，及其多重疊加的影響，給高爐的穩(wěn)定順行帶來波動。重鋼煉鐵廠在本著既保證高爐爐況的穩(wěn)定順行及節(jié)能降耗，又不能給高爐留下后遺癥，在操作上通過對原、燃料的質(zhì)量跟蹤，高爐的上、下部調(diào)劑，加強操作和管理等措施，基本保證了高爐的穩(wěn)定順行，并總結(jié)出了適合低冶煉強度的一些應(yīng)對措施。

2 重鋼煉鐵廠的低冶煉強度情況

重鋼煉鐵廠正常生產(chǎn)時,高爐的冶煉強度在1.10-1.20t/m³·d之間，該區(qū)間也是爐況的穩(wěn)定順行和各項技術(shù)、經(jīng)濟指標(biāo)的最佳范圍。在此區(qū)間內(nèi)的高爐利用系數(shù)在2.2～2.4t/m³·d之間，綜合焦比515kg/t·fe左右。當(dāng)?shù)陀谠搮^(qū)間80%以下，則認為是處于低冶煉強度狀態(tài)。

2.1 二高爐開爐初期的低冶煉強度情況

二高爐于2009年12月23日點火開爐，開爐后不久，受到上、下工序的影響，一直處于低冶煉強度狀態(tài)，2010年1至5月平均綜合冶煉強度只有0.831t/m³·d，2010年6月份生產(chǎn)轉(zhuǎn)順后冶煉強度逐步提高。二高爐開爐初期的冶煉強度詳見表1。

表1 重鋼煉鐵廠二高爐2010年1-8月冶煉強度表(單位：t/m³·d)

2.2 全廠2014年9月至2015年3月低冶煉強度情況

2014年9月下旬過后，由于原、燃料持續(xù)供給緊張，4座高爐逐漸進入低強度冶煉，并先后于2014年11月及2015年3月將四高爐和二高爐停爐。一、三高爐連續(xù)生產(chǎn)，至2015年4月前爐況時有波動，但總體保持了順行狀況，2015年4月上旬冶煉強度逐漸回歸至1.1t/m³·d以上。在低冶煉強度期間的高爐利用系數(shù)在1.244～1.520t/m³·d。具體冶煉強度詳見表2。

表2 重鋼煉鐵廠2014年10月-2015年5月綜合冶煉強度表, t/m³·d

3 低強度冶煉對高爐的影響

在該兩次降低冶煉強度期間，其對爐況的影響大體相當(dāng)，本文僅以第二次情況的2500m³高爐為例闡述。

在2014年9月下旬過后，高爐的冶煉強度控制由≤1.13t/m³·d逐步降至0.95t/m³·d左右；10月份由于原、燃料供給矛盾，煉鐵廠即開始了“限制生鐵產(chǎn)量+高爐輪流休風(fēng)”的方式組織生產(chǎn)，高爐的冶煉強度控制≤0.95t/m³·d；11月份之后進一步降低至0.8t/m³·d左右。隨著時間的延長和冶煉強度的逐步降低，其對爐況的影響逐步顯現(xiàn)，主要表現(xiàn)在以下幾點：

3.1 冶煉周期的延長

在降低冶煉強度后，由于入爐風(fēng)量減少約20%，實際入爐風(fēng)量3850～3950NM³/min，高爐操作上為保證順行，將焦炭負荷由4.5t/t降至4.05t/t并將噴煤比相應(yīng)降低，這也導(dǎo)致高爐的冶煉周期從6.5h延長至8.5h。

3.2 風(fēng)口水箱燒壞頻繁

隨著冶煉強度的降低，風(fēng)口水箱的燒壞較正常生產(chǎn)時段偏多，期間共燒壞風(fēng)口138個，在2015年2月份最多時全廠達到46個。燒壞小套的部位多集中在前端的上部和內(nèi)圓的下方。2015年4月份冶煉強度回歸正常后水箱燒壞的數(shù)量大幅減少。

3.3 爐況逐漸憋風(fēng)

冶煉強度降低后，3座2500m³高爐爐況的穩(wěn)定性變差，抗外界波動能力減弱，加上原、燃料的質(zhì)量波動增加，高爐較為憋風(fēng)不易接受風(fēng)量，透氣指數(shù)也由正常生產(chǎn)時的3150～3250降低至2850～2950。

3.4 其它影響

在低強度冶煉期間，由于原、燃料的供給矛盾也帶來其質(zhì)量的波動，加上高爐多次的輪流休風(fēng)待料，水箱大量燒壞漏水等，高爐的滑料次數(shù)明顯增加，特別是當(dāng)以上各種不利因素重疊出現(xiàn)時對爐況順行的影響較大。此期間高爐的綜合焦比也由正常生產(chǎn)時的515kg/t·fe升高至550kg/t·fe以上，最高時在2015年2月份達到574kg/t·fe。

4 采取的應(yīng)對措施

在低冶煉強度初期，我廠即已采取了很多必要的措施，包括精料工作，上下部的調(diào)劑，冷卻制度的調(diào)整和爐內(nèi)、外的操作管理等。通過這些措施，最大限度的保證了高爐的穩(wěn)定順行，在近半年的低強度冶煉期間，爐況雖有波動，但總體順行良好。

4.1 精料工作

精料工作仍然是生產(chǎn)中的重中之重，也是保證高爐爐況順行的前提。在高爐限產(chǎn)后，低冶煉強度狀態(tài)下的精料工作，對高爐的穩(wěn)定順行顯得更為重要。

4.1.1加強篩分管理

對各種入爐原燃料入爐前盡量進行篩分，包括加強高爐槽下篩分和露天塊礦的料場篩分等，以減少粉末入爐。同時對各料倉的閘門和給料機振幅適度調(diào)整，將篩分時間由之前的180秒延長至200～260秒，減少給料速度的同時提高篩分效率。另外針對生礦雨天時段較濕較濕容易堵塞篩孔等問題，通過勤打篩子的辦法保持篩分效果。

4.1.2建立預(yù)警機制

由專職技術(shù)人員負責(zé)，通過MES系統(tǒng)每天對原、燃料的化學(xué)成份、各項理化指標(biāo)等進行跟蹤，并設(shè)置報警值，例如CRI設(shè)定為>30%、CSR<50%等，超出限定值后及時反饋并報告給高爐，以便高爐操作上提前采取措施應(yīng)對。

4.1.3合理的爐料結(jié)構(gòu)

保持合理的熟料比在90～92%，其中燒結(jié)礦占78～83%，減少生礦入爐，適當(dāng)將釩鈦球團的配比由8%以上降至5%左右，在適當(dāng)提高操作爐溫的同時減少爐缸的熱結(jié)。另外針對部分進口塊礦中Al₂O₃高，易引起爐渣中Al₂O₃增加等問題，采取靈活調(diào)節(jié)燒結(jié)礦中MgO含量的辦法，確保爐渣中MgO與Al₂O₃的比值適當(dāng)控制在0.54以上，以降低爐渣粘度穩(wěn)定高爐順行。

4.2 上部調(diào)整

4.2.1適當(dāng)縮小礦石批重

重鋼2500m³高爐爐喉的直徑為8.2m，正常全風(fēng)生產(chǎn)時礦石批重63-66噸/批，在低冶煉強度期間適當(dāng)減小礦石批重至57-60噸。為保證爐況的穩(wěn)定順行，縮小礦批的同時為保證焦炭層的厚度，采取少量增加焦比，并將噴煤比由135-145kg/t·fe減至100-120kg/t·fe等辦法穩(wěn)定高爐順行。

4.2.2布料參數(shù)的調(diào)整

上部裝料制度的調(diào)節(jié)堅持“上穩(wěn)下活”的原則，布料參數(shù)設(shè)定為，對爐喉徑向的礦、焦比例適當(dāng)控制，以實現(xiàn)合理的煤氣分布，保持中心和邊緣兩條煤氣通路。在生產(chǎn)過程中，根據(jù)爐況的變化及爐身溫度的變化情況，逐步調(diào)整，確保焦、礦分布均勻，達到高爐穩(wěn)定順行和降低焦比的目的。

4.3 送風(fēng)面積的調(diào)整

低冶煉強度后，隨著入爐風(fēng)量的減少鼓風(fēng)動能將減弱，為保持適宜的鼓風(fēng)動能需要適當(dāng)縮小風(fēng)口面積。操作上如果采取堵風(fēng)口的方式短期可行，長期堵風(fēng)口將引起爐缸不活容易出現(xiàn)死區(qū)；若大量的更換風(fēng)口小套將導(dǎo)致備件成本的增加。為此，采取在部分Ø120-Ø130mm小套上加裝Ø95-Ø105mm陶瓷套，并選擇1-2個風(fēng)口輪換堵死的方式，以縮小進風(fēng)面積。通過調(diào)整后送風(fēng)面積由0.3250m²左右減少至0.2620m²左右。生產(chǎn)時的入爐風(fēng)量由4850Nm³/min減至3850-3950Nm³/min。通過此調(diào)整后維持標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速在245—255m/s區(qū)間，以保證中心氣流和爐缸的活躍。

4.4 冷卻水量的調(diào)整和水溫監(jiān)控

當(dāng)冶煉強度降低后，爐內(nèi)熱流相對減弱，不可避免出現(xiàn)爐墻結(jié)厚現(xiàn)象，進而影響高爐順行。為此，操作上對高爐軟水的水量和進、出水溫差進行監(jiān)控，保持進水溫度在41-43℃的情況下，控制水溫差3-5℃為宜。調(diào)節(jié)水量時，將軟水量由3800m³/h減少至3600m³/h左右，并對冷卻壁和爐底兩個分支的水量微調(diào)，以降低冷卻強度，減少爐底、爐墻的結(jié)厚的現(xiàn)象。

4.5 做好爐內(nèi)及爐外的操作

爐內(nèi)操作時，需適當(dāng)控制風(fēng)壓、全壓差，特別當(dāng)原、燃料質(zhì)量劣化時，各輪班必須嚴(yán)格控制，并及時退負荷，以保證爐況的順行。特別當(dāng)爐缸出現(xiàn)局部堆積時，采用錳礦洗爐活躍爐缸。爐外出渣鐵控制好合理的流速，操作上根據(jù)實際情況選擇鉆頭直徑在52-55mm，鐵流速度4～6t/min；改善炮泥質(zhì)量，穩(wěn)定打泥量，使其形成穩(wěn)定泥包，保證鐵口深度在2.8-3.2m，嚴(yán)防出鐵時噴濺；遇鐵水連續(xù)放不出時，及時采取并口放鐵等措施以減輕爐內(nèi)壓力。

5 結(jié)語

通過以上措施，在低冶煉強度期間高爐最大限度的維持了穩(wěn)定順行。事實證明以上辦法在操作上是可行的。在2015年4月份原、燃料供給情況改觀后，高爐通過簡單調(diào)整，冶煉強度很快回歸至1.13t/m³·d，且調(diào)整過程一次轉(zhuǎn)順，爐況未發(fā)生波動。但低強度冶煉還面臨另外一些問題，包括：

（1）維持較低的冶煉強度導(dǎo)致冶煉周期的延長，當(dāng)高爐出現(xiàn)低爐溫時，提升爐溫的時間延長，上部加入的焦炭需要較長時間才能到達爐缸，低溫爐下的高爐操作難度增加。

（2）封堵固定風(fēng)口減小進風(fēng)面積時間較長時，爐缸局部易出現(xiàn)死區(qū)，加重了爐缸不活，特別在高爐休慢風(fēng)率增加和休風(fēng)頻次增加時，燒壞小套明顯增多。

（3）長時間低風(fēng)量易造成爐缸堆積，風(fēng)量越小堆積越嚴(yán)重，高爐抗外界干擾能力變差，各操作參數(shù)匹配空間變窄，調(diào)節(jié)難度加大。

（4）我廠的低冶煉強度是在原、燃料供給不足的情況下，作為生產(chǎn)中的過渡措施，有效保證了生產(chǎn)的連續(xù)性。實際生產(chǎn)中若維持過低的冶煉強度，對生鐵的產(chǎn)量影響較大，燃料消耗偏高，很不經(jīng)濟。