連云港亞新1號高爐強化冶煉實踐
姜永龍 魏紅玉 張慶東 張磊
（連云港亞新鋼鐵有限公司煉鐵廠）
摘 要 連云港亞新鋼鐵煉鐵廠1號高爐克服原燃料條件差的困難，通過加強管理，采取技術手段，使高爐實現了大礦批、高頂壓、高風速等的強化冶煉操作，保持了高爐爐況長期的順行與穩定，取得了產能提高、指標改善的積極效果，達到了預期目標。
關鍵詞 高爐 強化冶煉 實踐
1 前言
連云港亞新1號高爐有效容積1296m3，設計年平均利用系數2.8t/m3.d，采用了雙排料倉布置、料車上料、串罐無料鐘爐頂裝料設備、單一高爐煤氣的頂燃式熱風爐、低壓脈沖煤氣布袋除塵、高爐噴煤與富氧等技術。高爐爐頂壓力為0.03～0.22MPa，設計耐壓0.25 MPa。爐底、爐缸采用陶瓷杯復合內襯結構，爐底滿鋪2層高爐微孔炭磚和3層半石墨高爐炭塊，爐底2層環形炭磚采用高爐微孔炭磚；爐缸環形炭磚下部5層采用高爐微孔炭磚、上部6層采用半石墨高爐炭塊砌筑，爐底、爐缸的內側砌剛玉莫來石陶瓷杯。爐腹以上有冷區砌筑區域采用磚壁合一的薄爐襯結構形式。
2014年7月份，高爐采取了一系列的強化冶煉手段，礦批由原來最大42t逐步加大到57t，頂壓加到由0.220 MPa 提高到0.245 MPa。采取強化冶煉措施后，取得了顯著效果。
2 原料管理是高爐強化基礎
高爐要進行強化冶煉，必須有原、燃料條件作為基礎，所以，煉鐵廠結合廠部實際情況，加強了入爐原燃料管理。
2.1加強篩分管理，力求凈料入爐
高爐爐料結構中，配有部分塊礦。由于塊礦中含粉較高，達30%左右，在加上受當地氣候影響，遇到下雨天氣，粉塊粘結，一方面，上料困難，沿途轉運站落料斗全部堵死，影響高爐其他料種的供應；塊礦上倉后，高爐料倉粘結，有效利用容積變小，需要人工清理，清理難度大，且存在安全隱患；槽下塊礦篩板板結，而且大量粉末入爐，影響高爐順行。鑒于以上情況，煉鐵廠新建兩臺塊礦篩，將入倉塊礦全部篩分，力求凈料入爐，減少粉末對上料系統以及爐況的影響。
高爐用焦炭全部采用外購，現場露天堆放。在倒運過程中，焦炭破碎嚴重產生大量的粉末。為了減少焦炭粉末入爐，煉鐵廠一方面充分利用好焦炭入爐前兩道篩的作用，建立了嚴格的清篩、檢查、考核制度；另一方面，對原有的焦丁篩進行改造，增加篩分面積，改善篩分效果。
通過以上一系列篩分管理措施，大大較少了粉末入爐，最大程度上實現凈料入爐，為高爐爐況順行創造穩定的保證。
2.2 焦炭分垛入爐，減少偏析影響
煉鐵廠高爐用焦炭全部外購，家數達到10余家，質量參差不齊，具有代表性的A、B兩個廠家的焦炭指標見表2。通過與表3對比發現，無論是A廠家焦炭還是B廠家焦炭，耐磨強度、反應性和反應后強度等主要指標均低于相應的指標要求。而且，A、B兩家焦炭還存在較大的指標差別。
由于焦炭指標差而且質量嚴重不均衡，所以，高爐爐況很大程度上受焦炭質量波動影響，突發性塌滑料、爐溫大幅度波動經常發生。
為了減少由于焦炭質量波動而對高爐造成的影響，煉鐵廠根據外購焦質量情況，將焦炭進行分類管理。具體來說，就是將指標相對好的焦炭與指標相對差的焦炭分垛存放。高爐在用焦炭時，按照現場焦炭進行分垛入爐，根據場地和來料情況，一周進行一次輪換，兩類焦炭輪換時，高爐對礦批、焦炭負荷等進行相應的調整。實際運行中，兩類焦炭燃料比相差20kg/t左右。經過焦炭分類管理后，爐況大幅度波動的情況大大減少。
3 大礦批，高頂壓，高風速是高爐強化冶煉的核心
高爐要實現強化冶煉，在抓好原燃料管理的基礎上，通過技術手段，實現大礦批，高頂壓，高風速，才是高爐強化冶煉的核心內容。
3.1 擴大礦批
高爐料車容積為10m3，料罐容積為24m3，將料車和料罐的容積利用到極限，礦批只能加大到最大的42t。如果高爐強化冶煉，提高冶強，由于礦批小，高爐氣流穩定性差，會影響到高爐爐況的順行；同時，上料系統負荷大，經常虧料線，存在操作上的危害和風險；而且，料罐裝的太滿，稍有不慎，就會發生串罐事故。
礦批擴不上，是制約高爐進一步強化的瓶頸。煉鐵廠技術人員集思廣益，采用技術手段，突破瓶頸制約，在不改造上料設施，不增加投入的情況下，創造性地將礦批加到57t，為高爐強化冶煉提供了技術保證。
3.2 提高頂壓
煉鐵廠高爐爐頂原設計壓力0.03～0.22MPa，設計耐壓0.25 MPa。在實際運行中，一般爐頂壓力控制在不超過0.22 MPa，所以強化冶煉前，高爐實際爐頂壓力為0.206 MPa。理論表明，提高爐頂壓力對煤氣流分布、煤氣利用以及爐況順行都有好處。煉鐵廠經過多方論證，結合煉鐵廠設備情況，將爐頂壓力提高到0.245 MPa，經過長時間運行，效果良好，為高爐強化提供了設備保證。
高爐爐頂壓力提高后，TRT發電量也比原來有了很大的提高，強化冶煉前，高爐TRT發電量是40 kWh/t，高爐強化后，TRT發電量達到43.5 kWh/t，提高了3.5 kWh/t。
3.3 保持風速
保持合理的風速，不僅影響到初始煤氣流分布，而且對高爐爐缸工作狀態和爐況順行也有影響。煉鐵廠堅持風速與爐缸工作狀態相結合，風速與原燃料質量相結合的原則，在高爐全風量操作的基礎上，通過調整風口面積，保持標準風速在220m/s以上。
4 設備管理是高爐強化的保證
煉鐵廠在公司推行6s管理的基礎上，適時導入TPM管理，加強設備點檢、維護和潤滑。重點、重大設備專項管理，所有設備建立檔案，實現周期管理。特別對上料系統以及頂壓提高后的煤氣系統，進行重點關注，及時發現隱患，減少設備故障，為高爐強化提供了堅實的設備保證。
5 堅持有害元素倒查
堿金屬、鉛、鋅等有害元素對爐況順行，高爐壽命均有危害。高爐強化后，9月份，發現風口中套上翹，跑風嚴重，休風時發現風口有液體鋅流出，嚴重時，在烤鐵口時，有鋅從鐵口流出。針對這種不正常現象，煉鐵廠對入爐原料、除塵灰進行全分析，發現除塵灰中含鋅最高達到16%，根據對入爐原料倒查，發現自產燒結礦中含鋅0.14%，外購球團中含鋅0.65%，通過計算，入爐鋅負荷達到4kg/t，超出要求13倍左右。及時采取措施后，鋅負荷降到正常水平。為了降低堿金屬以及鉛鋅的危害，煉鐵廠定期對入爐原料和除塵灰進行化驗，隨時監控有害元素的含量，發現異常及時排查，采取措施。
6 實施技改，提高煤比
高爐強化冶煉前，由于受到制粉、噴吹等多方面因素的影響，高爐煤比一直在80kg/t左右徘徊，不能有效的體現出噴煤的優勢。為此，煉鐵廠對噴煤系統的收粉器、反吹等進行改造，取得了明顯的效果，高爐煤比提高到138kg/t，改善了入爐燃料結構，對爐況順行、節焦降耗起了很好的促進作用。
7 生產實效
通過以上一系列措施，1號高爐實現了高水平的強化冶煉，各項指標均達到了預期效果。高爐利用系數大幅度提高，平均達3.29t/m3.d，比強化前提高0.25 t/m3.d，比設計水平提高0.49 t/m3.d，最高月平均達到3.599 t/m3.d。高爐消耗也實現了穩中有降。對比情況見表1。
表1 高爐強化前后指標對比情況
備注： 強化前指2014年上半年，強化后指2014年下半年到2015年2月份期間。
8 存在的問題
高爐強化冶煉后，也暴漏出一些問題。
（1） 高爐爐頂溫度偏低，長期在80℃左右，造成下道工序中干法除塵布袋壓差高、卸灰困難，反過來
影響到高爐爐況。下一步準備采取焦炭烘干，減少入爐水分，來緩解下道工序的壓力，同時，從布袋材質上采取了相應措施。
（2） 高爐采取強化冶煉后，實現全風、高頂壓操作，對爐前耐火材料提出了更高的要求，及時提高耐材質量，才能跟上強化的要求，保證安全生產。
（3） 高爐強化是建立在穩定的原燃料基礎上的，由于煉鐵廠焦炭采用外購焦，質量差，且參差不齊，制約了高爐進一步強化的進程。
9 結語
連云港亞新鋼鐵煉鐵廠1號高爐克服原燃料條件差的困難，通過加強管理，采取技術手段，使高爐實現了大礦批、高頂壓、高風速等的強化冶煉操作，保持了高爐爐況長期的順行與穩定，取得了產能提高、指標改善的積極效果，達到了預期目標。當然還存在若干問題，還需要采取措施逐步加以解決。