濟鋼3200m3高爐爐況失常與處理

文 焱

（山鋼股份濟南分公司 煉鐵廠，山東 濟南 250101）

1 前言

濟鋼3200m3高爐于2010年8月2日開爐，達產達效順利，前期取得了較好的經濟技術指標。2011年下半年，濟鋼為應對鋼鐵行業進入微利局面的困境，降低噸鐵成本，在3200m3高爐開展了使用經濟料、降低配煤結構成本等工作。隨著入爐品位降低和焦炭質量的波動［1］，高爐爐況發生了很大變化，壓量關系緊張，爐缸工作狀態不斷惡化，中心氣流不暢，導致爐況失常。最終通過改善原燃料質量，采用上下部調劑相結合，爐況才得以恢復正常。

2 爐況失常分析

2011年7—12月爐況失常前后主要經濟技術指標如表1所示。

表1 爐況失常前后主要經濟技術指標

2.1 原燃料條件變差

自2011年7月中旬起，濟鋼3200m3高爐在燒結配料中大幅度增加了經濟料的配比，燒結礦品位大幅下降。高爐入爐料結構變化大，入爐品位由58%下降至55%～56%，渣比由335kg/t上升至390kg/t。同時，焦炭調整配煤結構，減少主焦煤配比，增加高硫煤、氣肥煤配比，焦炭質量大幅波動，含硫量升高。伴隨著原燃料條件的變化，高爐料柱的透氣、透液性受到很大影響，爐缸工作狀態變差，壓量關系緊張，風量萎縮，鼓風動能降低，風速降低，冶強降低。2011年7—12月渣比、入爐品位、焦炭冷熱態指標變化見圖1、圖2。

圖1 2011年7—12月渣比、入爐品位變化趨勢

圖2 2011年7—12月焦炭熱態指標變化趨勢

在大量使用經濟料后，高爐一直在尋找適應這種原燃料條件下較為合理的操作制度，2011年9月份開始通過縮小風口面積、提高風速、穩定裝料制度等措施，料柱透氣性有所好轉，風量回升，焦比、消耗均降低，在使用經濟料的攻關中見到了初步效果。燒結又配加高鋁礦物，渣中Al2O3由15.5%以下上升至19%（見圖3），渣鐵流動性變差，渣鐵不能及時排放，致使爐況急轉直下，越變越差。在渣中Al2O3大幅上升后，氣流上升阻力增加，料柱透氣性變差，風量萎縮至5500～5600m3/min，風壓波動大，高爐不易接受風量；爐溫波動大，渣鐵物理熱低，爐芯溫度急速下降，由正常的550℃以上降至390℃。在10月2日裝料制度調整為中心加焦，最終導致氣流分布失常，爐況失常。

2.2 高爐操作應對失誤

圖3 2011年7—12月渣中Al2O3變化趨勢

1）忽視下部調劑是基礎，上部裝料制度調整頻繁。在爐況處理前期，寄希望于上部裝料制度的調整來改善氣流分布，從而解決原燃料質量惡化的問題。而在上部裝料制度的調整過程中，忽視了大型高爐氣流調整周期長的問題，裝料制度頻繁調整，其中8月份調整38次，平均每天1.2次；10月2日為強化中心氣流而改為中心加焦矩陣后，當月調整矩陣68次，沒有形成一個相對穩定的料制，加上渣中Al2O3大幅升高的影響，氣流嚴重失常，燃料比由540kg/t上升至600kg/t左右。

2）送風制度調劑失誤。在因原燃料條件變差而引起風量萎縮的情況下，為提高風量，2011年8月10日計劃休風時采取擴大風口以提高風量的措施，風口面積由0.419m2提高至0.429m2，導致風速和鼓風動能降低，風量進一步萎縮，燃料比升高；此段時期因爐缸工作狀態差，風口燒壞多，8月底在擴大風口面積未取得預想效果的情況下，實施堵風口作業，長期堵32#風口，風口面積0.411m2，穩定了裝料制度，爐況有所恢復；9月20日32#風口吹開，23日調整風口，送風面積0.415m2，不能適應高鋁礦的使用，加劇了氣流分布的紊亂。在之后調整過程中，雖然認識到了下部調劑的重要性，但下部調劑措施未充分發揮作用，堵風口不能堅持，風口損壞較多，恢復過程中5次堵風口操作，但風口早開或因風口破損較多最終沒有達到提高動能活躍爐缸的目的。高頻次地燒壞風口和休風更換，延緩了爐況的恢復進程，惡化了爐缸工作狀態。

2011年7—12月濟鋼3200m3高爐送風面積變化見圖4。

圖4 2011年7—12月風口面積調整情況

3 爐況的處理

在認識到爐況失常的原因和操作中的失誤后，2011年11月進行了全面改正，通過改善原燃料質量、提高動能與實際風速、穩定裝料制度、活躍爐缸等措施［2］，爐況恢復正常。11月爐況處理前后主要技術經濟指標見表2。

表2 2011年11月爐況處理前后主要技術經濟指標

3.1 改善原燃料質量

改善原燃料質量，爐料結構中配加蛇紋石，增加爐渣中（MgO）含量，改善渣鐵流動性。在充分認識到原燃料質量對爐況的影響后，為改變3200m3高爐失常的現狀，恢復高爐爐況，開始減少經濟料配用比例，提高入爐品位；優化焦炭配煤結構，提高焦炭冷熱態指標的穩定性，原燃料質量和穩定水平大幅提高。生產實踐表明，渣鐵溫度與成分對爐缸的活性有著非常重要的影響，渣鐵溫度低、成分控制不合適，渣鐵黏度大、流動性差易導致死料柱，透氣透液性變差。濟鋼3200m3高爐由于渣中（Al2O3）含量偏高，從11月2日開始高爐就一直配加蛇紋石，以增加爐渣中（MgO）含量，改善渣鐵流動性，適當上控爐溫，保持爐缸熱量充沛，以物理熱達到1520℃為基準。

3.2 下部調劑為基礎，提高風速和動能

在操作上，以下部調劑為基礎，堅決堵風口恢復爐況，活躍爐缸中心。11月4日高爐休風堵2#、10#、18#、26#風口，以實際風速達到260m/s以上來決定開風口時間；因爐缸工作狀態差，風口損壞較多，11月7日休風更換燒壞風口，并在6#、14#、22#、30#風口上磚套，堵2#、18#風口，送風面積0.366m2；10日捅開2#風口；12日捅開18#風口，送風面積0.385m2。此次上磚套縮小風口面積，有效地提高了風速和動能，有利于減少爐缸中心死料堆體積，提高中心透氣透液性，為爐況恢復奠定了基礎。

3.3 穩定上部裝料制度

吸取前期反復調整料制不利于氣流穩定的教訓，11月份維持了基本穩定的裝料制度：

料線1.5m。為有利于恢復爐況，略減輕內圈和邊緣負荷，料制調整為：

形成了穩定的料面結構，通過相對穩定的料柱結構疏導氣流，使氣流分布受控、合理、穩定。

4 教訓及認識

1）本次爐況失常的過程及處理，再次驗證了精料對高爐生產過程的重要性，本次高爐失常和恢復的主要原因都是原燃料質量的變化。2）高爐操作中，應根據原燃料的具體情況選擇合理的操作制度，在原燃料條件變差的條件下，要適當減輕負荷、使用較小的風口面積，切忌反向操作。3）在應對高爐原燃料條件變化時，要以下部調劑為基礎，依靠上部料制的調整很難解決料柱透氣性問題；要有一個相對穩定的上部裝料制度，穩定的料制是料面和料柱結構穩定、氣流分布受控的基礎。4）配加蛇紋石，增加爐渣中（MgO）含量，改善渣鐵流動性；減輕焦炭負荷，上控爐溫水平，保持充足物理熱；堵風口恢復，以利于吹透爐缸中心，是處理爐況失常、爐缸不活躍的有效措施。

［1］ 楊佳龍，陸隆文，彭玉.焦炭質量與大型高爐的穩定順行［J］.煉鐵，2011，30（1）：24-26.

［2］ 蔣裕，張興鋒.馬鋼1號2500m3高爐“三精”操作經驗［J］.煉鐵，2011，30（1）:46-48.