濟鋼2#1750高爐強動力冶煉技術實踐

胥廣學 張雷忠 王聰 安銘 付廷強

摘 要：2008年以來，為降低鐵水成本，濟鋼高爐逐步增加經濟料配比，為解決經濟料冶煉對爐況的負面影響，通過采用大風量強動力冶煉核心技術，強力活躍爐缸，保持爐況順行，改善了高爐生產技術指標。

關鍵詞：風量 經濟料 強動力

1.前言

濟鋼2#1750高爐是中冶南方設計，于2005年4月點火投產，至今已生產近9年時間。高爐爐體全高40200mm， 24個風口，2個鐵口，鐵口夾角90°，均為“薄壁”爐型高爐。

其爐缸爐體采用當時比較典型的結構：爐缸底部平鋪2層石墨質高爐焙燒炭磚，上面立砌一層微孔炭磚。爐缸側壁至風口區為微孔炭磚。內襯為黃剛玉+復合棕剛玉莫來石磚。采用全冷卻壁結構，自爐底到爐喉鋼磚共分14段冷卻壁，設計水量為4200m3/h。

2.2#1750高爐增加經濟料后的爐況特點

2.1爐缸活躍程度差

近年來濟鋼實施經濟料冶煉，對爐況的影響是全面的。入爐品位降低，渣比升高，渣中Al2O3含量升高，合金元素含量增加，入爐堿負荷增加，焦炭強度變差，這些因素使高爐透氣、透液性降低，渣鐵流動性變差，高爐穩定指數下降，操控難度增加，熱制度不穩定，爐缸工作難以活躍。同時由于原燃料質量變化比較頻繁，對熱制度的操控帶來難度，時常會出現低爐溫，使得爐缸熱儲備減少，爐缸工作狀態更會變差，活性更顯不足。另外由于透氣、透液性差，入爐風量小，形成爐缸不活的另一個因素，造成鼓風動能不足，風速不夠，難以吹透爐缸，中心形成較大、較頑固的死焦堆。

2.2 爐況穩定性差

很長時間以來，為保持基本順行，應對經濟料，我們基本采用中心加焦的矩陣形式以達到開放中心抑制邊緣的效果。但在爐缸不活躍的基本爐況條件下，圓周很難均勻，時有出小氣流現象發生，逐步走上邊緣礦越來越多，焦炭量越來越少，以圖控制氣流的調劑思路。邊緣壓制過死，中心焦量過多，在風量小時死料堆增大，圓周及中心都有堆積現象，最終爐缸實際容量減小，鐵水環流增加。同時由于礦批太大，礦層增加對氣流的抑制大過焦層厚度增加對氣流的引導作用，也就是礦批與其他參數不匹配，入爐風量進一步萎縮，造成爐況運行困難，下料不好，時有塌料發生，有時還會出現懸料。

2.3操作參數的具體表現

2.3.1入爐風量小且不穩定

由于原燃料條件、固有操作習慣、整體理念等各種因素影響，2#1750高爐入爐風量水平低，長期徘徊在3300—3400m3/min左右，爐缸活躍程度差，整體消耗水平高，燃料比水平高。

2.3.2下料差 ，渣鐵排放差，整體指標差

2#1750高爐近幾年風量持續偏小，爐缸活躍程度差，燃料比偏高，容易受外界條件變化引起爐況波動，高爐缺乏長期穩定性。由于采用中心加焦模式，中心死料堆大，爐缸實際容量減小，鐵水環流增加；爐缸侵蝕較嚴重，經常加釩鈦礦護爐，爐缸需要熱量增加，需要更高的物理熱量來保證渣鐵流動性。

圖1 2008年來爐芯溫度、燃料比、風量2.3.3風口燒壞多，休風、慢風多，休風慢風時間長

3.爐況存在問題的原因分析

通過長期實踐，認真總結，我們認為造成爐況長期波動的原因有：

3.1在操作理念，思路有局限，方法不靈活。盲目追求新概念，抓不住主要矛盾，爐況順行得不到保證。

3.2經濟料冶煉，原燃料條件差，渣鐵成分不好，在應對上采取措施不夠。近幾年濟鋼采用經濟料冶煉，原料品位降低，入爐品位在53%-54%左右，渣比升高（430kg/tfe-450 kg/tfe）；渣系Al2O3升高（17%-18%之間），高爐堿負荷升高，Ti等其他有害元素增加；塊礦使用量增加，而塊礦的冶金性能較差，焦炭的強度也有所降低。這些因素使高爐透氣、透液性降低，渣鐵流動性變差，高爐穩定指數下降，操控難度增加，風量萎縮，燃料比升高。

3.3操作制度不適應原燃料及爐況變化。采用經濟料冶煉后，爐況波動加大，為了穩定爐況，2#爐開始中心加焦的矩陣模式。較大的中心焦量堆起了看似充足的中心氣流，同時強制壓邊以保證邊緣的穩定性。這種矩陣中心過于寬大，沒有形成真正強有力的中心氣流，而邊緣又壓的過死，中心和邊緣兩股氣流明顯失調。因此煤氣利用低下，風量難以上加。同時由于礦批太大，礦層增加對氣流的抑制作用大過焦層厚度增加對氣流的引導作用，也就是礦批與風量不匹配，造成風量提升困難。

4.努力實施強動力冶煉，解決長期存在的根本問題

4.1樹立新型理念，不盲目照搬別廠經驗，在生產中以風量為第一追求目標

2013年來，分廠提出強動力冶煉的基本思路，切中了問題關鍵。強動力冶煉的基本特征就是以大風量、高風速來活躍爐缸，改善料柱透氣性，提高煤氣利用，提高爐況穩定性，帶動技術全面進步，指標不斷改善。我們根據高爐具體情況，提出了具體的操作理念，貫徹到實踐中，取得了良好效果。

4.2建立新操作思路：小礦批、低料線、高堿度、低爐溫、控制壓差、疏導氣流、長期護爐、定期回調，并依托強有力的考核制度在日常生產中強力執行

4.2.1熱制度調整： 在2013年來的生產中，熱制度調整的主要內容是實施了低硅冶煉的基本操作。其技術要點是：高堿度，高溫度，低【Si】，高Mgo，大風量，高風速。爐溫系數逐步降低到0.35—0.40%水平，物理溫度保持在1510—1520℃水平，極大地促進了風溫使用水平的提高，冷風大閘逐步全關。

4.2.2造渣制度：二元堿度提高到1.24—1.26水平，提高熱量儲備。同時采取積極措施，保持合適鎂鋁比，應對高鋁渣。提高燒結礦中MgO含量，保持在11.5±0.5水平。增加輔料造渣，保證爐渣中合適的MgO含量。一般鎂鋁比控制在0.65以上效果就很好。

4.2.3送風制度和裝料制度的調整：首先縮小風口面積到0.270㎡左右，提高風速、鼓風動能，為加風創造條件；隨著風量和冶強的提升，布料矩陣隨之調整：疏導邊緣，開放中心。改變過去強力壓邊的思路，通過退角度、調圈數、改變中心焦比例達到引導中心、疏導邊緣氣流、提高透氣性、提高煤氣利用目的；同時提高頂壓達到205kp，降低壓差，進一步積極加風；縮小礦批，礦批由原來的52—55t，縮小到42--44t左右。 4.2.4壓差控制：日常控制壓差在175kp以下，努力減少快慢料，減少氣流失常的可能。

4.2.5強動力條件下護爐制度：進入2014年，我們在原來思路基礎上，提煉創新了低硅高堿高釩鈦球護爐新方法，取得了良好效果。低硅高堿護爐的整體思路是在推進大風量、高堿度、低爐溫操作的基礎上，逐步增加海砂釩鈦球比例，控制鐵水中【Ti】含量在0.14—0.16%主要，控制【Si】+【Ti】含量在0.40—0.55%水平。

其參數調整：推進低爐溫高堿度高釩鈦比例護爐技術，關鍵在保證爐缸活躍、風量的穩步提升、爐況的長期穩定。我們經過探討，對重點參數做出調整：配料堿度1.20—1.22，實際堿度1.18—1.20；渣中Mgo含量控制11.5±0.5；物理溫度保持1500—1520℃間；爐溫【Si】控制0.30—0.40%水平。實際效果：通過參數的調整，逐步形成低爐溫、高堿度、小礦批、低料線、高鎂鋁比、定期處理爐缸的操作理念，爐況穩定性穩步增強，各項指標穩中有升，爐缸側壁溫度長期保持低水平運行，爐皮溫度相對穩定，達到了很好的護爐效果。

4.2.6時時處理爐缸措施（1）提高渣鐵物理溫度，保證鐵水物理熱1500℃以上，使爐缸熱量逐步提高；（2）提高燒結中MgO的含量來提高爐渣中鎂鋁比，降低爐渣粘度，改善渣鐵流動性；（3）加強爐前出鐵管理，增加鐵口深度，加快出鐵節奏，減少跑泥現象；（4）通過提高富氧率和風溫加熱爐缸；（5）采取定期投球和不定期熱洗和投螢石等方法處理爐缸。

5、效果與下一步方向

通過長期的努力，取得了明顯效果：

5.1風量逐步提升，動能穩步提高。

圖2 2012年以來風量、動能變化5.2爐況穩定程度有很大提高，主要指標在入爐品位不斷降低情保持穩定。

5.3護爐有新成績，保證了本質安全。

6.1 爐況順行是高爐冶煉的基礎，強動力冶煉是應對經濟料，保證爐況順行的重要技術思路。

6.2科學調劑矩陣，堅持“開放中心，疏松邊緣”的原則，礦批與矩陣調整相結合，配合適合的礦批，會達到理想效果。

6.3 2#爐通過持續處理爐缸，穩步增加風量，爐缸工作狀態得到優化，氣流分布趨于合理。風速、動能穩步提高，促進了爐況進一步穩定。

圖3 2012年來入爐品味和利用系數

圖4 2012年來爐皮H1點和爐芯溫度 6、 結語

6.4 護爐工作要立足于生產中護爐，靠順行護爐，而不能為護爐而護爐。

參考文獻：

[1]周傳典 高爐煉鐵生產技術手冊

[2]高爐過程氣體動力學