新鋼10#高爐優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)實(shí)踐

李偉華, 盧 勤（1. 江西理工大學(xué),江西 贛州 341000；2.新余鋼鐵集團(tuán)有限公司,江西 新余 338000）

新鋼10#高爐優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)實(shí)踐

李偉華1，2, 盧 勤1，2
（1. 江西理工大學(xué),江西 贛州 341000；2.新余鋼鐵集團(tuán)有限公司,江西 新余 338000）

為適應(yīng)低品位礦導(dǎo)致的大渣比冶煉，10#高爐從優(yōu)化原燃料質(zhì)量、調(diào)整裝料制度等多方面著手，采取精細(xì)管理、精準(zhǔn)操作后，一年來(lái)，高爐爐況順行，各項(xiàng)技術(shù)及經(jīng)濟(jì)指大幅上升。

高爐；優(yōu)化；爐料結(jié)構(gòu)

0 概況

新鋼10#高爐（2500m3）于2009年11月10日投產(chǎn)，在高爐投產(chǎn)后的生產(chǎn)中過(guò)程中，10#高爐通過(guò)采用優(yōu)質(zhì)精料，大風(fēng)量、高風(fēng)溫、高頂壓、高富氧、高煤比、高冶強(qiáng)以及計(jì)算機(jī)控制一系列等煉鐵新技術(shù)，自投產(chǎn)以來(lái)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)曾取得較好的成績(jī)。但受鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩影響，鋼鐵企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。為提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，新鋼從降低噸鐵成本出發(fā)，盡可能的降低高爐原料的入爐品位。進(jìn)入2010年以來(lái)，10#高爐入爐品位基本維持在53.2%～54.7%。隨著10#高爐入爐品位的下降，10#高爐爐況的穩(wěn)定性逐步變差，對(duì)爐外的各種干擾，10#高爐爐況波動(dòng)變化表現(xiàn)十分敏感，經(jīng)常因壓差高而被迫減風(fēng)、減氧、甚至慢風(fēng)作業(yè)，同時(shí)由于10#高爐抗?fàn)t況波動(dòng)性差，導(dǎo)致10#高爐的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)大幅下降。

1 高爐優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)所采取的操作措施

針對(duì)目前的10#高爐原燃條件惡化及高爐操作管理中存在的不足，今年元月開(kāi)始，在10#高爐實(shí)行合理優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)的操作嘗試。

1.1 “精料”觀念

1.1.1穩(wěn)步提高原燃料質(zhì)量，持續(xù)優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)，結(jié)合新鋼地理受限等先天不足條件，不斷提高自產(chǎn)焦炭質(zhì)量，在煤比不斷提高的同時(shí)，進(jìn)一步提高焦炭在爐中“骨架”作用。

表1 新鋼2×2500m3高爐近幾年焦炭質(zhì)量情況

1.1.2強(qiáng)化槽下對(duì)入爐原燃料的控制與管理，主要加強(qiáng)對(duì)入爐原燃料輸送過(guò)程各焦炭種類和礦石種類對(duì)應(yīng)入倉(cāng)和原燃料質(zhì)量異常管理及檢查，嚴(yán)格控制影響入爐礦石、焦炭質(zhì)量及水分等參數(shù)的跟蹤。比如：篩網(wǎng)是否破壞，是否有大塊的礦石焦炭漏出，篩網(wǎng)是否要更換，返礦中礦焦的比例多少。

1.2 優(yōu)化焦炭使用配比

目前10#高爐使用的焦炭主要有三種，即：6m焦、4.3m焦和外購(gòu)焦（主要為新昌南焦和趙城焦），各焦炭具體成分如表1。10#高爐6m焦分別放在21#、23#、25#倉(cāng)；4.3m焦放在22#、24#倉(cāng)；26#倉(cāng)位外購(gòu)焦，三種焦炭按一定比例往爐內(nèi)拉料，當(dāng)其中有一種或兩種以上焦炭成分及冶金性能發(fā)生變化時(shí)，所在倉(cāng)的焦炭應(yīng)用量減少，防止焦炭成分波動(dòng)帶來(lái)爐溫及爐況的大波動(dòng)。

1.3 提高原燃料質(zhì)量水平及加強(qiáng)原燃料的管理

（1）10#高爐為了實(shí)現(xiàn)精料入爐，一鐵廠加強(qiáng)了槽下各倉(cāng)篩分工作的管理，為減少入爐粉末量，10#高爐采用大礦批與焦丁混裝入爐，大大改善料柱透氣性性能。同時(shí)在減少入爐粉末原則上，對(duì)各倉(cāng)篩分設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)。把槽下投產(chǎn)前使用的焦炭振動(dòng)篩條梳形篩改為棒條篩。棒條篩具有篩分效率高，篩分效果好等特點(diǎn)，更換后數(shù)據(jù)測(cè)定，燒結(jié)礦入爐粉末小于5mm 的比例控制在2%以下，下降0.3%。焦炭粒度小于25mm 的比例控制在1.7%以下，下降0.4%[1]。同時(shí)，一鐵廠還固定9#、10#高爐供料模式，如新昌南和4.3M焦炭半月一輪轉(zhuǎn)。還規(guī)定外購(gòu)焦不能集中上同一座高爐，高爐在使用濕焦時(shí)不能超30%，超過(guò)30%高爐必須按濕焦重新計(jì)算高爐負(fù)荷；加強(qiáng)原燃料各倉(cāng)位的管理，實(shí)行半倉(cāng)位以上模式供料，減小原燃料在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中二次粉化，減少了粉末量。

表2 高爐主要使用的焦炭成分

（2）加強(qiáng)原燃料檢查工作。針對(duì)現(xiàn)有的原燃料條件必須做好槽下原燃料管理工作。為了最大程度減少其粒度波動(dòng)，力求做到薄料層、多料嘴下料，同時(shí)對(duì)槽上料位低于3m的料倉(cāng)必須停用，聯(lián)系原料進(jìn)料再用。每天常日班工長(zhǎng)必須到槽下巡檢現(xiàn)場(chǎng)檢查原料情況，遇有篩網(wǎng)損壞積極聯(lián)系更換。避免粒度小的燒結(jié)進(jìn)入爐內(nèi)引起風(fēng)壓波動(dòng)。當(dāng)班工長(zhǎng)每班檢查原燃料2次以上，并作好詳細(xì)記錄，及時(shí)了解燒結(jié)礦質(zhì)量及焦炭水分變化的第一手資料，有利于提前調(diào)劑。

1.4 優(yōu)化礦石粒級(jí)，減少粉末入爐比例

10#高爐通過(guò)加強(qiáng)了槽下篩分工作的管理，大大減少入爐粉末比例，采用焦丁與大礦批混裝，改善料柱透氣性。同時(shí)在減少入爐粉末原則上，對(duì)各倉(cāng)篩分設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，把槽下投產(chǎn)前使用的燒結(jié)礦振動(dòng)篩條梳形篩改為雙層梳形篩（上層5mm，下層3mm）。篩分效率高，篩分效果好[2]。并且通過(guò)調(diào)整焦丁與礦石放料時(shí)間，10#高爐實(shí)現(xiàn)了焦丁與礦石混裝（目前主要混在塊礦中），效果很好。同時(shí)，為了改善10#高爐爐內(nèi)的透氣性，我們加強(qiáng)了槽下篩分工作，對(duì)10#高爐槽下振篩、上料進(jìn)行調(diào)整，嚴(yán)格控制8個(gè)燒結(jié)礦倉(cāng)、6個(gè)焦炭倉(cāng)、4個(gè)球團(tuán)礦倉(cāng)、2個(gè)塊礦倉(cāng)，高爐原燃料的倉(cāng)位管理保持半倉(cāng)位上料模式，減少二次摔碎的現(xiàn)象，減少了粉末量。

1.5 “時(shí)間法”布料方法

“時(shí)間法”布料對(duì)每個(gè)檔位的布料重量有和好的控制，特別是對(duì)于中心加焦量來(lái)講，保證中心通路開(kāi)放，布料模式根據(jù)爐體熱負(fù)荷，煤氣利用率等參數(shù)有開(kāi)爐初期的C調(diào)整為適應(yīng)邊緣的CO，中心與邊緣煤氣分布合理，爐內(nèi)料柱透氣性大大改善，爐體各段熱負(fù)荷比例穩(wěn)定，煤氣利用率達(dá)到46%以上，高爐爐況抗波動(dòng)性能增強(qiáng)。為日后10#高爐實(shí)現(xiàn)低硅冶煉、擴(kuò)O大礦批、降低燃料比打下了良好的基礎(chǔ)，10#高爐高爐在實(shí)現(xiàn)煤比150kg/t以后，并根據(jù)爐身、爐腰冷卻壁溫度變化，再控制鼓風(fēng)動(dòng)能在135-140kJ/s的同時(shí)，通過(guò)調(diào)整邊緣與中心的布焦量，達(dá)到了10#高爐合理的煤氣分布，經(jīng)驗(yàn)在于保證中心加焦量的同時(shí)（3500-3800kg）擴(kuò)大礦批（66-70t）穩(wěn)定煤氣流，確保料面有一定平臺(tái)寬度，合適的邊緣O/C層厚度，一是避免爐墻附近邊緣負(fù)荷過(guò)重，造成邊緣軟熔帶根部過(guò)低，二是確保強(qiáng)勁的中心氣流。保持兩股氣流穩(wěn)定發(fā)展。（十字測(cè)溫見(jiàn)圖2）。

表3 新鋼10#高爐2014年5月煤氣利用率趨勢(shì)

1.6 裝料制度的合理選擇

隨著低品位礦使用后高爐穩(wěn)定性變差，為保證順行高爐一直采用中心加焦的技術(shù)。中心加焦技術(shù)雖然有利于爐況順行，但難得到好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。為此，通過(guò)控制布料檔位角度、布料圈數(shù)、布料時(shí)間及中心焦炭質(zhì)量來(lái)穩(wěn)定爐況[3]。為滿足中心加焦技術(shù)對(duì)焦炭的質(zhì)量的要求，高爐結(jié)合由外向里布料的規(guī)律，將焦炭質(zhì)量最好粒度大的6m干熄焦裝在稱量罐的上部布于中心。中心氣流出現(xiàn)短期不足，則采取延長(zhǎng)布焦時(shí)間來(lái)增加中心焦炭量以改善中心料柱透氣性。布料圈數(shù)和布料檔位的角度的調(diào)整則主要是在當(dāng)中心氣流長(zhǎng)期不足，調(diào)整布料時(shí)間效果不理想時(shí)，一般布料圈數(shù)在1～3間變化；中心氣流寬而顯弱時(shí)，壓差≤150KPa，則適當(dāng)縮短布焦時(shí)間，隨后調(diào)整布料矩陣CO→CO，增加用礦石第四檔收中心，提高煤氣利用率至46%以上，煤氣利用率維持在47.45%-49.74%（見(jiàn)表3）。

1.7 加強(qiáng)爐內(nèi)上下部的合理調(diào)節(jié)

10#高爐在調(diào)整煤氣流時(shí)，主要是在爐況穩(wěn)定的基礎(chǔ)上微調(diào)，煤氣流在爐內(nèi)的總體反映趨勢(shì)是中心主導(dǎo)氣流約偏強(qiáng)，邊緣適當(dāng)發(fā)展。

表4 2011年的爐喉十字測(cè)溫表

從表4的爐喉十字測(cè)溫我們可以判斷出：10#高爐在這種狀況下是中心主導(dǎo)偏強(qiáng)，邊緣氣流適當(dāng)發(fā)展約偏弱，導(dǎo)致10#高爐煤氣利用率小于45%，偏低，高爐燃料比高，各指標(biāo)欠佳。同時(shí)邊緣負(fù)荷過(guò)重，邊緣氣流較弱，導(dǎo)致?tīng)t墻易粘瘤，特別是在原燃料大幅波動(dòng)后，導(dǎo)致?tīng)t溫及堿度不穩(wěn)定，易造成高爐爐墻結(jié)厚，極易破壞高爐的理想操作爐型，給爐況的抗穩(wěn)定性帶來(lái)較大的影響。10#高爐在2011年7月就是因?yàn)闋t墻結(jié)厚的現(xiàn)象導(dǎo)致高爐爐況出現(xiàn)了失常，通過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才處理好。

表5 2012年的爐喉十字測(cè)溫表

在今年，10#高爐在處理爐內(nèi)氣流時(shí)以兩股氣流的均衡發(fā)展為模式。在保證中心主導(dǎo)氣流強(qiáng)勁的條件下，適當(dāng)放輕高爐邊緣負(fù)荷，發(fā)展邊緣氣流。實(shí)現(xiàn)兩股氣流的均衡發(fā)展，主要通過(guò)中心加焦的比例，10#高爐是通過(guò)布焦時(shí)間的調(diào)整來(lái)控制兩股氣流的合理分布。

從表5的爐喉十字測(cè)溫我們可以判斷出：在采取措施后10#高爐爐喉十字測(cè)溫邊緣第五點(diǎn)溫度下降至117℃，實(shí)踐操作中來(lái)觀察十字測(cè)溫，來(lái)調(diào)整煤氣流分布，不僅保證了10#高爐理想的操作爐型，而且使10#高爐爐況得到長(zhǎng)期穩(wěn)定順行，兩股氣流的合理分布大大的提高了10#高爐的煤氣利用率。煤氣利用率從2011年7月的44%上升到47%，燃料比下降了30kg/t，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益[4]。

表6 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比

2 效果

10#高爐通過(guò)實(shí)行優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)操作后，高爐爐況的穩(wěn)定性到明顯的改善，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)（見(jiàn)表6）處于同類型高爐前列。

3 結(jié)論

（1）大渣比冶煉主要影響高爐的透氣性和透液性，通過(guò)改善用焦情況，調(diào)整好中心氣流分布，依舊能夠獲得較好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。

（2）低品位礦冶煉生產(chǎn)中需要密切關(guān)注中心氣流。強(qiáng)勁有力的中心氣流是保證高爐順行和指標(biāo)良好的關(guān)鍵。

（3）高爐操作即有它的共性也有各自的個(gè)性，發(fā)展穩(wěn)定的煤氣流至關(guān)重要。針對(duì)操作爐型不均勻情況，不必要求初始煤氣流完全均勻，應(yīng)立足形成合理煤氣，果斷調(diào)整裝料制度，確保煤氣流分布合理，創(chuàng)造最好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。

[1]韋韜，黃日清.穩(wěn)定煉鐵生產(chǎn)的技術(shù)措施[J].柳鋼科技,2010，第S1期山東冶金 2007，煉鐵專輯（S1期）：1-4．

李偉華 ,男，江西新余人，碩士研究生，助理工程師，主要從事：高爐操作和管理工作。