萊鋼3 200 m3高爐降低生鐵成本操作實踐

弭希雨

(萊蕪鋼鐵集團銀山型鋼煉鐵廠，山東 萊蕪 271104)

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萊鋼3 200 m3高爐降低生鐵成本操作實踐

弭希雨

(萊蕪鋼鐵集團銀山型鋼煉鐵廠，山東 萊蕪 271104)

在目前國內嚴峻的鋼鐵形勢下，萊鋼3 200 m3高爐加強爐內操作，通過采用一系列操作手段(如大礦批的應用、提高風溫、高壓操作及低硅冶煉等)，加強工藝技術管理(如加強爐芯監測，保持爐缸均勻活躍；加強管控模式，平穩過渡外界原燃料變化)，配加經濟爐料，建立高渣比操作模型，利用煙煤混噴技術，進一步提升煤比，采取降低燃料比等措施，使生鐵成本不斷降低，實現了生鐵低成本、科學經濟冶煉。

萊鋼；高爐；降低燃料比

萊鋼3 200 m3高爐采用PW無料鐘爐頂技術、旋風除塵器、INBA法渣處理、全干法除塵、銅冷卻壁軟水密閉循環系統和克萊德噴吹等十幾項國內外煉鐵新技術、新工藝，于2010年3月16日開爐投產，實現了48 h全風，3 d噴煤，4 d利用系數達到2.0，高效的日達產記錄開創了國內同類型高爐的先河，并于2010年4月18日順利實現月達產。自開爐投產以來，爐況保持了長期穩定順行。進入2011年下半年，國內鋼鐵形勢嚴峻，萊鋼3 200 m3高爐通過不斷提高操作水平和加強精益管理管控模式，在外界原燃料變化的情況下，取得了燃料比下降到515 kg/t，煤比提高到170 kg/t以上的好成績，降低生鐵成本效果顯著。

1　具體措施

1.1配加經濟爐料

萊鋼3 200 m3高爐從開爐以來采取配加經濟爐料的模式。經濟爐料的特點之一是綜合品位低。萊鋼3 200 m3高爐綜合入爐品位長期保持在55%～56.5%，最低時月平均入爐品位下降到54.8%，理論渣比約為400 kg/t(見表1)。為了確保在高渣比冶煉條件下爐況保持長期穩定順行，通過采取高渣比冶煉下對布料制度的調整，優化操作參數和送風參數，加強出渣出鐵基礎管理等技術措施，建立了高渣比操作管控模式，使萊鋼3 200 m3高爐自開爐以來保持了長期穩定順行。高渣比操作模型的建立對實現高爐高效、低耗冶煉有著重要的現實意義，適應了萊鋼原燃料變化情況；因此，經濟爐料的配加取得了很好的效益。

表1　2010年品位及理論渣比變化表

1.2應用大礦批

萊鋼3 200 m3高爐開爐以后，同年5月，對布料制度進行了調整，燃料比降低，在6月、7月，爐況接收風量能力增強，風量增加到6 000 m3/min，冶煉強度提高，爐況表現為銅冷卻壁溫度波動大，尤其爐腹部分的溫度波動最大，溫度曲線呈鋸齒狀變化，風壓波動大，爐溫波動大，燃料比也因此升高，爐況的穩定性和抗波動能力下降；因此，應進一步研究應用大礦批技術來改善煤氣流的分布，提高煤氣利用率，降低消耗，增強爐況的穩定性和抗波動能力，采用塊狀帶爐料“整流”技術、中心焦量的控制技術、經濟爐料條件下應用大礦批生產的爐缸液面控制技術以及優化送風制度、關鍵工藝參數定量化控制等大礦批生產的技術措施。礦批重由投產初期的87.5 t逐步擴大到現在的105～115 t，并且爐況保持長期穩定順行。

1.3提高風溫

高風溫技術是高爐強化冶煉和降低焦比的重要技術措施之一，可以改善高爐下部熱制度，提高能源利用率。萊鋼3 200 m3高爐采取4座俄羅斯卡魯金式頂燃式熱風爐。熱風爐燒爐是高爐高風溫的基礎。為了提高送風溫度，采取了高效燃燒、高性能耐材、廢氣預熱、調配最佳空燃比和自動燒爐，加強對熱風工燒爐過程的管理等技術措施，滿足了高爐使用高風溫的需求。高爐接受高風溫是最終實現高風溫的關鍵環節，風溫提高后，煤氣體積膨脹，風速和鼓風動能增加，高爐爐缸溫度上升，理論燃燒溫度升高，若超過一定限度會造成高爐難行。為確保高爐使用高風溫，重點改善原燃料條件，滿足“精料”要求，通過噴煤、富氧等手段控制理論燃燒溫度約為2 280 ℃。通過調整裝料制度和送風制度，調整煤氣流分布，改善高爐透氣性，保證爐況的穩定順行，從而達到高爐使用高風溫，提高煤比和降低焦比的目標。目前，萊鋼3 200 m3高爐風溫達到了送風初期1 250 ℃，平均風溫約為1 220 ℃的目標。

1.4高頂壓操作

高頂壓操作能提高高爐透氣性，增加鼓風量，提高冶煉強度，促進高爐順行，從而增加產量，降低焦比。據統計，頂壓每提高10 kPa，可增產1.2%～2.0%，降低焦比5～7 kg/t。頂壓升高，強化冶煉的效果有減少趨勢。近年來，隨著噴吹燃料技術的發展，高風溫的應用，以及焦比大幅度降低，引起料柱結構、高爐內化學和流體力學方面發生了一系列變化，這就更加需要實行高壓操作來保證高爐順行，促進降低燃料消耗。萊鋼3 200 m3高爐經過長時間摸索，確定了頂壓與風量的匹配系數為0.036～0.038，根據高爐的接受風量能力和風速鼓風動能的大小，分別取上限和下限。頂壓由開爐初期的215 kPa，提升到現在的225～230 kPa。

1.5進行低硅冶煉

冶煉低硅生鐵是增鐵節焦的一項技術措施。煉鋼采用低硅鐵水，可減少渣量和鐵耗，縮短冶煉時間，獲得顯著經濟效益，而高爐生產硅含量每降低0.1%，可降低焦比4～6 kg/t；因此，萊鋼3 200 m3高爐從開爐初期就要求生產低硅生鐵。開爐以來月平均硅含量見表2。

表2　開爐以來月平均硅含量

2　加強管控模式，保持爐況長期穩定順行

2.1加強爐芯溫度監測，保持爐缸均勻活躍

送風制度、熱制度和原燃料條件的變化都會引起爐缸工作狀態的變化。熱制度直接反映了爐缸工作的熱狀態，冶煉過程中充足而穩定的爐溫，能體現出爐缸的均勻活躍程度，是保證高爐穩定順行的基本前提，過低或過高的爐溫都會導致爐況不順。高爐爐缸死料柱內粉焦比例升高，高爐狀態變差，爐缸透液性和活性下降。焦炭熱強度下降導致焦炭粉化加重，死料柱內粉焦量增多，爐底溫度降低，側壁溫度升高。

萊鋼3 200 m3高爐爐缸爐底采用的是俄羅斯爐缸在線監測系統，根據萊鋼經濟爐料下渣比高、爐渣難出凈的情況，在日常的操作管理中加強對爐芯溫度的監測來判斷爐缸活躍性。萊鋼3 200 m3高爐將鐵水溫度視為日常管理的重點，要求下渣后鐵水物理熱>1 510 ℃，堵口前鐵水物理熱>1 520 ℃。將鐵水硅含量控制在0.35%～0.50%，以鐵水溫度為依據平衡上下限，保證鐵水物理溫度充足。爐缸不活躍期間將鐵水硅含量控制在0.45%～0.55%，下渣后鐵水溫度提高到1 515～1 520 ℃，增加爐缸熱儲備，保證爐缸工作均勻活躍，從而達到高爐優質、低耗、長壽的目的。

2.2加強超前管控模式，平穩過渡外界原燃料變化

大型高爐生產穩定順行的前提是原燃料的穩定，因此，保持爐缸活躍至關重要。爐缸不活躍甚至爐缸堆積時，會造成高爐指標嚴重下降，爐芯溫度降低，側壁溫度升高。回旋區和爐缸死料柱內的焦炭保持大粒度、少粉末是決定性條件，關鍵是焦炭冷熱強度好，粒度均勻；但是萊鋼地處魯中山區，缺乏優質焦煤資源，大量焦煤需從山西、內蒙等地購買，因此焦煤從數量及質量上均難以控制。而在高爐進行大噴煤冶煉過程中，煤粉代替了部分焦炭作為發熱劑、還原劑后，焦炭作為料柱骨架的作用就顯得尤為重要，對焦炭強度的要求就越高。焦炭灰分高，不僅使固定的碳含量降低，而且灰分在煉焦過程中不能熔融，對焦炭中各種組織的粘結不利，使其裂紋增多，強度降低。灰分與焦質的膨脹性不同，在高爐內加熱后，灰分顆粒周圍產生裂紋，使焦炭碎裂、粉化[1-2]。受此影響，萊鋼3 200 m3高爐使用的焦炭熱強度偏低且波動較大。在正常情況下，使用的焦炭CSR應>65%，面對原燃料幾次大幅度波動帶來的難題，高爐操作技術人員進行了研究，先后總結、提煉，形成了“大比例配加水熄焦條件下高爐操作管控模型”，實現了外界條件影響下的高爐平穩過渡。例如，2011年12月7—9日，焦炭因配煤出現問題，連續3 d CSR均<60%，高爐立即啟動“焦炭質量下降條件下高爐操作管控模型”，根據焦炭反應后熱強度及時調整焦比，不但爐況沒有出現大的波動，而且當焦炭質量恢復正常時高爐負荷也迅速恢復到位，實現了高爐在外界原燃料變化情況下的平穩過渡，為高爐的高效化、低成本冶煉提供了支撐。經過優化后，萊鋼3 200 m3高爐的生產數據見表3。

表3　原料優化后萊鋼3 200 m3高爐的生產數據

2.3采取煙煤混噴技術，進一步提升煤比

無煙煤中配入一定比例的煙煤后，使混合煤的可磨性好，制粉能力得以提高，可降低磨煤能耗，提高噴煤量和煤比。自2011年11月開始，萊鋼3 200 m3高爐試驗了煙煤混合噴吹。為保證噴吹安全，噴煤和高爐車間制定了嚴密的操作規范，規定每次混入的比例為20%，采取混噴煙煤前保持爐況穩定順行。由于煙煤著火點較無煙煤低，噴吹過程中應嚴格控制溫度、氧量及制粉粒度，以保證噴吹安全。制粉溫度控制在300～380 ℃，中速磨出口溫度控制在98～100 ℃；嚴格控制制粉系統含氧量，入磨前控制在6%，布袋收粉前控制在8%。通過優化操作，高爐穩定順行，操作指標得到了有效改善。幾次混噴后，爐況較穩定，風壓略有上升，燃料比和混噴前相差不大，而煤比由原來的155 kg/t提升至170 kg/t，爐況保持長期穩定順行，進一步降低了生鐵成本，實現了低成本、科學經濟冶煉。采用煙煤混噴后，萊鋼3 200 m3高爐的生產數據見表4。

表4　煙煤混噴后萊鋼3 200 m3高爐的生產數據

3　結語

通過上述分析，可以得出如下結論。

1)在萊鋼現階段生產條件下，渣比偏高，應盡可能穩定鐵口工作，力爭及時出凈渣鐵。

2)高爐生產節能降耗是今后煉鐵發展的趨勢，萊鋼3 200 m3高爐在降低生鐵成本生產實踐中取得了一定的成就，在低硅冶煉以及提升煙煤混噴比例等方面還有一定的提高潛力。

[1] 周傳典. 高爐煉鐵生產技術手冊[M]. 北京:冶金工業出版社,2002.

[2] 趙善陽.降低高爐入爐焦比的研究與應用[J].新技術新工藝,2014(7):97-98.

責任編輯鄭練

Operation Practice to Reduce the Cost of Pig Iron of 3 200 m3Blast Furnace of Laiwu Steel

MI Xiyu

(The Section Steel Ironmaking Plant of Laiwu Iron and steel Group Corporation, Laiwu 271104, China)

Laiwu steel 3 200 m3blast furnace is taken seriously in the grim situation of iron and steel by strengthening the furnace in operation such as large ore batch application, increasing blast temperature, high voltage and low silicon smelting, and operating means. By strengthening technology management such as strengthening the monitoring of the stove core, maintaining uniformity and activity of hearth; strengthening control mode smooth transition outside raw and fuel material change; adding economic burden, establishing the high slag operation model; taking bituminous coal mixed injection technology to further enhance the coal ratio, reducing fuel ratio, pig iron cost decreases, and the pig iron of low cost scientific economic smelting.

Laiwu steel, blast furnace, decreasing fuel ratio

TF 543

B

弭希雨(1979-)，男，工程師，主要從事煉鐵工藝技術等方面的研究。

2015-10-22