濟(jì)鋼1#1 750 m3高爐提高利用系數(shù)生產(chǎn)實(shí)踐

王玉蓮

1 前言

2017年7月8日，濟(jì)鋼集團(tuán)有限公司主業(yè)全面安全停產(chǎn)，為充分利用停產(chǎn)前半年的時(shí)間，1#1 750 m3高爐進(jìn)行各種技術(shù)攻關(guān)，形成了濟(jì)鋼特色的高爐煉鐵核心技術(shù)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，刷新了濟(jì)鋼煉鐵的歷史記錄，其中高爐利用系數(shù)達(dá)到3.34 t/（d·m3），在全國同類型高爐中排名前列。

2 高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

2017年伴隨著鋼鐵市場的回暖，高爐在停產(chǎn)前兩個(gè)月一直處于滿產(chǎn)狀態(tài)，為抓住這次停產(chǎn)轉(zhuǎn)型的時(shí)機(jī)，積極進(jìn)行技術(shù)和資金準(zhǔn)備。高爐的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)取得了實(shí)質(zhì)性突破，多項(xiàng)指標(biāo)刷新了濟(jì)鋼1 750 m3高爐開爐以來的歷史最高記錄。

2017年1—6月1#1 750m3高爐取得的最高利用系數(shù)為3.34 t/（d·m3），日產(chǎn)生鐵5 845 t，在全國同類型高爐中排名前列。1#1 750 m3高爐2017年上半年的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

2017年1—4月高爐風(fēng)量穩(wěn)定在3 500 m3/min以上，富氧率在3.5%以上，為提高利用系數(shù)創(chuàng)造動力基礎(chǔ)。風(fēng)溫全用，月平均風(fēng)溫在1 200℃以上，為提高利用系數(shù)提供熱量基礎(chǔ)。

表1 2017年1—6月1#1 750 m3高爐各項(xiàng)主要指標(biāo)

3 強(qiáng)化冶煉措施

提高高爐的利用系數(shù)主要從提高風(fēng)溫、富氧鼓風(fēng)、高頂壓和精料入爐等方面來實(shí)現(xiàn)。

3.1 強(qiáng)化入爐原料管理

精料是煉鐵的基礎(chǔ)。濟(jì)鋼1#1 750 m3高爐堅(jiān)持“高、穩(wěn)、小、凈”的精料原則，提高入爐料品位，穩(wěn)定生礦來源，簡化入爐料品種，強(qiáng)化入爐料篩分，保證入爐原料的“高、穩(wěn)、小、凈”，為高爐長期穩(wěn)定生產(chǎn)打下基礎(chǔ)［2］。爐料結(jié)構(gòu)主要為高堿度燒結(jié)礦+塊礦+少量球團(tuán)（2%左右），再根據(jù)分廠爐料平衡進(jìn)行微調(diào)，保證入爐原料成分和冶金性能的穩(wěn)定，對于穩(wěn)定爐況起到關(guān)鍵作用。

3.2 生礦預(yù)處理

濟(jì)鋼1#1 750 m3高爐入爐的生礦比例在17%左右，每天消耗生礦1500 t左右。入廠生礦在開采后未經(jīng)精細(xì)化處理，含水量大，粉末量多，不能直接用于生產(chǎn)，因此需采取特殊的方式對鐵礦石進(jìn)行烘干篩分以滿足生產(chǎn)需要［1］。

由于環(huán)保的限制，濟(jì)鋼煉鐵廠球團(tuán)車間的豎爐進(jìn)行了關(guān)停處理，相關(guān)設(shè)備處于停產(chǎn)狀態(tài)。為了充分利用這部分設(shè)備，并解決入爐塊礦水分大粉末多的問題，對這部分設(shè)備進(jìn)行升級改造，用來烘烤生礦，去除塊礦的水分，以保證后期篩分小果。確保入爐料的“高、穩(wěn)、小、凈”，為爐況的穩(wěn)定提供原料基礎(chǔ)。

3.3 提高富氧率

由于氧濃度提高，N2量降低，單位生鐵的煤氣量減少，因而可以通過富氧提高產(chǎn)量［2］。1#1 750 m3高爐富氧量從5 500 m3/h逐步增加到12 000 m3/h，富氧率提高到3.5%以上，如圖1所示，隨著富氧的增加，利用系數(shù)穩(wěn)步提升，同時(shí)伴隨著高爐內(nèi)部橫截面上爐腹煤氣量不斷增大，壓差升高，容易發(fā)生懸料。通過上部優(yōu)化布料制度，增加軟熔帶焦層厚度，增加煤氣的通過能力，下部加長風(fēng)口，維持風(fēng)口面積不變，提高鼓風(fēng)動能，保證送風(fēng)的穿透力，以保證高爐中心煤氣流的強(qiáng)盛穩(wěn)定。通過優(yōu)化上下部操作制度，化解富氧增加帶來爐腹煤氣量增大導(dǎo)致的煤氣流失衡問題。

圖2 2017年1—7月1#1 750 m3高爐的風(fēng)溫情況

圖1 2017年1—7月1#1750m3高爐富氧情況

3.4 提高頂壓

隨著富氧的增加，風(fēng)量不斷提升，風(fēng)壓也逐步提高，高爐頂壓有繼續(xù)提升的潛力。濟(jì)鋼1#1 750 m3高爐采用串罐無料鐘爐頂設(shè)備，高爐爐頂壓力設(shè)計(jì)值為0.2 MPa，最大為0.25 MPa。在充分考慮爐頂裝備和技術(shù)水平的基礎(chǔ)上，穩(wěn)步提高操作頂壓，日常操作頂壓維持在（225±5）kPa。高頂壓操作，可以有效降低爐內(nèi)煤氣的流速、減少管道行程，限制壓差、利于爐況順行；可以提高煤氣利用率，降低焦比、燃料比；可以為加大風(fēng)量創(chuàng)造條件；高爐爐頂壓力每提高0.01 MPa，約可增加風(fēng)量3%，在焦比不變的情況下可增產(chǎn)3%［2］。

3.5 全用風(fēng)溫

熱風(fēng)的顯熱是最經(jīng)濟(jì)、利用率最高的清潔能源。濟(jì)鋼1#1 750 m3高爐的熱風(fēng)爐組為3座卡魯金頂燃式熱風(fēng)爐，煤氣、助燃空氣雙預(yù)熱工藝，采用二燒一送的工作制度。熱風(fēng)爐方面，通過增加換爐次數(shù)，縮小換爐前后溫差的方法，將換爐次數(shù)由每日的18次增加至24次，優(yōu)化熱風(fēng)爐各操作參數(shù)，提高了熱風(fēng)爐輸送熱風(fēng)的能力，支撐了風(fēng)溫的穩(wěn)步提高。高爐操作者通過全關(guān)混風(fēng)大閘操作，優(yōu)化恒壓換爐制度，加強(qiáng)全風(fēng)溫的制度化管理、高風(fēng)溫獎(jiǎng)勵(lì)等措施，實(shí)現(xiàn)風(fēng)溫的穩(wěn)步提高，濟(jì)鋼1#1 750 m3高爐風(fēng)溫使用情況如圖2所示。

3.6 布料控制

濟(jì)鋼1#1 750 m3高爐采取了大礦批、厚焦層布料技術(shù)。大礦批使得整個(gè)料柱的層數(shù)少，減少了界面效應(yīng)，穩(wěn)定了上部氣流。擴(kuò)大礦批，能夠增加爐腹?fàn)t腰成渣帶焦層厚度，提高成渣帶透氣透液性，從而改善整個(gè)料柱透氣性。但礦批過大，在增大中心氣流阻力的同時(shí)，也會增大邊緣氣流阻力，隨著批重增加高爐壓差會有所增加。因而礦批不是越大越好。在保證爐腰焦層厚度最低≮220 mm的基礎(chǔ)上，確定出最大的礦批。通過摸索，最后確定礦批穩(wěn)定（57±2）t，爐腰處焦層厚度（230±20）mm，爐況運(yùn)行高效穩(wěn)定，高爐生產(chǎn)步入良性循環(huán)，高爐利用系數(shù)大幅提升。

4 結(jié)語

高利用系數(shù)不利于高爐長壽，對爐缸側(cè)壁的沖刷大，側(cè)壁溫度時(shí)常出現(xiàn)高點(diǎn)，這也是濟(jì)鋼高爐護(hù)爐常態(tài)化的原因，但利用停產(chǎn)轉(zhuǎn)型時(shí)機(jī)，則不必考慮護(hù)爐問題。通過對生礦進(jìn)行烘烤和預(yù)處理，確保篩分干凈，對提高入爐生礦比例，提高入爐品位，提高高爐利用系數(shù)具有重要作用。隨著利用系數(shù)的提高，高爐的入爐風(fēng)量、氧量均大幅度增加，高爐的煤氣流分布發(fā)生很大變化，通過調(diào)整上下部操作制度來合理煤氣流的分布，保證了爐況的穩(wěn)定順行。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 王徑成.濟(jì)鋼煉鐵廠塊礦處理生產(chǎn)線優(yōu)化改造［J］.設(shè)備管理與維修，2017（8）：112-113.

［2］ 周傳典.高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2002.