萊鋼1號1080 m3高爐提升煤氣利用率實踐

王 輝

（山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司煉鐵廠， 山東 萊蕪 271104）

煤氣利用率與高爐的燃料消耗有著直接的對應關系，提升高爐的煤氣利用率，可以顯著降低高爐的燃料消耗，進而降低高爐生產成本。萊鋼1號1080 m3高爐2017年全年燃料比超出計劃值9 kg/t，全年煤氣利用率平均值只有45%，而且各月數值波動較大。提升高爐煤氣利用率，可以有效降低高爐燃料消耗，按照經驗數據核算，每提高1%煤氣利用率，則可以降低8 kg/t的燃料比。對比同類型高爐，結合1號高爐的實際情況，組織進行了系列攻關，逐步將煤氣利用提升到45.96%，為爐況穩定、生產成本控制提供了有力支撐[1]。

1 關鍵影響因素分析

1.1 現狀調查

統計2017年1號高爐月平均煤氣利用率（見表1）。

表1 2017年煤氣利用率統計表 %

可看出：2017年1號高爐煤氣利用率最低值為44.3%，最高值為46.2%，年平均值為45.1%，不僅距離行業最好水平有一定差距，且過程控制值波動較大。

1.2 原因分析

從理論講，影響煤氣利用率的宏觀原因有兩個方面：一是影響爐料與煤氣流的接觸時間，一是影響爐料與煤氣流的反應時間。

1.2.1 爐溫堿度波動大

對2018年1月爐溫堿度及煤氣利用率做對比（見圖1、圖2），通過數據對比發現爐溫堿度波動大的區域煤氣利用率相應偏低，因此確定為要因。

圖1 煤氣利用率與爐溫波動關系折線圖

圖2 煤氣利用率與堿度波動關系折線圖

1.2.2 布料制度不合理

休風后通過對爐頂料面觀察發現，爐頂料面平坦性不夠，邊緣氣流過于發展，不利于爐料與煤氣流的充分合理接觸，此種料面不利于提升煤氣利用率。

1.2.3 原料篩分控制差

截取11天入爐料粒度分析結果如下（見表2）：

GPRS/GSM模塊程序主要是短信的發送部分程序。傳感器組獲取的體溫、心率消息以及北斗模塊接收的時間、位置信息經打包后,由GSM模塊發出。首先發送指AT+CSCS=“GSM”,用于設置TE字符集,設置為缺省字符集;發送指令AT+CMGF=1,該指令用于設置短信息的模式為文本格式;發送AT+CMGS=“photo”,該指令用于發送短信,在“GSM”字符集下,最大可發送180 byte的英文字符,其中photo為需要發送至手機的手機號碼;其后可以輸入短信的信息;最后發送結束指令“1A”,將信息發送。GSM模塊發送短信的軟件流程如圖9所示。

表2 入爐料≤5mm比例 %

可看出高爐入爐料大于5 mm比例偏高。入爐料粒度偏小會導致料柱透氣性差，影響氣流合理穩定分布，嚴重時會導致爐缸堆積等影響爐況穩定順行的惡劣后果。這幾項結果都會影響爐料與煤氣流的合理接觸，從而影響高爐煤氣利用率。

1.2.4 炮泥質量差，爐前操作水平低

對于雙鐵口高爐而言，在現在冶煉強度下，鐵口出鐵率必須達到73%以上才能滿足高爐渣鐵排放的要求。而現在1號高爐出鐵率明顯達不到此項要求。鐵口出鐵率偏低，會造成高爐渣鐵排放不暢，造成高爐憋渣鐵操作，造成氣流的分布紊亂，影響煤氣流與原料的充分合理接觸，從而降低高爐煤氣利用率。

2 實施改進

2.1 加強原料督查，根據原料成分及時調劑

加強原燃料督查。加強工長看料制度，原料入倉之前到皮帶處查看原料情況，尤其是焦炭水分情況，減少因焦炭干熄率不足而導致的爐溫異常波動；及時對燒結礦及球團礦生礦成分進行校核，尤其是燒結礦堿度，及時查證燒結堿度波動趨勢，有異常情況及時聯系燒結側進行修正，使燒結堿度回歸正常范圍。

根據燒結礦堿度、鐵中硫磺及終渣堿度，做好預知預判。爐溫堿度波動，會引起高爐異常波動，尤其是在當前原燃料情況下，三氧化二鋁含量高、渣量大，在操作上我們要更加小心。1號高爐根據這種實際情況，在操作上積極采取應對措施，勤看風口、勤取終渣，根據料速和風口熱量對煤量進行調整。結合終渣堿度和來料成分及時調整燒結配比。為保證充沛的爐缸熱量，我們規定爐溫范圍0.3%～0.5%，理論燃燒溫度在2250～2350℃，渣鐵物理熱達到1480℃。

2.2 優化布料制度，保證煤氣流的合理分布

1）逐步擴大礦角差，增加布料寬度，增減礦石帶寬度，與煤氣流充分接觸反應

煤氣流的合理分布，直接影響高爐的穩定順行。在實際生產中，由于渣量偏大，出渣不及時或出渣時間短憋渣鐵現象時有發生，從而導致中心氣流不好打通、邊緣煤氣流增強，氣流不穩燃料比異常升高。風口下渣皮增多堵塞風口，造成風壓冒尖導致懸料。通過對冷卻壁水溫差和爐頂十字測溫的觀察，將布料矩陣做進行調整，具體如表3、4、5所示：

表3 原布料角度

表4 調整后布料角度

表5 再調整后布料角度

通過以上調整逐步擴大礦角差，增加布料寬度，增減礦石帶寬度，與煤氣流充分接觸反應，提升高爐煤氣利用率。

2）通過優化中心與邊緣焦炭負荷，合理引導中心與邊緣氣流，保證爐況順行

根據爐況表現情況，及時調整優化中心與邊緣焦炭負荷，合理引導中心與邊緣氣流，高爐的抗波動能力明顯增強，鐵前憋風和風口前下渣皮現象減少，爐溫趨于平穩，生鐵三類品率有所降低，休風料面倒“V”形狀明顯，有利于煤氣利用率的提升，煤氣利用率由以前的45%左右上升至46%。

2.3 降低小粒度礦石入爐量

在保證上料速度的情況下，嚴格確定篩分時間，保證燒結篩分時間大于20 s/t，焦炭大于1 min/t，如果時間過短應該通過調整振篩電機振幅或者在下料口插擋棍處理，遇到原料偏碎時可以延長篩分時間或臨時換較大篩孔的篩子，在不影響正常上料的情況下定時對各個振篩進行空振，以減少粉末入爐，改善料柱透氣性[2]。

嚴格控制原燃料料位管理，正常料位大于5 m，低于5 m為低料位，在減少二次摔碎的同時，防止因原料粒度偏析造成粉末集中入爐。

通過改進，入爐粉末量達到控制目標值（小于6%），高爐能夠適應階段性粉末超標。

2.4 提高鐵口出鐵率，減少憋渣鐵操作次數

爐前生產組織的好壞直接影響爐況的穩定順行，改進前爐前鐵口存在斷、漏現象，經常因出渣鐵不好影響煤氣流頂溫穩定。為避免爐內憋風影響氣流，提高爐前鐵口作業率是一個有效的方法。通過加強爐前四個班學習培訓，增強爐前工的理論知識和操作技能，開展勞動競賽活動，調動職工的積極性，提高團隊配合能力。

通過制定爐前操作標準化制度，減少爐前員工操作隨意性，規范爐前生產組織，三班統一操作，減少人為操作差異帶來的鐵口工作波動，提升鐵口出鐵率，減少憋渣鐵操作情況的發生。

通過12個月的實踐，1號爐鐵口作業率從70%提高至72.5%，高爐憋渣鐵操作次數明顯降低。

3 改進效果

2018年1號高爐煤氣利用率1～12月份平均值為45.96%，基本完成預期目標。

4 結論

總結萊鋼1號1080 m3高爐提升煤氣利用率亮點措施有：

1）優化裝料制度，提高爐頂布料精度，杜絕人為失誤，確保氣流穩定正常。

2）加強爐溫和堿度平衡，穩定好熱制度和造渣制度，保持爐況順行和全風作業。

3）抓好原料倉位及篩分管理，堅持半倉打料原則，減少入爐粉末；控制合理的篩分速度，在保證上料速度的情況下，嚴格確定篩分時間，提高爐穩定性。

4）爐前維護好鐵口，做到穩定均勻出凈渣鐵。