漢鋼2 280 m3 高爐使用加長風口套生產實踐

薛長輝，王紀民，周 皓

（陜鋼集團漢中鋼鐵有限責任公司，漢中 勉縣 724200）

陜鋼集團漢中鋼鐵有限責任公司（全文簡稱漢鋼）2 號高爐（2 280 m3）于2012 年8 月15 日建成投產，設計年均利用系數2.4 t/（m3·d），高爐壽命15年。高爐采用適當矮胖、適宜強化冶煉的操作爐型，磚壁合一薄內襯全冷卻壁結構，在高熱負荷區域等關鍵部位采用銅冷卻壁；高爐冷卻系統采用聯合全軟水密閉循環系統。

1 高爐現狀

漢鋼2 號高爐于2018 年年初發現爐缸側壁溫度升高，高溫點上漲趨勢較快，主要表現在爐缸標高9.394 m 07B 點（溫度710 ℃左右）、9.394 m 05B 點（溫度694 ℃左右），根據兩點插入熱電偶深度測算，推測陶瓷杯已侵蝕，嚴重威脅到高爐安全生產。因此高爐進入護爐狀態，通過制訂爐缸溫度監測標準、改善原燃料質量、鈦礦護爐、風口調整、灌漿、爐體冷卻等方式，效果明顯。但為了搶抓市場機遇，提升冶強，擴大護爐效果，在2018 年12 月底，大面積全部更換加長風口套，風口長度由585 mm 調整至620 mm。

2 現狀分析

漢鋼2 號高爐因常年使用的外購搗固水熄焦，水分不穩定，主要表現在焦炭灰分高，反應后強度低，變料頻繁等，使高爐下部死焦堆焦炭粒度變小，焦柱氣孔度變差，影響高爐鼓風的穿透，導致爐缸透氣性和透液性差，尤其在死鐵層氣流影響弱，鐵水環流對爐缸側壁溫度影響有較大作用，死焦柱透液性差并沉坐在爐底后，鐵水環流對爐缸側壁和爐缸爐底交界部位的沖刷作用加劇，在鐵口中心線以下，爐缸側壁和爐缸爐底交界處產生嚴重的象腳侵蝕；高爐冶煉強度提高，高爐年均設計利用系數為2.4 t/（m3·d），自投產以來，利用系數均超出原定設計，冶煉強度提高后，高爐內部磚襯受到渣鐵侵蝕加劇、厚度逐漸削??；爐缸冷卻壁與碳磚之間存在縫隙，傳熱受到阻礙，局部炭磚熱量無法及時導出，致使炭磚熱面溫度升高，導熱性嚴重不足，碳磚熱面熱量不能及時通過冷卻水帶走，難以形成正常厚度的凝鐵層，陶瓷杯破壞后鐵水很容易接觸到碳磚，鐵水溶蝕及滲透加速了碳磚侵蝕；高爐操作，高爐投產后風口配置為φ120 mm×25+φ115 mm×3，風口面積0.313 9 m2，送風面積大導致邊緣氣流過分發展，給后續爐缸側壁溫度升高留下隱患。

3 加長風口套的影響

1）風口加長后，風口回旋區向中心延伸，遠離爐墻側壁，減慢鐵水環流速度，降低鐵水、煤氣對爐缸耐材的沖刷侵蝕，有利于煤氣流穿透中心，發展中心氣流，對爐缸側壁溫度下降起到重要作用。

2） 爐況順行是高爐生產組織的前提及根本保障，而“上穩下活”又是爐況順行的重要標志，通過上下部調劑相結合、優化高爐操作，實現高爐“上穩下活”顯得格外重要。然而加長風口套更換后，初始煤氣流分布不穩定，又因當時焦炭質量下降（焦炭生產地區氣候變化，最高到-25 ℃，導致洗出來的精煤凍塊較多，配煤過程不均勻，焦炭灰分與硫超標），爐況不順，爐缸中心不活躍，氣流不穩定，影響正常生產。

4 應對措施

4.1 爐內

根據爐況變化，每天制定合理的操作方針，作為三班工長操作標準，設定工藝操作參數的控制范圍，對參數進行量化管理。提前制定各種預計會出現的爐況波動的應對措施，指導中夜班工長操作，如憋壓下的加減風調劑原則、操作誤區指導、崩料的處理，加強爐襯和冷卻壁溫度的巡查記錄，建立爐型監控管理制度，組織工長實際操作學習，嚴格控制生鐵含[Si]和鐵水物理熱，適當調節富氧量并按時出干凈渣鐵，控制每小時料批數，提高工長對爐溫的判斷和調節能力以及突發狀況處理能力，使高爐各種調劑有章可循。

4.1 制度調整

為確保高爐上穩下活，維持合理的操作爐型。下部送風制度上，通過調節風口直徑、長度，送風面積0.287 4 m3、風口長度620 mm，保證合理的鼓風動能和最佳回旋區深度，達到初始煤氣流合理分布；上部裝料制度上，發展中心氣流，兼顧邊緣氣流，調整裝料制度匹配氣流分布，依據氣流對料制、批重、角度進行調整，穩定操作爐型。料制、批重見表1，角度見表2。

表1 使用加長風口套后料制調整表

表2 布料角度調整表 （°）

4.2 熱制度選擇

為了達到護爐效果，高爐使用含鈦球團礦進行護爐，鈦負荷相對較高，因而一直進行低硅冶煉，通過長期總結，認為適宜的爐溫控制范圍是：生鐵w[Si]=0.20%～0.45%、w[Ti]=0.12%～0.15%，既滿足高爐護爐需求，又兼顧正常生產。生鐵成分硅、鈦控制圖見1。

圖1 爐溫與鈦負荷對應爐缸側壁溫度變化趨勢圖

4.2 爐外

4.2.1 精料管理

精料是高爐穩定順行的基礎，也是高爐各項經濟技術指標提升的重要保障。爐料結構，根據高爐原料實際情況，采用了燒結礦配加球團礦與塊礦的爐料結構，根據配加球團礦的鈦含量來進行調整塊礦配加比例，確保鈦含量在合適的范圍內，一般爐料結構比例在75%燒結礦+23%球團礦+2%塊礦；穩定焦炭品種，改善焦炭質量，減少變料次數，由原來的平均3 次/月降至0.6 次/月，焦炭品種穩定在陜焦一級30%+嘉峪關一級70%；加強入爐料管理，爐料入爐前的中和、混勻、過篩進行監控，保證稱量準確，料種、料序無誤，嚴格控制原燃料倉位管理，保持入爐料槽位在70%以上打料，避免入爐料二次摔碎現象，槽下篩分要求焦炭使用倉數不低于4 個，燒結礦使用倉數不低于4 個，增加篩子清理頻次，提高篩分效果，控制篩分流量燒結礦<35 kg/s、焦炭<15 kg/s，減少粉末入爐；有害元素控制，有害元素高是引起高爐爐況波動的根本原因，為了保證高爐穩定、順行，更好地實施降低鐵前成本戰略，確定了有害元素的控制范圍，最大化地降低入爐有害元素，為高爐穩定、指標提升、增產節焦提供了保障。高爐焦炭成分見表1、有害元素負荷見圖2。

表3

圖2 入爐有害元素控制圖

4.2.2 出鐵管理

爐外操作除抓好設備管理、組織好外圍生產外，主要重心放在爐前日常操作上，如果爐前工作跟不上生產節奏，將會直接影響到爐內調劑，輕者導致爐溫波動，嚴重者導致爐況難行，為了使爐前工作對爐況起到促進作用，制訂爐前標準化作業，規范爐前操作。對各班鐵口的深度，開鐵口的孔徑，打泥量都進行明確規定，其中鐵口深度由原2 800 mm 穩定至3 200 mm 左右、打泥量由原2.5 格穩定至3 格左右；對爐前的鐵口合格率、正點出鐵率、出盡率、鐵次間隔時間控制進行嚴格考核，以確保按時打開鐵口，其中鐵口合格率由原來98%提升至99.5%、東西場鐵口出鐵量均勻穩定，確保及時穩定出盡渣鐵；根據鐵口工作情況，如單邊出鐵，及時調整炮泥品種，保證鐵口深度和耐沖刷性能，縮短鐵次間隔時間，延長出鐵時間，降低出鐵次數，其中鐵次間隔由原來25 min控制在10～15 min 內、出鐵時間由原來的90 min 延長至120 min 左右、日平均出鐵次數由原來的13 次穩定至10 次左右；同時采取多方面的出鐵管理模式，如零間隔出鐵模式、重疊出鐵模式、正常出鐵模式、鐵口連開模式、單邊出鐵模式等，以此來達到盡快出干凈渣鐵的目的。

5 取得效果

加長風口套更換后，高爐采取一系列應對措施，爐況逐步好轉、穩定，各項經濟技術指標均大幅提升，爐缸側壁溫度也大幅下降。近期技術指標見表4、爐缸側壁溫度見圖3。

表4 關鍵經濟技術指標表

圖3 爐缸側壁溫度效果圖

6 結論

1）加長風口套更換后對初始煤氣分布有積極作用。

2）加長風口套對降低爐缸側壁溫度有促進作用,既兼顧了生產，又保證了護爐。

3）加長風口套更換后匹配合理的操作制度，有利于降低高爐燃料消耗，對降低鐵前成本起著至關重要的作用。