焦炭劣化對(duì)爐況的影響

周 松

（華菱湘潭鋼鐵有限公司，湖南 湘潭 411101）

湘鋼4號(hào)高爐爐容為1800m3，采用了并罐無(wú)料鐘爐頂、下置軟水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)、TRT余壓發(fā)電系統(tǒng)等一系列先進(jìn)技術(shù)。由于近幾年湘鋼新建兩座高爐，產(chǎn)能擴(kuò)大導(dǎo)致公司自產(chǎn)焦產(chǎn)能不足缺口大，2015年3月份前4號(hào)高爐有大約30%為自產(chǎn)焦，但新3號(hào)高爐投產(chǎn)后4號(hào)高爐改為全用外購(gòu)焦。因此，必須依靠大量外購(gòu)焦，但其質(zhì)量不穩(wěn)定，特別是焦炭的水分、灰分、M40、熱強(qiáng)度CRI、反應(yīng)后強(qiáng)度CSR等指標(biāo)較差，給爐況造成一系列的影響[1]。

1 焦炭劣化對(duì)高爐各系指標(biāo)的影響

1.1 入爐焦炭技術(shù)指標(biāo)

2016年1月起4號(hào)高爐采用全外購(gòu)焦，外購(gòu)焦品種較多，倒換頻繁，同時(shí)每班有20%～30%的B類焦，質(zhì)量較差，對(duì)高爐爐況發(fā)生了較大的變化。入爐焦的各項(xiàng)指標(biāo)如表1所示。

表1 湘鋼4號(hào)高爐2016年入爐焦炭的主要指標(biāo)

由表1可知，焦炭性能的變差主要體現(xiàn)在熱反應(yīng)性CSR及反應(yīng)后強(qiáng)度CRI，入爐焦炭的反應(yīng)性明顯增強(qiáng)，導(dǎo)致在軟熔帶區(qū)域有30%～40%的焦炭與CO2反應(yīng)，焦炭的氣孔壁變薄，反應(yīng)后強(qiáng)度下降，塊焦減小明顯。由于軟熔帶塊焦的減少導(dǎo)致中心料柱的透氣性變差，氣流不宜吹至中心，中心氣流減弱。煤氣量熱量難以傳遞至中心料柱，加劇了死料柱變大趨勢(shì)，高爐料柱的透氣性變差，對(duì)高爐入爐風(fēng)量造成較大的影響。同時(shí)中心死料柱的增大會(huì)使?fàn)t缸的活躍性降低，高爐懸料次數(shù)增多，風(fēng)量不足，風(fēng)口易燒壞等，造成爐況難行[2]。

1.2 風(fēng)量產(chǎn)量的影響

從二月份后焦炭逐漸劣化，爐況逐步惡化，產(chǎn)量嚴(yán)重下滑，從1月的平均每天4506t/d下降至12月平均每天4134t/d。風(fēng)量的穩(wěn)定性較差，逐步萎縮至12月的3548m3/min。

表2 焦炭劣化后對(duì)風(fēng)量產(chǎn)量的影響

1.3 對(duì)熱制度的影響

焦炭熱性能變差后對(duì)鐵水中Si的控制難度加大，Si偏差大，Si穩(wěn)定率下降，鐵水溫度波動(dòng)也隨之加大。從2016年1月～6月的Si偏差可以看出操作工長(zhǎng)對(duì)于Si的控制難度較大(如圖1所示），Si偏差最大時(shí)達(dá)到0.255。一天中Si最高達(dá)到0.72，最低至0.27。

圖1 1月～6月四高爐鐵水Si偏差

1.4 對(duì)爐缸活躍性的影響

對(duì)爐缸的活躍性影響最直接的就是爐缸中心溫度降低（如圖2所示），風(fēng)口損壞的個(gè)數(shù)明顯增多，全年風(fēng)口燒損18個(gè)，在風(fēng)口燒損后不能及時(shí)進(jìn)行更換，進(jìn)一步加劇了爐缸的不活躍性。如3月9日因風(fēng)口燒損達(dá)3個(gè)，大量向爐內(nèi)漏水，高爐被迫休風(fēng)處理。但在送風(fēng)恢復(fù)過(guò)程中壓拐懸料，拉風(fēng)坐料不下導(dǎo)致?tīng)t況波動(dòng)，用4天時(shí)間才將風(fēng)量恢復(fù)至3730m3/min。（如圖3所示）。

圖2 爐缸中心溫度

圖3 風(fēng)口損壞后爐況失常恢復(fù)時(shí)間

2 焦炭變差時(shí)的應(yīng)對(duì)措施

在焦炭變差后降低焦炭負(fù)荷，焦炭負(fù)荷最低退至3.78。控制好煤比使煤比不超過(guò)130kg/t，煤比超過(guò)后調(diào)負(fù)荷0.05～0.1以保證爐況的順行。槽下加強(qiáng)清篩工作，每?jī)尚r(shí)必須清理焦炭篩一次。因使用外購(gòu)焦有性能不一的，固定一種較好的焦炭比率，較好的焦炭布料時(shí)放在中心與邊緣，保證中心與邊緣的氣流穩(wěn)定。

2.1 上部裝置調(diào)劑

焦炭性能變差保證中心氣流尤為重要，其中布料矩陣的調(diào)整最為關(guān)鍵。4號(hào)高爐在2016年整個(gè)矩陣的摸索調(diào)整中，主要有經(jīng)過(guò)了以下幾個(gè)階段。

（1）第一階段。焦炭開(kāi)始變差時(shí)增加布料時(shí)的中心加焦量，一月主要的料制演變?nèi)缦拢?/p>

（2）第二階段。二月至三月焦炭質(zhì)量再次變差，風(fēng)量萎縮產(chǎn)量減少，高爐燃料比逐漸升高，同時(shí)中心變?nèi)酢榱朔€(wěn)定中心氣流。第二階段主要料制演變?nèi)缦拢?/p>

次階段調(diào)整后逐步穩(wěn)定了中心氣流，對(duì)爐況的穩(wěn)定起到了一定的作用。

2.2 組織好爐前渣鐵排放

在焦炭變差后爐缸活躍程度降低，出鐵難度也在加大，鐵口易漏不能鉆透，出鐵時(shí)間時(shí)長(zhǎng)時(shí)短，同時(shí)卡焦現(xiàn)象頻繁。爐前技師制定以下方針。①若鐵口紅點(diǎn)大則降低開(kāi)口速度將透點(diǎn)處凝死后將鐵口鉆穿。②關(guān)注卡焦現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)卡焦及時(shí)透開(kāi)，防止憋渣鐵。③增加出鐵次數(shù)，使?fàn)t缸環(huán)流增大以達(dá)到活躍爐缸的目的。④保證合理的鐵口深度。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）入爐焦炭質(zhì)量劣化對(duì)高爐影響極大，首先風(fēng)量的穩(wěn)定性變差，爐缸的活躍程度變差，破壞爐內(nèi)煤氣流分布，影響高爐穩(wěn)定順行。在原燃料變化時(shí)要及時(shí)關(guān)注爐缸中心溫度，壞風(fēng)口的損壞程度，爐前的出鐵狀況等變化，及時(shí)采取措施，避免爐況惡化。

（2）原燃料對(duì)爐況的影響存在一個(gè)較長(zhǎng)的作用周期，要重視原燃料的管理。

（3）在原燃料變差后要保證一定的中心氣流及邊緣氣流，以保證爐況的穩(wěn)定性。

（4）原燃料變差影響爐缸活躍性時(shí)要組織好爐前的渣鐵排放。

（5）通過(guò)以上措施方能有效的改善高爐工作狀態(tài)，達(dá)到穩(wěn)定爐況的目的。