新鋼9 號高爐提高煤比生產實踐

黎家恒，王 亮，付華華，高柱平

（新余鋼鐵集團有限公司，江西 新余 338001）

1 概述

新鋼9 號高爐有效容積2500m3，2009 年2 月16 日點火開爐，其噴吹系統為集中制粉、分散噴吹工藝，設計最高煤比160kg/t。開爐初期，設備狀況、原燃料條件都較好，高爐強化程度很高，煤比最高達到160kg/t 以上。2011 年開始實施“低成本戰略”以來，新鋼高爐入爐原燃料質量不斷劣化，入爐品位低，渣比接近400kg/t，堿金屬和鋅負荷偏高，焦炭質量也不斷劣化，外購焦用量增加，造成煤氣流不穩定，掉渣皮現象增多，爐缸活躍不夠，煤比一直維持在145kg/t 左右。2020 年9 號高爐通過改善原燃料質量，優化爐內操作，強化生產管理，1~9 月平均煤比154kg/t，焦比354kg/t，燃料比508kg/t。

2 制約煤比提高的因素

2.1 爐缸工作不活躍

主要體現在：

（1）鐵口鐵量差明顯。鐵口深度不穩定，某一時期2 號鐵口深度始終難以達到規定要求，而且出鐵量不均勻，2 號鐵口出鐵多，3 號鐵口出鐵少，鐵量差大于10%，而爐缸工作活躍時其差值小于5%。

（2）鐵口溫度差明顯。爐缸活躍狀態下，兩鐵口鐵水物理熱偏差小于10℃，[Si] 偏差小于0.05%，堿度偏差小于0.02 倍。而在相當多的時間內，2號鐵口鐵水物理熱比3號鐵口低20-30℃，[Si]低0.1~0.15% 堿度低0.02~0.03 倍；

（3）在[Si]、物理熱及堿度出現偏差的同時，[S] 也有偏差，2號鐵口[S] 高于3 號0.005~0.01%。

上述現象表明，9 號高爐的爐缸一直未達到最佳狀態，雖然能維持爐況順行以及較低的燃料消耗，但因煤比提高后的一些不利影響，使高爐操作者不愿貿然提高煤比，甚至在操作中降低煤比操作。

2.2 原燃料質量差且波動大

自新鋼實施“低成本戰略”以來，原燃料質量不斷劣化且波動較大，經過統計，9 號高爐爐況波動受原燃料質量影響的占比在80% 以上，其余影響則是長期休風以及突發性生產事故后復風引起的爐況不順。原燃料質量差主要表現為：

（1）品位低、渣比高，最高達到420kg/t，盡管2018 年后品位有所提高，但渣比也維持在360~370kg/t。

（2）堿、鋅負荷高，堿負荷長期處于3.5kg/t，鋅負荷0.8kg/t，最高達到1.3kg/t，隨著有害元素負荷的增加，伴隨有部分風口中套上翹，爐墻結厚，渣皮不穩等爐況波動。

（3）入爐粉末增多，主要是焦炭粉末。新鋼自產焦炭質量與行業及周邊高爐用焦質量均存在較大差距。6 米干熄焦冷強度指標M40、M10 很不穩定，水熄焦率頻繁，焦炭水分波動范圍在1%~12% ；另外隨著外購焦用量的增加，品種雜且水分波動大，特別是梅雨季節，篩分效率差，致使裹粉率增加，嚴重影響高爐上部透氣性，邊緣自動加重，中心氣流受抑制，引起爐況不順。

（4）燒結礦質量，尤其是堿度波動大。新鋼燒結混勻堆較小，一般用量在7天左右，在老堆與新堆交替時，燒結礦質量波動大，爐渣堿度波動高達0.05~0.1 倍，嚴重影響渣系的穩定及爐缸的熱狀態。

3 提煤比降焦比措施

3.1 優化爐內操作

噴吹煤粉后，在一定的煤比范圍內，風口前鼓風動能增加，中心氣流增強，需上下調劑向結合維持合理的氣流分布。作了如下調劑：

（1）布料矩陣的調整。調整思路是以維持兩股氣流原則，同時通過控制下料閘開啟速度開控制8 檔礦焦比, 布料矩陣調整見表1。

表1 布料矩陣調整

（2）擴大礦批。9# 高爐煤比在145kg/t 水平時，常用礦批基本維持在67t/ 批~69t/ 批。此次煤比攻關，在提煤比過程中，逐步擴大礦批，以保持軟熔帶足夠的“氣窗”和滴落帶上升煤氣流及滴落的液態渣鐵能夠順利通過。隨著煤比的提高，礦批逐漸擴大至76t，但礦批擴至75t 以上后，兩股氣流穩定性偏差，因此在1 月份后期礦批基本維持72t 左右。

（3）送風參數的調整。煤比提高后，煤氣體積增加，煤氣流速加快，鼓風動能增加，初始氣流更容易穿透到中心部位，為防止邊緣過重，與上部調劑相結合，將風量從4870m3/min 減到4840m3/min，同時頂壓由225kpa 提高到232kpa。

（4）渣系的調整。首先是要維持造渣制度的穩定性，在此基礎上調整渣系，改善爐渣流動性，提高爐缸透氣、透液性。渣系的調整為，R2：1.20~1.23 倍，Mg/Al0.5~0.55，[Si] 控制0.4~0.5%，鐵水物理熱控制在1500℃~1520℃。

通過上述措施，9 號高爐十字測溫中心溫度維持在500℃作用，邊緣第一點溫度100-120℃且高于第二點，爐內熱成像中心氣流窄而有力，周向少量可見光，氣流分布均勻，鐵口溫差消除，鐵量差減小。

3.2 改善原燃料質量

原燃料質量的穩定是高爐順行的基礎，2020 年9 號高爐原燃料條件有所改善，主要體現在：

（1）燒結礦質量的改善，隨著綜合室內料場的投用，燒結造堆更均勻，燒結礦成分標準偏差小，燒結礦堿度波動范圍為1.9±0.05 倍，使造渣制度的穩定性提高，另外燒結品位也從55.5% 提高到56% 左右，綜合入爐品位上升到56.8%，渣比降低，利于提高煤比降低焦比操作；

（2）焦碳質量改善。自產焦M40 指標，6M 焦平均87.88%，4.3M 焦平均85.43%，平均上升2%，M10 均降到7% 以下（見圖1、圖2），外購焦進廠品種由原來的四種減少到兩種，焦炭水分波動減少。另外隨著煤比的增加，焦炭負荷也隨之增加，入爐總焦量減少，外購焦用量減少，自產焦用量增多，可使焦窗增多，煤氣阻力降低，焦炭平均粒度從45.1mm 升高到47.6mm。

（3）嚴格控制粉末入爐。生產實踐表明，爐料在轉運過程中會產生大量粉末，嚴重影響高爐槽下篩分效率。9 號高爐通過實行半倉上料，降低轉運落差，保證正常上料的前提下調整燒結礦篩分速率在120~140t/h，焦炭篩分速率在80~100t/h，最大程度減少入爐粉末。

圖1 6M 焦M40 與M10

圖2 4.3M 焦M40 與M10

3.3 加強設備檢查，優化爐外生產組織

近年來，9 號高爐加強了設備檢查考核力度，因設備故障引起的慢風、休風次數明顯減少，但因設備故障引起的生產組織紊亂時有發生，如槽下設備故障，原燃料供應困難，造成較長時間的低倉位，爐料摔打加劇，產生大量粉末，不利于爐況順行，還有渣處理設備故障，常常引起開口晚點，甚至一個鐵口連續出鐵2-3 爐。此類現象大多數是檢查不到位，設備損壞后才能發現，因此制定了詳細的檢查路線，檢查臺賬，并加強員工培訓，加大考核力度，收效較好，設備出現故障前均能及時發現，避免引起更大的生產事故。

優化爐外生產組織尤其是爐前生產組織，避免渣鐵未及時出盡，爐缸內渣鐵液面升高，造成死料堆浮起，滯留的液體增加，引起高爐下部透氣、透液性變差，在高煤比操作時更要注意，未然煤粉充斥在料柱中進一步惡化高爐下部透氣、透液性?，F9 號高爐要求鐵口深度大于3000mm，開鐵口間隔時間小于10min，必要時進行不間斷出鐵，鐵口卡焦或未鉆透而流速較小，及時打開另一個鐵口重疊出鐵，待渣鐵出盡后堵其中一個鐵口，出鐵過程中密切關注渣處理設備運行狀況。

3.4 改善煤粉質量，提高煤粉燃燒性能

我廠要求煤粉粒度-200 目含量大于60%，實際僅有55%，隨著煤比的提高，，須將-200 目含量提高到60% 以上才能滿足生產要求，通過調整原煤配比、優化磨機參數、提高制粉系統密封性能、降低噴吹載氣量等一系列措施，煤粉粒級-200 目含量平均達到61.25%，煤粉熱值提高1000j/g，煤粉水分低于1.5%，通過做好上述措施有效提高煤粉燃燒性能，減少未燃煤粉。煤比提高后，重除灰及布袋灰含碳量未見上升。

4 效果

通過上下部調劑，改善原燃料、煤粉質量，優化爐外生產組織等措施，9 號高爐1~9 月煤比較2019 年提高9kg/t，焦比降低12kg/t，燃料比下降3kg/t，2020 年1~9 月主要經濟技術指標見表2。

表2 2020 年1~9 月主要經濟技術指標

5 結語

高煤比操作的最終目的是節焦，實現綜合效益的提高。2020年9 號高爐煤比水平上升了一個臺階，但離同類型高爐煤比水平仍有差距。隨著煤比的進一步提高，新鋼2500m3 級高爐上，煤比的極限是多少，還需要在后續的工作中繼續摸索，但唯一不變的是高爐操作者需要掌控好每一個環節，做到精細化管理，標準化推進，才能實現高爐高產、優質、低耗、長壽的目標。