長(zhǎng)鋼煉鐵廠九高爐鐵水硅穩(wěn)定率的提升實(shí)踐

李國(guó)強(qiáng)，王保國(guó)

（首鋼長(zhǎng)治鋼鐵有限公司，山西 長(zhǎng)治 046031）

0 引言

目前，首鋼長(zhǎng)治鋼鐵有限公司（全文簡(jiǎn)稱“首鋼長(zhǎng)鋼公司”）制定的鐵水硅穩(wěn)定率w[Si]=0.3%～0.6%的鐵量占總鐵量的比例為80%，該比例越高，即硅穩(wěn)定率越高。正常爐況下，鐵水硅穩(wěn)定水平可以代表爐溫的穩(wěn)定水平[1]，同時(shí)鐵水硅穩(wěn)定率也是影響煉鋼工序能耗高低的主要指標(biāo)，尤其是近年來(lái)首鋼長(zhǎng)鋼公司鐵鋼界面推行“一罐到底”工藝后，鐵水硅的不穩(wěn)定直接影響一罐到底的運(yùn)行，增加了煉鋼冶煉難度。

為此，煉鐵廠九高爐作業(yè)區(qū)結(jié)合首鋼長(zhǎng)鋼公司制定的鐵水硅穩(wěn)定率在80%以上目標(biāo)，通過(guò)強(qiáng)化原燃料管理、推行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)、改善出鐵管理、優(yōu)化休復(fù)風(fēng)方案、實(shí)施績(jī)效考核激勵(lì)等措施，提高了鐵水[Si]的穩(wěn)定率，使煉鐵廠九高爐鐵水硅穩(wěn)定率穩(wěn)步上升，2022 年全年平均達(dá)到90%以上，超過(guò)公司計(jì)劃目標(biāo)10%左右。為首鋼長(zhǎng)鋼公司推行“一罐到底”運(yùn)行、節(jié)能降耗、降低成本作出了較大貢獻(xiàn)。

1 穩(wěn)定鐵水硅含量的措施

1.1 強(qiáng)化原燃料管理

1.1.1 保證入爐爐料結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定

長(zhǎng)鋼煉鐵廠目前裝備2 座1 080 m3高爐和2 臺(tái)200 m2燒結(jié)機(jī)，球團(tuán)和生礦主要靠外購(gòu)。爐料結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期穩(wěn)定在85%燒結(jié)+5%球團(tuán)和10%生礦（質(zhì)量占比），生礦和球團(tuán)比例主要根據(jù)季節(jié)和成本情況酌情調(diào)節(jié)，球團(tuán)礦占比基本在3%～5%，生礦占比基本在10%～12%范圍內(nèi)波動(dòng)。

焦炭結(jié)構(gòu)全部采用首鋼長(zhǎng)鋼公司焦化廠生產(chǎn)的干熄焦炭，焦炭質(zhì)量及成分相對(duì)穩(wěn)定，為高爐的穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

1.1.2 強(qiáng)化原燃料篩分和倉(cāng)位管理

強(qiáng)化槽下篩分工作。制定槽下給料器的給料速度標(biāo)準(zhǔn)：焦炭≤20 kg/s，燒結(jié)礦≤40 kg/s，球團(tuán)礦≤30 kg/s，生礦≤30 kg/s。降低給料速度后，篩板上的料層厚度明顯減薄、均勻，篩分效果明顯變好，入爐料中≤5 mm粉末量降到3%以下。

嚴(yán)格控制原燃料倉(cāng)位。為減少原燃料在運(yùn)輸和倒搬過(guò)程中二次摔碎比例，煉鐵廠制定了料倉(cāng)管理制度，杜絕半倉(cāng)以下放料。

1.1.3 制定涮倉(cāng)制度

針對(duì)雨季、冬季，生礦潮濕黏結(jié)、粉末多、凍塊影響下料和篩分效果差，制定了定期用高溫?zé)Y(jié)礦進(jìn)行涮倉(cāng)的制度，該項(xiàng)制度實(shí)施后，不僅降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，而且篩分效果明顯好轉(zhuǎn)。

1.2 推行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)

結(jié)合首鋼長(zhǎng)鋼公司目前的原燃料情況及高爐裝備水平，根據(jù)鐵鋼界面“一罐到底”工藝對(duì)鐵水質(zhì)量的要求，細(xì)化日常操作制度，嚴(yán)格在高爐主控室等關(guān)鍵崗位推行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。

1.2.1 制定爐溫控制標(biāo)準(zhǔn)

生鐵w（Si）按0.3%～0.6%控制，正常操作爐溫按0.45%中線控制，當(dāng)w（Si）連續(xù)三爐低于0.35%，必須采取適當(dāng)增煤提爐溫措施，當(dāng)w（Si）連續(xù)3 爐大于0.55%時(shí),必須采取減煤降爐溫措施。原則上早動(dòng)、少動(dòng)，避免因爐溫變化而造成大的波動(dòng)。

1.2.2 嚴(yán)格控制料速

結(jié)合九高爐當(dāng)前礦批情況，規(guī)定料速8 批/h，（64±1）批/班，發(fā)現(xiàn)料速連續(xù)2 h 超過(guò)9 批時(shí)，必須采取減風(fēng)控制措施，保證當(dāng)班料速不超標(biāo)，為爐溫穩(wěn)定和下個(gè)班操作打好基礎(chǔ)。

1.2.3 優(yōu)化裝料制度

堅(jiān)持“發(fā)展中心氣流為主，適當(dāng)兼顧邊緣氣流為輔”的煤氣流控制標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制高爐壓差≤160 kPa。高爐操作上始終堅(jiān)持“以下部調(diào)劑為主，上部調(diào)劑為輔”上下部調(diào)劑相結(jié)合原則，做到“上穩(wěn)下活”。結(jié)合長(zhǎng)鋼布料溜槽為半圓形溜槽，料流軌跡較散而且寬，逐步摸索出具有自身特色的裝料制度。礦石角差3°～4°，焦炭角差10°，礦石平臺(tái)較窄。原燃料質(zhì)量好時(shí)采取“礦四環(huán)焦五環(huán)”；原燃料質(zhì)量轉(zhuǎn)差下降時(shí)，高爐裝料制度逐步降為“礦三環(huán)焦四環(huán)”或“礦兩環(huán)焦三環(huán)”進(jìn)行縮窄布料平臺(tái)過(guò)渡。

1.2.4 嚴(yán)格控制渣相管理

結(jié)合長(zhǎng)鋼燒結(jié)礦澳粉比列較高特點(diǎn)，渣中w（Al2O3）在15.5%～16%，含量較高，嚴(yán)格要求渣中鎂鋁質(zhì)量比＞0.50～0.55，當(dāng)發(fā)現(xiàn)鎂鋁質(zhì)量比低于0.50，技術(shù)科要及時(shí)排查原因并采取應(yīng)對(duì)措施，為高爐穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造條件。

1.3 改善出鐵管理

九高爐于2019 年大修后，出鐵模式由過(guò)去的固定罐位出鐵變成擺動(dòng)溜槽出鐵。優(yōu)點(diǎn)是降低了勞動(dòng)強(qiáng)度、改善了作業(yè)環(huán)境、節(jié)約了耐材成本，缺點(diǎn)是由于兩鐵口80°夾角和鐵路線的布局情況不能實(shí)現(xiàn)兩鐵口同時(shí)出鐵。隨著高爐達(dá)產(chǎn)達(dá)效的進(jìn)一步強(qiáng)化，高爐爐前渣鐵能否及時(shí)排放已經(jīng)成為高爐順行和指標(biāo)提升的關(guān)鍵因素之一。

煉鐵廠在滿足“一罐到底”出鐵模式基礎(chǔ)上，不斷摸索細(xì)化進(jìn)罐和出鐵模式，采用“5+1”出鐵模式，同時(shí)要求兩鐵口間隔時(shí)間不超過(guò)30 min；對(duì)爐前制定了防止跑泥、防止淺鐵口以及保證出鐵速度和時(shí)間的一系列措施；對(duì)爐前推行量化管理，將打泥量、鐵口深度、出鐵時(shí)間進(jìn)行詳細(xì)記錄；將鐵次控制在14 次/d，鐵口深度在2 400～2 800 mm，出鐵時(shí)間控制在80～100 min，保證出鐵的均勻性。通過(guò)一系列改善措施的推行，目前每天出鐵爐次達(dá)到14.5 次，實(shí)現(xiàn)了14 次/d 的目標(biāo)，大大減少了因不能及時(shí)出鐵引起的高爐憋風(fēng)而造成的爐溫波動(dòng)現(xiàn)象。

1.4 優(yōu)化休復(fù)風(fēng)方案

首鋼長(zhǎng)鋼煉鐵廠近年來(lái)一直推行設(shè)備點(diǎn)檢定修制，每年計(jì)劃?rùn)z修3～4 次，每次大約14～16 h 不等，檢修后爐況恢復(fù)時(shí)間一般在16～24 h，并且造成爐溫持續(xù)偏高，鐵水硅含量不達(dá)標(biāo)爐次較多，不僅影響產(chǎn)量還嚴(yán)重制約高爐鐵水硅穩(wěn)定率。2021 年煉鐵廠開始對(duì)標(biāo)兄弟單位生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，開展計(jì)劃休風(fēng)、快速?gòu)?fù)風(fēng)管理技術(shù)研究，不斷優(yōu)化休復(fù)風(fēng)方案，通過(guò)休風(fēng)前確保高爐穩(wěn)定順行的爐況控制、休風(fēng)料位置安排、休風(fēng)料的爐料結(jié)構(gòu)及增加硅石等輔料入爐、休風(fēng)后堵風(fēng)口數(shù)目及快速噴煤富氧等爐況恢復(fù)節(jié)奏控制等措施[2]，使高爐恢復(fù)時(shí)間縮短到8～16 h，鐵水硅含量不達(dá)標(biāo)爐次明顯減少，2021 年和2022 年優(yōu)化休復(fù)風(fēng)方案前后鐵水硅不達(dá)標(biāo)爐次情況如表1 所示。

表1 2021 年和2022 年優(yōu)化休復(fù)風(fēng)方案前后鐵水硅不達(dá)標(biāo)爐次情況

2021 年計(jì)劃休風(fēng)4 次，累計(jì)造成鐵水硅不達(dá)標(biāo)爐次73 次，平均每次休風(fēng)恢復(fù)鐵水硅不達(dá)標(biāo)爐次占18次；2022 年計(jì)劃?rùn)z修3 次，累計(jì)造成鐵水硅不達(dá)標(biāo)爐次35 次，平均每次休風(fēng)恢復(fù)鐵水硅不達(dá)標(biāo)爐次占12次。優(yōu)化方案后硅不達(dá)標(biāo)爐次明顯減少。

2 取得成效

2021 年以來(lái)，為了響應(yīng)公司鐵鋼界面推行“一罐到底”工藝對(duì)鐵水硅穩(wěn)定率的要求，煉鐵廠九高爐作業(yè)區(qū)人員群策群力，以保證高爐長(zhǎng)期穩(wěn)順為基礎(chǔ)，以降低鐵水成本為中心，通過(guò)強(qiáng)化原燃料管理、推行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)、改善出鐵管理、優(yōu)化休復(fù)風(fēng)方案等措施，使鐵水硅的穩(wěn)定率穩(wěn)步提高，由2021 年的82%提高到2022 年的90%以上（見圖1）。

圖1 2021 年和2022 年鐵水w（Si）=0.3%～0.6%穩(wěn)定率情況

3 結(jié)論

2021 年以來(lái)，煉鐵廠九高爐鐵水硅的穩(wěn)定率呈穩(wěn)步升高趨勢(shì)，圓滿完成了公司制定的鐵水硅達(dá)標(biāo)率目標(biāo)，不僅實(shí)現(xiàn)了爐況長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，降低了鐵水成本，還有效地保證了鐵鋼界面“一罐到底”工藝的順利進(jìn)行。從中吸取的主要經(jīng)驗(yàn)有：

1）穩(wěn)定的原燃料條件是高爐穩(wěn)定順行的前提條件，只有控制好原燃料質(zhì)量，才能為鐵水硅穩(wěn)定率提供有力保障。

2）高爐長(zhǎng)期穩(wěn)定順行是提供鐵水硅穩(wěn)定率的基礎(chǔ)。通過(guò)強(qiáng)化高爐操作，推行主控室等關(guān)鍵崗位標(biāo)準(zhǔn)化操作，實(shí)現(xiàn)了高爐長(zhǎng)期穩(wěn)順及爐溫穩(wěn)定率的逐步提高。

3）改善爐前出鐵管理，堅(jiān)持爐內(nèi)爐外一盤棋，互打基礎(chǔ)，采取優(yōu)化休復(fù)風(fēng)方案、減少爐況恢復(fù)期的高爐溫運(yùn)行狀態(tài)等措施，為高爐鐵水硅穩(wěn)定率的提高提供了保障。