摘  要  3號高爐從2013年3月份開爐至2017年5月份期間，共發(fā)生了四次較嚴重的爐況失常事故，在導(dǎo)致爐況失常的多因素中，入爐品位的過低和爐渣中Al2O3的過高是兩項顯著性因素。通過對2017年前5個月內(nèi)日產(chǎn)超過1萬t期間生產(chǎn)特點進行分析，總結(jié)出通過提高原燃料的穩(wěn)定性和保持合理的爐料結(jié)構(gòu)，加強高爐的精心操作和管理，可以在入爐品位等關(guān)鍵指標達不到控制要求的情況下實現(xiàn)較好的技術(shù)經(jīng)濟指標，從而達到高爐穩(wěn)定順行與降低生鐵成本的有機結(jié)合。

關(guān)鍵詞  特大型高爐  爐況失常  入爐品位  低成本

1  前言

安鋼3號高爐有效容積4747m3，屬于特大型高爐，其生鐵成本的高低，對安鋼的整體經(jīng)營狀況影響重大。自從2014年以來，安鋼積極推行高爐工序經(jīng)濟料冶煉路線，以“穩(wěn)焦調(diào)礦”為原則，突出鐵前聯(lián)動配礦降本，不斷提升高爐操作水平，來保障生鐵成本的持續(xù)降低，并取得了較好的效果。經(jīng)過三年多的生產(chǎn)實踐，該路線也逐漸暴露出一系列的問題：高爐的“精料”控制要求逐漸放寬了；原料場庫存降低了，配礦變料次數(shù)增多了；原燃料質(zhì)量穩(wěn)定性變差了等，往往會造成高爐的穩(wěn)定順行周期較短和爐況波動頻繁。

生產(chǎn)實踐表明，高爐爐況的一次嚴重失常事故，往往就可能吞噬掉幾個月甚至一年的效益，所以高爐的低成本生產(chǎn)必須以爐況的長期穩(wěn)定順行為基礎(chǔ)。本文試圖通過對自開爐以來至2017年5月份期間所發(fā)生的嚴重爐況失常事故的簡要分析，來重點闡述爐況失常的主要原因，探索在環(huán)保管控政策和原燃料質(zhì)量不斷劣化等新形勢下高爐保持長期穩(wěn)定順行的技術(shù)研究和管理改進。

2  2013.4—2017.5期間生產(chǎn)運行特點及分析

2.1 生產(chǎn)運行特點

自3號高爐2013年3月份開爐以來至2015年1月，整體上沒有嚴重爐況失常事故的發(fā)生；從2015年2月份開始到2017年5月份，共發(fā)生了四次較嚴重的爐況失常事故，主要表現(xiàn)為產(chǎn)量大幅下降，燃料指標大幅升高，高爐順行狀況很差。從整體上看，高爐保持穩(wěn)定順行的時間周期越來越短，陷入了“穩(wěn)定順行—爐況波動—爐況失常—爐況恢復(fù)”的不良循環(huán)模式，但難行程度和損失大小卻是逐漸減輕的，這說明了我們在特大型高爐的技術(shù)研究和科學(xué)管理方面還存在許多的不足，但也在探索過程中取得的一定的進步。

2.2  生產(chǎn)運行分析

入爐品位和爐渣中Al2O3的劣化趨勢與爐況失常事故的發(fā)生具有很大的相關(guān)性。失常Ⅰ發(fā)生前期入爐品位持續(xù)下降，2014年8月-2015年1月入爐品位平均值為57.59%，特別是10月份和12月份分別降到57.27%和57.26%；失常Ⅱ前期入爐品位急劇下降，2015年11月份和12月份分別降到57.90%和57.09%；失常Ⅳ前期入爐品位也是不斷下降，2016年12月份和2017年1月份分別為57.95%和57.84%；如圖3所示，失常Ⅲ前期3個月入爐品位分別為58.60%、58.47%和58.56%，其值符合控制要求，但是這三個月爐渣中Al2O3的含量分別為16.72%、16.71%和16.56%，Al2O3的含量均超出控制要求。

由于3號高爐屬于特大型高爐，其對原燃料的質(zhì)量依賴較強，所以其對原燃料的控制要求也比較嚴格。該高爐入爐品位設(shè)計指標為59.20%，渣量為310kg/t，安鋼鐵前系統(tǒng)施行的“四位一體”標準化中要求入爐品位不低于58.50%，爐渣中Al2O3的含量不超過16.50%。失常Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ時期入爐品位不僅均低于58.50%，而且還低于58.00%，入爐品位的過低，會導(dǎo)致爐渣渣量大幅度增加，嚴重影響料柱的透氣性和爐前渣鐵的及時排出，進而影響高爐爐況的穩(wěn)定順行。失常Ⅲ時期爐渣中Al2O3的含量超過16.50%，降低爐渣的流動性，也會嚴重影響料柱的透氣性，進而影響高爐爐況的穩(wěn)定順行。

當(dāng)入爐品位不低于58.50%，并且爐渣中Al2O3的含量不超過16.50%時，3號高爐基本呈現(xiàn)了穩(wěn)定順行狀況；從較長的時間周期來看，高爐入爐品位波動較大，其良好的穩(wěn)定性也是高爐長期穩(wěn)定順行的重要保障。雖然3號高爐系統(tǒng)制定了“四位一體”標準化要求，但其入爐品位和爐渣中Al2O3等主要指標與先進同類型高爐相比，還有是有較大差距的。

高爐失常往往是一個累積過程，即由短期性的爐況波動逐漸演變?yōu)闋t況失常，如果在爐況波動階段能及時找到到原因，使爐況盡快恢復(fù)正常順行狀態(tài)，就可以避免爐況失常事故的發(fā)生。在爐況失常前期，相應(yīng)的高爐本體監(jiān)控數(shù)據(jù)、原燃料質(zhì)量和設(shè)備運行參數(shù)就會呈現(xiàn)出某種劣化性的變化趨勢；但是爐況失常的原因分析往往是比較復(fù)雜的，爐況失常也往往是多因素共同作用的綜合結(jié)果，多因素之間也難以準確界定和分配作用權(quán)重。隨著入爐品位的逐漸降低，特別是入爐品位分別低于58.50%和58.00%這兩個關(guān)鍵點時，高爐的爐況波動風(fēng)險急劇增加，必須及時制定各種應(yīng)對爐況波動的應(yīng)急方案，做好原燃料劣化情況下的技術(shù)應(yīng)對和技術(shù)儲備。3號高爐通過對這四次嚴重爐況失常事故展開了分析和研究，歸納出了導(dǎo)致爐況失常的顯著性因素，反映出在各種關(guān)鍵指標中入爐品位和爐渣中Al2O3的不斷劣化及其穩(wěn)定性較差，為以后的順行穩(wěn)定生產(chǎn)提供了寶貴的經(jīng)驗教訓(xùn)。

3  當(dāng)前新形勢下的生產(chǎn)優(yōu)化探索

自2016年11月份開始，隨著環(huán)保管控新政策的大力推行，鐵前系統(tǒng)高爐、燒結(jié)機和焦爐等工序均不同程度地受到很大影響，出現(xiàn)了高爐不同程度的限產(chǎn)、燒結(jié)礦的供應(yīng)不足、爐料結(jié)構(gòu)的頻繁大幅調(diào)整、塊礦配比的大幅度增加和石灰石等熔劑的配加等新情況。面對降低生鐵成本和降低原燃料庫存的巨大壓力，原燃料質(zhì)量存在著不斷劣化的情況。面對當(dāng)前這種不利的新形勢，3號高爐必須克服種種不利條件，特別是入爐品位持續(xù)低于58.50%的情況，在保證爐況穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)上，積極進行低成本生產(chǎn)探索和優(yōu)化研究。

2017年前5個月高爐運行狀況整體上欠佳，特別是1月份發(fā)生了爐況失常事故，高爐日產(chǎn)量超過1萬t生產(chǎn)情況如表2、圖5和圖6所示。生產(chǎn)Ⅰ隨后的4月24日進行了25h的休風(fēng)計劃檢修，27日發(fā)生了計劃外長時間休風(fēng)，對調(diào)壓閥組進行了14.5h的搶修，因而產(chǎn)量未能短時間內(nèi)恢復(fù)到1萬t水平。生產(chǎn)Ⅱ隨后的5月8日高爐開始出現(xiàn)壓差高等爐況不順現(xiàn)象，經(jīng)過積極恢復(fù)與調(diào)整，直到15日爐況才基本恢復(fù)順行水平，其主要原因為燒結(jié)礦產(chǎn)量不足而大量配加石灰石熔劑、爐料結(jié)構(gòu)調(diào)整幅度較大、焦炭熱強度CSR下降和4月27日的計劃外長期休風(fēng)對高爐的不利影響還未完全消除等。生產(chǎn)Ⅲ隨后的5月26日3號燒結(jié)機進行了39h的計劃檢修，此期間3號高爐燒結(jié)礦由2號燒結(jié)機供給，其品位和強度等主要指標與3號機相比有一定的差距，入爐品位由58.12%降到56.91%，再加上焦炭熱強度CSR下降，高爐被迫退負荷保順行，因此日產(chǎn)量1萬t水平未能持續(xù)。

在三個日產(chǎn)量超過1萬t的生產(chǎn)階段中，生產(chǎn)Ⅰ持續(xù)時間最長，各項技術(shù)經(jīng)濟指標也最佳，并且創(chuàng)造了自開爐以來的最好水平，這為新形勢下的低成本生產(chǎn)研究和推廣提供了良好的實例。

在生產(chǎn)I期間，爐渣性能、燒結(jié)礦質(zhì)量和焦炭質(zhì)量均保持了較高的穩(wěn)定性。生產(chǎn)I期間，爐料結(jié)構(gòu)也保持較高的穩(wěn)定性，燒結(jié)礦配比平均為74.30%，豫河球為11.64%，南非塊為2.69%，羅伊山塊為11.12%，其中生礦配比為14.06%。

生產(chǎn)I期間關(guān)鍵指標入爐品位均值為58.20%，雖然未達到控制要求58.50%，但是爐渣性能、燒結(jié)礦質(zhì)量、焦炭質(zhì)量和爐料結(jié)構(gòu)均保持了較高的穩(wěn)定性，爐渣具有較好的流動性，加強了爐前作業(yè)管理，確保各鐵口能夠重疊出鐵，為高爐的強化冶煉提供了有力的保障，高爐各項操作參數(shù)。

生產(chǎn)I期間的生產(chǎn)實踐表明，通過提高原燃料的穩(wěn)定性和保持合理的爐料結(jié)構(gòu)，通過高爐的精心操作和優(yōu)化參數(shù)，積極探索爐頂布料矩陣與各種爐況的關(guān)聯(lián)性，以“穩(wěn)定邊緣、打開中心；穩(wěn)定中心、照顧邊緣”為煤氣調(diào)整思路，可以在入爐品位等關(guān)鍵指標達不到控制要求的情況下實現(xiàn)較好的技術(shù)經(jīng)濟指標，達到高爐穩(wěn)定順行與降低生鐵成本的有機結(jié)合。雖然生產(chǎn)Ⅲ期間實現(xiàn)了較好的實際效果，但其抵御外界波動因素的能力還較弱，必須加強爐況失常預(yù)防和快速恢復(fù)爐況的技術(shù)積累和經(jīng)驗提煉，嚴格監(jiān)控爐溫水平和爐缸活躍性，制定科學(xué)的各種操作應(yīng)急預(yù)案，結(jié)合高爐趨勢化管理，把波動因素所造成的不利影響消除在初期階段，抑制運行過程的繼續(xù)惡化，從而避免嚴重爐況失常事故的發(fā)生，形成與安鋼具體廠情緊密結(jié)合的特大型高爐操作制度。

4  結(jié)語 

（1）3號高爐從2013年3月份開爐至2017年5月份期間，共發(fā)生了四次較嚴重的爐況失常事故，在導(dǎo)致爐況失常的多因素中，入爐品位的過低和爐渣中Al2O3的過高是兩項顯著性因素。

（2）生產(chǎn)實踐表明，通過提高原燃料的穩(wěn)定性和保持合理的爐料結(jié)構(gòu)，加強高爐的精心操作和管理，可以在入爐品位等關(guān)鍵指標達不到控制要求的情況下實現(xiàn)較好的技術(shù)經(jīng)濟指標，從而達到高爐穩(wěn)定順行與降低生鐵成本的有機結(jié)合。

（3）在新形勢下，3號高爐要主動適應(yīng)入爐品位偏低和原燃料受外界影響較多等不利條件，在保持高爐爐況定順行的情況下，積極探索低成本生產(chǎn)優(yōu)化研究，形成與安鋼具體廠情緊密結(jié)合的特大型高爐操作制度。