摘  要  對(duì)鄂鋼2號(hào)高爐降低燃料比的生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行了總結(jié)。通過(guò)優(yōu)化原燃料管理及爐前生產(chǎn)組織管理等，爐內(nèi)加強(qiáng)關(guān)鍵參數(shù)控制，提高操作水平，改善高爐煤氣流分布，提高煤氣利用率，燃料比降至約521 kg/t左右，為鄂鋼鐵成本最低戰(zhàn)略提供了有力保障。

關(guān)鍵詞  高爐  操作  管理  燃料比

1  前言

在高爐噸鐵成本構(gòu)成中，燃料比所占比例僅次于礦石居第二位；在煉鐵工序能耗構(gòu)成中，燃料比所占比例約為80%；在噸鐵CO排放構(gòu)成中，燃料比有70%的貢獻(xiàn)率。因此，降低高爐燃料比無(wú)論是對(duì)降低噸鐵成本、提高鋼鐵企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力．還是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、改善環(huán)境均有非常重要的意義。特別是目前鋼鐵企業(yè)面臨重重挑戰(zhàn)，不穩(wěn)定的市場(chǎng)需求，原材料成本居高不下，給鋼鐵企業(yè)帶來(lái)了巨大的成本壓力。鄂鋼同樣出現(xiàn)原燃料供應(yīng)緊張，品種變化頻繁，質(zhì)量波動(dòng)較大。在原燃料嚴(yán)重短缺的形勢(shì)下，不斷降低高爐燃料消耗意義重大。

鄂鋼煉鐵廠2號(hào)高爐于2013年4月新建投產(chǎn)，高爐投產(chǎn)以來(lái)一直保持較好的生產(chǎn)水平。該高爐運(yùn)用了多項(xiàng)先進(jìn)工藝技術(shù)和設(shè)備，分別為軟水密閉循環(huán)冷卻、銅冷卻壁、水冷炭磚爐底，長(zhǎng)壽爐底爐缸內(nèi)襯結(jié)構(gòu)嘉恒法渣處理、干法布袋除塵、TRT余壓發(fā)電、頂燃式熱風(fēng)爐、串罐爐頂。2015年，2號(hào)高爐充分發(fā)揮設(shè)備和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，不斷優(yōu)化高爐各項(xiàng)基本制度，各項(xiàng)指標(biāo)不斷提高。

精料是高爐煉鐵的基礎(chǔ)，高爐煉鐵工作者常用“七分原料三分操作”來(lái)說(shuō)明精料對(duì)高爐生產(chǎn)指標(biāo)的影響。近年來(lái)，由于鋼鐵行業(yè)陷入寒冬，鋼鐵廠不得不使用經(jīng)濟(jì)礦。因此高爐原料綜合品位55%左右徘徊，為降低燃料比，盡可能通過(guò)合理優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)，提高入爐綜合品位；同時(shí)從優(yōu)化原燃料管理及爐前生產(chǎn)組織管理等環(huán)節(jié)，爐內(nèi)加強(qiáng)關(guān)鍵參數(shù)控制，提高操作水平，不斷改善高爐煤氣流分布，提高煤氣利用率，達(dá)到降低燃料比的目的。

2  生產(chǎn)措施

2.1  抓好原燃料篩分管理，降低入爐粉末

準(zhǔn)確掌握原料變化，采取相應(yīng)應(yīng)變手段，確保高爐長(zhǎng)期穩(wěn)定順行。建立完善的篩分制度，確保人爐粉末率低于5%，改善高爐上部透氣性。2號(hào)高爐經(jīng)常不定量不定時(shí)的配吃落地?zé)Y(jié)。通過(guò)和燒結(jié)還有原料聯(lián)系，固定落地?zé)Y(jié)倉(cāng)，同時(shí)加強(qiáng)聯(lián)系，這樣有利于高爐工長(zhǎng)及時(shí)調(diào)整，穩(wěn)定爐況。

鄂鋼由于焦化廠部分焦炭外賣(mài)，且受工序產(chǎn)能匹配的影響，經(jīng)常不定時(shí)不定量的配吃落地焦，對(duì)高爐操作帶來(lái)一定難度，并且焦炭水分波動(dòng)較大，經(jīng)常達(dá)到10%以上，造成焦粉粘附在焦炭上入爐情況較為嚴(yán)重，制約高爐指標(biāo)的提升，針對(duì)以上情況通過(guò)鐵廠和相關(guān)科室聯(lián)系，對(duì)落地焦定倉(cāng)定量，減少了焦炭水分波動(dòng)對(duì)焦炭負(fù)荷的影響，大幅度改善了原燃料條件，為高爐提升指標(biāo)攻關(guān)創(chuàng)造了條件。

2.2  提高風(fēng)溫使用水平，穩(wěn)定理論燃燒溫度

降低燃料比是降低生鐵成本的重要標(biāo)志，提高風(fēng)溫是最直接的節(jié)約燃料手段。風(fēng)溫是最廉價(jià)的能源，是用低熱值高爐煤氣換來(lái)的，并為高爐冶煉提供約19%的熱量。實(shí)踐證明，每提高100℃風(fēng)溫，可降低焦比15 - 20 kg/t。在條件允許的情況下，適當(dāng)提高高爐富氧量，制定合理的送風(fēng)制度，采用快速燒爐法，適當(dāng)延長(zhǎng)蓄熱期，及時(shí)換爐。上述措施的實(shí)施，風(fēng)溫長(zhǎng)期保持在1 200℃以上。

在提高風(fēng)溫的基礎(chǔ)上，與噴煤量、富氧量結(jié)合，控制火焰溫度在2200 -2 250℃。一般認(rèn)為，高爐富氧每提高l%，燃料比將下降0.5%。這是因?yàn)?，富氧率提高后，高爐產(chǎn)量增加，噸鐵熱損失降低；富氧可以提高風(fēng)口前理論燃燒溫度，提高煤粉置換比；富氧可減小噸鐵煤氣發(fā)生量，煤氣帶走熱損失減少。

2.3  上下部調(diào)劑，合理控制煤氣流分布

通過(guò)摸索，2號(hào)高爐穩(wěn)定風(fēng)量，利用定修機(jī)會(huì)，將開(kāi)爐之初的φ130 mm風(fēng)口全部調(diào)整為中φ120 mm風(fēng)口；同時(shí)在風(fēng)口內(nèi)加裝φ90mm的耐火澆注套來(lái)調(diào)整進(jìn)風(fēng)面積，最終將實(shí)際風(fēng)速提高到250 m/s左右。通過(guò)控制實(shí)際風(fēng)速和鼓風(fēng)動(dòng)能，形成了適宜的風(fēng)口循環(huán)區(qū)，保證了初始煤氣穩(wěn)定。最大限度提高煤氣利用率和降低高爐頂溫是降高爐燃料比的重要內(nèi)容。

目前，高爐煤氣利用率的國(guó)際先進(jìn)水平達(dá)到了52%~54%，高爐頂溫的國(guó)際先進(jìn)水平降低到150℃以下，鄂鋼2號(hào)高爐調(diào)整風(fēng)口布局后，保證了煤氣流在爐缸初始分布合理，高爐煤氣利用率穩(wěn)定在 47%以上。

加強(qiáng)對(duì)爐頂成像監(jiān)控，及時(shí)調(diào)整布料制度。隨著爐缸工作狀態(tài)的改善，中心氣流開(kāi)通，2號(hào)高爐通過(guò)不斷的摸索調(diào)整,優(yōu)化上部裝料制度，使其和送風(fēng)制度匹配，形成穩(wěn)定的理想爐喉料面，有寬度適宜的平臺(tái)和深度適宜的中心漏斗。

提高頂壓也是高爐降低焦比和燃料比的一項(xiàng)重要措施。一般認(rèn)為，頂壓每提高10 kPa，以燃料比將下降0.3% - 0.5%。這是因?yàn)?，頂壓提高后，煤氣流速降低，在爐內(nèi)滯留時(shí)間延長(zhǎng)，增加了煤氣與礦石的接觸時(shí)間，并且加快了煤氣在燒結(jié)礦和球團(tuán)礦微小空隙的擴(kuò)散，有利于礦石還原。同時(shí)，頂壓的提高擴(kuò)大了間接還原區(qū)，并大幅度減少了瓦斯灰?guī)ё叩奶妓負(fù)p失。2號(hào)高爐長(zhǎng)期堅(jiān)持高頂壓操作，頂壓不斷提高至210kpa。

2.4 推行爐溫趨勢(shì)管理，嚴(yán)格工長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)化操作

爐溫趨勢(shì)管理是高爐操作的難點(diǎn)。所謂趨勢(shì)管理就是把影響爐溫的各類因素(包括原因和作用時(shí)間)、風(fēng)口的狀況變化、爐溫的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)、作量的方向和作用效果等等，進(jìn)行綜合分析和判斷，依照 爐溫變化趨勢(shì)，預(yù)先調(diào)整熱量水平。而不是以爐溫現(xiàn)狀(現(xiàn)在的[Si]水平)調(diào)爐溫,這樣可減少爐溫的波動(dòng)，達(dá)到早動(dòng)少動(dòng)的效果。如果不是按爐溫趨勢(shì)進(jìn)行管理，只靠看現(xiàn)時(shí)的[Si]或鐵水溫度來(lái)調(diào)爐溫，就會(huì)發(fā)生 滯后于爐溫變化而加熱過(guò)頭引起爐溫大熱或連續(xù)減熱造成爐溫急劇向涼，使?fàn)t溫大起大落地波動(dòng)。

現(xiàn)時(shí)的[Si]或鐵水溫度是反映了以前冶煉過(guò)程熱平衡的結(jié)果，雖有對(duì)爐溫判斷的參考價(jià)值，但不能做 調(diào)爐溫的依據(jù)。因?yàn)榇笮透郀t的熱慣性大，爐溫正在隨著各種因素的變化正在演變之中,現(xiàn)時(shí)爐溫涼的爐 子可能正在向熱，也可能繼續(xù)向涼，現(xiàn)時(shí)爐溫?zé)岬臓t子可能已在向涼，也可能繼續(xù)向熱，如果只是依照現(xiàn)時(shí)爐溫調(diào)爐溫，就可能滯后于爐溫的發(fā)展趨勢(shì) 3-4 小時(shí)，且方向不明地在調(diào)爐溫，往往只會(huì)加劇爐溫的波動(dòng)。而爐溫的大幅波動(dòng)對(duì)高爐影響極大，容易引起渣皮脫落引發(fā)邊緣氣流，造成減風(fēng)減氧。此外，高爐操作者的操作習(xí)慣對(duì)爐溫波動(dòng)也有較大影響，極有必要推行標(biāo)準(zhǔn)化操作，形成統(tǒng)一的操作習(xí)慣。為此，車(chē)間制定了標(biāo)準(zhǔn)化操作管理規(guī)定，對(duì)煤粉、風(fēng)溫等規(guī)定每次動(dòng)作的調(diào)劑量，對(duì)工長(zhǎng)日常調(diào)劑、特殊爐況理、休復(fù)風(fēng)等全部實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化管理制度。要求工長(zhǎng)超前判斷，細(xì)化量化調(diào)劑量，減少對(duì)爐況的影響。通過(guò)推行標(biāo)準(zhǔn)化管理制度， 2號(hào)高爐硅偏差明顯減小，爐況穩(wěn)定性大大增強(qiáng)。

選擇適當(dāng)?shù)慕K渣堿度，將R2控制在1.15 - 1.20，以有利于改善爐渣的脫硫效果，保證生鐵質(zhì)量。堅(jiān)持對(duì)爐渣堿度日常調(diào)劑定量化、特殊情況過(guò)量化原則，根據(jù)原料成分變化情況及時(shí)進(jìn)行調(diào)劑校核，當(dāng)原料出現(xiàn)大的波動(dòng)時(shí)，采取過(guò)量調(diào)劑的辦法，及時(shí)穩(wěn)定造渣制度。工長(zhǎng)嚴(yán)格執(zhí)行好憋鐵標(biāo)準(zhǔn)化操作，避免渣鐵排放差時(shí)爐況失常。

2.5  控制好煤氣分布，控制合理的爐體水溫差和熱負(fù)荷是日常操作的核心問(wèn)題

合理的煤氣分布是高爐煉鐵的核心，是高爐操作制度合理的集中體現(xiàn)。中心氣流充沛，邊緣氣流穩(wěn)定，才能保證爐體冷卻壁和渣皮的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定，才能保證爐體水溫差和熱負(fù)荷的穩(wěn)定，才能保持爐溫穩(wěn)定， 進(jìn)而保持爐況穩(wěn)定。爐身中上部區(qū)域主要是檢測(cè)該區(qū)域的測(cè)溫?zé)犭娕嫉臏囟龋攸c(diǎn)關(guān)注該區(qū)域溫度變化趨勢(shì)及其沿圓周 方向的均勻性，來(lái)判斷邊緣氣流的分布狀況。

爐身下部、爐腰、爐腹區(qū)域的冷卻結(jié)構(gòu)為銅冷卻壁，爐內(nèi)軟熔帶的根部位置處于該區(qū)域，冷卻壁經(jīng) 受著初成渣的侵蝕和高溫煤氣的沖刷，依靠銅冷卻壁熱面形成的渣皮保護(hù)層的保護(hù)，才能實(shí)現(xiàn)自身的長(zhǎng)壽，銅冷卻壁熱面的渣皮對(duì)爐內(nèi)煤氣分布的變化十分敏感，圓周方向局部渣皮脫落對(duì)高爐冶煉進(jìn)程危害極大，是爐內(nèi)煤氣分布不穩(wěn)定的表現(xiàn)，必須及時(shí)調(diào)整，穩(wěn)定煤氣分布，否則形成邊緣管道，爐溫控制困難，燃料比大幅上升。通過(guò)爐身下部、爐腰、爐腹區(qū)域的銅冷卻壁溫度變化來(lái)判斷中心氣流的強(qiáng)弱。

車(chē)間根據(jù)目前的冶煉狀況，制定了水溫差和熱負(fù)荷控制范圍，超過(guò)控制范圍，及時(shí)判斷煤氣分布變化，及時(shí)調(diào)整氣流分布，穩(wěn)定煤氣分布，從而穩(wěn)定爐況。

2.6  加強(qiáng)爐前生產(chǎn)管理，提高出鐵作業(yè)率

（1）加強(qiáng)鐵口的維護(hù)。禁止潮鐵口出鐵，若鐵口有潮泥，應(yīng)及時(shí)烘烤鐵口。檢查并維護(hù)好泥套，防止跑泥。確保鐵口深度不低于2800 mm，避免淺鐵口出鐵。

（2）增加出鐵次數(shù)。為了確保及時(shí)出凈渣鐵，出鐵次數(shù)每天不少于13爐次，緩解了鐵前憋風(fēng)現(xiàn)象，且慢風(fēng)時(shí)間減少，在適宜的條件下組織二次開(kāi)口。

（3）穩(wěn)定炮泥質(zhì)量。由于不放上渣，渣鐵全部從鐵口排出，在確保鐵口深度的前提下，要求炮泥質(zhì)量具有更高的抗渣侵蝕能力，以確保渣鐵安全、順利地從鐵口排出。

（4）在正常配罐情況下，30 min之內(nèi)具備出鐵條件，30 min內(nèi)打開(kāi)鐵口。在配罐晚點(diǎn)的情況下（超過(guò)30 min配罐），要求10 min內(nèi)打開(kāi)鐵口，盡量縮短鐵間間隔。

（5）優(yōu)化配合好拉重配空工作，減少流鐵時(shí)間長(zhǎng)現(xiàn)象。通過(guò)落實(shí)上述措施，鐵口出鐵作業(yè)率有了較大的提高。

3  生產(chǎn)情況

鄂鋼2號(hào)高爐通過(guò)采取優(yōu)化原燃料管理及爐前生產(chǎn)組織管理等環(huán)節(jié)，爐內(nèi)加強(qiáng)關(guān)鍵參數(shù)控制，提高操作技術(shù)水平，不斷改善高爐煤氣流分布，提高煤氣利用率，實(shí)現(xiàn)了低燃料比生產(chǎn)。高爐長(zhǎng)期穩(wěn)定順行，指標(biāo)不斷優(yōu)化，燃料比不斷降低，尤其8月降低到521 kg/t，實(shí)踐表明，高爐降低燃料比所采取的措施是科學(xué)有效的，2號(hào)高爐低燃料比生產(chǎn)實(shí)踐為鄂鋼煉鐵技術(shù)進(jìn)步提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)，為鄂鋼煉鐵廠降本增效、指標(biāo)提升工作做出了貢獻(xiàn)。 

4  結(jié)語(yǔ)

（1）高爐低燃料比冶煉要求較高且穩(wěn)定的原燃料條件，尤其是焦炭質(zhì)量指標(biāo)，對(duì)高爐指標(biāo)提高有較大影響。

（2）熱負(fù)荷管理是高爐操作制度中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，尤其對(duì)于2號(hào)高爐平臺(tái)加漏斗料制來(lái)說(shuō)，如何穩(wěn)定邊緣氣流是重中之重。

（3）爐前出鐵質(zhì)量對(duì)于大型高爐來(lái)說(shuō)非常重要，強(qiáng)化爐前出鐵組織是高爐穩(wěn)定順行的必要條件。

（4）2號(hào)高爐富氧率偏低，在全國(guó)同類型高爐中處于較低水平，如何實(shí)現(xiàn)在低富氧條件下提高噴煤比是高爐操作者面臨的一大難題。