摘  要  對(duì)舞鋼1260m3高爐提高煤比生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行了總結(jié)。通過(guò)改善原燃料條件、優(yōu)化高爐操作制度、合理控制高爐參數(shù)、穩(wěn)定煤粉噴吹速率、優(yōu)化外圍保障以及不斷優(yōu)化布料方式等措施，為高爐長(zhǎng)期穩(wěn)定順行、提高煤比提供了良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞  高爐  煤比  改善原燃料  操作制度

Practice on improving Coal ratio of WugangSteel’ 1260m3 BF

WANG Chengguo  LIU Hanwei  DENG Weipeng

(Wuyang Iron and Steel Co.Ltd. ,)

Abstract  This essay analyzes and summarizes the practice of improving the coal ratio at Wugang Steel’ 1260m3 BF.The coal ratio of the BF is improved constantly under the condition of long term steady by ameliorating the original fuel conditions、optimizing BF operation system、reasonable control of BF parameters、stable coal injection rate、optimization of peripheral supportand optimize the fabric constantly. 

Key words  BF  Coal ratio  ameliorating the original fuel conditions  operation system

1  概況

舞鋼高爐（1260m3）設(shè)計(jì)2個(gè)鐵口、22個(gè)風(fēng)口，于2014年3月投產(chǎn)。針對(duì)當(dāng)前嚴(yán)峻的鋼鐵市場(chǎng)，鐵水的成本壓力越發(fā)突出，而高爐提高煤比、降低焦比是有效降鐵前成本提高企業(yè)效益的途徑。舞鋼高爐自投產(chǎn)以來(lái)，受各種因素的制約影響煤比一直處于較低的水平；2014年平均煤比97kg/t、2015年平均煤比78kg/t、2016年上半年平均煤比113kg/t。低煤比造成噸鐵成本太高，已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，2016年下半年舞鋼公司煉鐵廠大力開(kāi)展提高煤比、降低燃料比和噸鐵成本的課題攻關(guān)。從原燃料質(zhì)量入手，從工藝到設(shè)備，從生產(chǎn)到技術(shù)，逐點(diǎn)分析導(dǎo)致煤比一直低下的因素，從而尋求解決措施。通過(guò)不斷的努力，2016年下半年煤比突破150kg/t，2017年前7個(gè)月平均煤比達(dá)到158kg/t，其中5月份平均煤比達(dá)173.8kg/t，創(chuàng)造舞鋼高爐煤比的歷史。在大幅度提高煤比的同時(shí)，高爐的其他經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)也取得較大的進(jìn)展，2016年7月至17年7月高爐煤比變化如圖1所示。

2  提高煤比的措施

2.1  加強(qiáng)入爐原燃料質(zhì)量管理

2.1.1  焦礦篩的調(diào)整優(yōu)化

     入爐原燃料的質(zhì)量是影響提高煤比的重要因素，隨時(shí)掌握原燃料的質(zhì)量變化，做好應(yīng)對(duì)措施，為爐況順行和提高煤比創(chuàng)造了有利的條件。高爐通過(guò)增大槽下各振篩的篩間距：燒結(jié)礦振篩上部篩間距由5mm加大至6mm； 焦丁振篩篩間距由8mm加大至9mm來(lái)提高篩分等級(jí)，另外通過(guò)延長(zhǎng)各料倉(cāng)的篩分時(shí)間、加強(qiáng)篩分效果，同時(shí)加強(qiáng)點(diǎn)檢和崗位的巡檢力度，定期更換振篩保證設(shè)備正常運(yùn)行和篩分穩(wěn)定，盡可能減少原燃料中粉末入爐量，以改善料柱透氣性，實(shí)現(xiàn)爐況穩(wěn)定。

2.1.2  提高焦炭質(zhì)量

隨著煤比的提高，焦比逐步降低，焦炭的負(fù)荷增加，因而焦炭質(zhì)量能就相應(yīng)要求要提高，否則焦炭的骨架作用會(huì)被削弱，嚴(yán)重影響料柱的透氣性。隨著焦比的降低，焦炭在爐內(nèi)的停留時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)，其氣化和熔損反應(yīng)會(huì)減少，死料柱中焦粉數(shù)量增加，嚴(yán)重惡化爐缸的透氣性和透液性。因此提高焦炭的質(zhì)量和粒度組成是非常重要的，要求焦炭粒度在8mm-25mm，含粉率＜6%，焦炭抗磨強(qiáng)度M10≤6.0%，反應(yīng)后強(qiáng)度CSR≥67%，2016年7月至2017年7月焦炭成分和性能情況如表1所示。

2.1.3  提高燒結(jié)礦質(zhì)量

高爐煉鐵應(yīng)以精料為基礎(chǔ)，精料水平對(duì)高爐煉鐵影響率約占70%以上，其中含鐵原料中燒結(jié)礦比例占75%左右，因此保證燒結(jié)礦質(zhì)量是爐況順行、不斷提高煤比的重要保證。燒結(jié)礦通過(guò)保持較好指標(biāo)：轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度＞79%，篩分指數(shù)＜2.0%，嚴(yán)格控制＜5mm燒結(jié)礦數(shù)量，有效地減少入爐粉末量，提高料柱透氣性，為提高煤比創(chuàng)造有利條件。表2為2016年7月至2017年7月燒結(jié)礦成分和指標(biāo)情況。

2.2  優(yōu)化高爐上下部調(diào)劑

高爐提高煤比后氣流會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)煤比較高時(shí)，噴入的煤粉未燃煤粉量增加，未燃煤粉一部分會(huì)隨著煤氣上升，吸附在中心料柱上，惡化中心料柱的透氣性，會(huì)引起中心氣流不足，邊緣發(fā)展，這種情況下必須采取措施，否則會(huì)引起爐況不順。提高煤粉噴吹容易造成理論燃燒溫度不足，惡化爐缸工作狀態(tài)。實(shí)踐表明煤比提高10kg/t，理論燃燒溫度會(huì)降低20-25℃，合適的理論燃燒溫度是爐缸活躍的基本保證，因此必須有富氧和提高風(fēng)溫等補(bǔ)償手段，同時(shí)針對(duì)煤比提高后的氣流變化，高爐在上部裝料布料制度上也做出了相應(yīng)的調(diào)整。

2.3  料制的調(diào)整

2.3.1  調(diào)整上部料制

高爐煤比提高后，邊緣氣流有所發(fā)展而中心不足，高爐采取開(kāi)放中心氣流抑制邊緣的操作制度，通過(guò)改變布料矩陣，同時(shí)適當(dāng)增加中心焦炭的量。料制調(diào)整如表3所示。

布料矩陣調(diào)整后，煤氣分布流分布得到改善，高爐煤氣利用達(dá)到46-47%，高爐順行良好、穩(wěn)定性增加。

2.3.2  下部風(fēng)口參數(shù)調(diào)整

為了發(fā)展中心氣流，下部調(diào)整適當(dāng)縮小風(fēng)口面積來(lái)提高鼓風(fēng)動(dòng)能，加強(qiáng)熱風(fēng)向中心的穿透能力，適當(dāng)抑制邊緣，使風(fēng)口面積和上部料制、煤比提高后的氣流變化相適應(yīng)。下部調(diào)整采取堵風(fēng)口和更換長(zhǎng)風(fēng)口、小風(fēng)口措施：將13#堵死，進(jìn)風(fēng)面積有0.2434m2縮小為0.2339m2，將6#、7#、12#、14#、18#風(fēng)口由470mm更換為500mm的長(zhǎng)風(fēng)口，保證適宜的回旋區(qū)，控制風(fēng)速245±5m/s。通過(guò)調(diào)整后，實(shí)踐表明中心氣流充足、邊緣穩(wěn)定：中心溫度維持在400℃、邊緣45--50℃，爐況穩(wěn)定順行，探尺動(dòng)作良好，鐵水物理熱充沛，為高爐煤比的提高創(chuàng)造了條件。

2.4  控制合理穩(wěn)定的理論燃燒溫度

研究表明，維持一個(gè)合理范圍的理論溫度，對(duì)高爐爐缸熱狀態(tài)及高爐順行有很重要的影響?？刂坪侠淼睦碚撊紵郎囟?，能夠獲得穩(wěn)定的爐缸溫度、穩(wěn)定的熱制度來(lái)維持高爐順行，有利于進(jìn)一步提高煤比。舞鋼高爐經(jīng)過(guò)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，理論燃燒溫度在2150±50℃，對(duì)高爐順行最為有利。對(duì)此加強(qiáng)工藝操作管理，用富氧和高風(fēng)溫來(lái)補(bǔ)償提高煤粉噴吹帶來(lái)的熱損失；同時(shí)高爐盡量提高風(fēng)溫使用水平，控制合適的富氧率來(lái)控制理論燃燒穩(wěn)定，2017年1-7月煤比、富氧、風(fēng)溫和理論燃燒溫度統(tǒng)計(jì)如表4所示。

2.5  合理控煤粉噴吹制度

2.5.1  控制事宜的煤粉粒度及揮發(fā)分

從理論上分析，煤粉粒度越小越好，但是考慮到磨煤效率及成本，高爐煤粉粒度范圍-200目的比例控制在70-75%水平。

為增加煤粉的可磨性及燃燒性，我廠采用噴吹煙煤和無(wú)煙煤的混合煤粉，煙煤比例至35-45%，控制噴吹煤揮發(fā)分14-17%。因?yàn)闊熋簱]發(fā)分高，可磨性好成本低，正好彌補(bǔ)無(wú)煙煤在磨制噴吹上的不足；同時(shí)煤粉中較高揮發(fā)分，在燃燒帶分解吸熱，降低理論燃燒溫度，為提高風(fēng)溫和富氧創(chuàng)造條件，反過(guò)來(lái)高風(fēng)溫和高富氧率有利于煤粉在風(fēng)口區(qū)充分燃燒，提高燃燒效率，減少未燃煤粉，從而提高高爐透氣性，有利于進(jìn)一步提高煤比。2017年1-7月高爐混合煤粉的成分參數(shù)如表5所示。

2.5.2  穩(wěn)定噴吹速率

煤粉噴吹不僅在節(jié)焦和增產(chǎn)兩方面同時(shí)獲益，而且也是高爐下部不可缺少的調(diào)劑手段。我廠專(zhuān)門(mén)組建煤粉噴吹速率穩(wěn)定攻關(guān)小組，對(duì)噴吹設(shè)備、噴吹參數(shù)控制等方面進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化：對(duì)噴吹罐所連接的軟連接進(jìn)行檢查確認(rèn)，特別是對(duì)頂部軟連接進(jìn)行改造，確保其不因性能問(wèn)題影響煤粉倉(cāng)的稱(chēng)重；對(duì)噴吹罐放散閥增加氣動(dòng)三聯(lián)件，確保閥門(mén)打開(kāi)時(shí)振動(dòng)最小，以減小對(duì)料罐稱(chēng)重的影響；對(duì)限幅平均值濾波程序進(jìn)行優(yōu)化，加入噴吹過(guò)程中稱(chēng)量值增加的處理程序；依據(jù)操作人員手動(dòng)噴吹時(shí)速率穩(wěn)定時(shí)間段各參數(shù)以及人工調(diào)整方法技巧，編制了自動(dòng)噴吹程序，以便進(jìn)一步提高煤粉的噴吹均勻率和穩(wěn)定率；及時(shí)對(duì)煤槍進(jìn)行調(diào)整和更換，保證每一個(gè)風(fēng)口都能?chē)娒?，確保煤粉噴吹均勻進(jìn)入爐缸。經(jīng)過(guò)不段優(yōu)化和完善，高爐煤粉噴吹速率與設(shè)定值相比瞬時(shí)波動(dòng)不超3t/h，煤粉噴吹誤差控制在0.3t/h，從而實(shí)現(xiàn)煤粉噴吹速率的穩(wěn)定，為提高煤比后爐況的順行提供了重要技術(shù)支持。

2.6  優(yōu)化高爐操作

2.6.1  執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化操作

   堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)化操作，嚴(yán)格執(zhí)行操作方針，以穩(wěn)定爐況為主，減少爐溫波動(dòng)和爐渣堿度波動(dòng)。日常操作強(qiáng)調(diào)趨勢(shì)化和精細(xì)化，做到早調(diào)微調(diào)，防止出現(xiàn)較大的爐況波動(dòng)。加強(qiáng)操作人員的責(zé)任意識(shí)，強(qiáng)化交接班制度，樹(shù)立統(tǒng)一四班為一爐的理念。

2.6.2  高壓、高風(fēng)溫、富氧操作

高壓操作可以降低焦比，高壓操作可以降低煤氣流速度，有益于改善爐缸工作狀態(tài)，保持爐況溫度順行，為高爐煤比的提高提供了有利的條件。相對(duì)2016年180kPa頂壓，目前使用頂壓195kPa。

高爐富氧有利于加速煤粉燃燒，補(bǔ)償提高噴煤降低的理論燃燒溫度，但受制氧能力的影響，高爐富氧最高3500m3/h，日常平均在1500-2000m3/h的水平。

提高風(fēng)溫是最佳的降低焦比的途徑，同時(shí)也是高煤比后爐缸熱補(bǔ)償?shù)淖詈么胧Ｎ覐S通過(guò)煤氣空氣雙預(yù)熱技術(shù)可將煤氣溫度預(yù)熱到150-200℃，空氣通過(guò)球爐預(yù)熱至350-380℃，大大提高了燃燒效率；熱風(fēng)爐自動(dòng)燒爐技術(shù)的使用，通過(guò)合理控制熱風(fēng)爐各項(xiàng)燒爐參數(shù)，拱頂溫度可以燒到1350℃，有效的保證了高爐高風(fēng)溫的使用需求，2016年7月至2017年7月風(fēng)溫使用趨勢(shì)如圖3所示。

注：2016年12月和2017年1月因煤氣預(yù)熱器故障停用，風(fēng)溫使用偏低。

2.6.3  高爐日常操作方針

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間實(shí)踐總結(jié)，根據(jù)高爐爐況的反應(yīng)和外圍的原料的實(shí)際情況，對(duì)高爐日常操作參數(shù)進(jìn)行了合理的調(diào)整，日常操作方針如下表6所示。

堅(jiān)持低硅冶煉的同時(shí)要求爐內(nèi)操作樹(shù)立爐況順行為第一的原則，精心造作高爐，嚴(yán)格遵守操作方針，杜絕低爐溫，保證鐵水物理熱；爐內(nèi)外加強(qiáng)溝通聯(lián)系，同時(shí)密切關(guān)注外圍條件的變化，及時(shí)做出調(diào)整，維持高爐爐況長(zhǎng)周期的穩(wěn)定順行。

2.7  優(yōu)化布料模式

    相對(duì)于燒結(jié)礦，生礦加重邊緣的作用比燒結(jié)礦，球團(tuán)容易滾動(dòng)對(duì)氣流分布影響明顯。通過(guò)優(yōu)化槽下排料順序，布料時(shí)優(yōu)先將生礦布在邊緣，球團(tuán)布在中間位置，保證中心氣流；同時(shí)嚴(yán)格布料圈數(shù)，要求礦石圈數(shù)波動(dòng)±0.2，焦炭圈數(shù)波動(dòng)±0.3，并做了布料圈數(shù)偏差統(tǒng)計(jì)，減少布料誤差。目前高爐煤氣中心指數(shù)3.0以上，邊緣指數(shù)0.4以下，中心氣流充沛、邊緣氣流穩(wěn)定。

2.8  強(qiáng)化外圍保障

2.8.1  加強(qiáng)出鐵組織

由于原燃料成本不斷降低，燒結(jié)礦品位比2016年低1.3%，渣鐵比從350kg/t增加現(xiàn)在的380kg/t，成渣帶有所變化；隨著煤比的提高，軟熔帶焦窗變薄，下部壓差升高。為此爐前需要加強(qiáng)鐵口維護(hù)，將30分鐘鐵間隔縮短為25分鐘，及時(shí)排凈渣鐵，減少壓差波動(dòng)，穩(wěn)定煤氣流初始分布；同時(shí)對(duì)爐前炮泥性能及時(shí)調(diào)整，保證開(kāi)口和出鐵質(zhì)量。

2.8.2  加強(qiáng)設(shè)備管理

設(shè)備方面實(shí)行計(jì)劃?rùn)z修，每個(gè)區(qū)域都設(shè)有點(diǎn)檢專(zhuān)人負(fù)責(zé)，及時(shí)查出存在的隱患。根據(jù)設(shè)備的周期進(jìn)行周期管理，定期進(jìn)行檢修：如水沖渣月定修制度，高爐三個(gè)月一次的計(jì)劃休風(fēng)制度，，確保設(shè)備日常正常運(yùn)行，杜絕出現(xiàn)因設(shè)備問(wèn)題導(dǎo)致高爐減風(fēng)或者休風(fēng)。

2.8.3  做好高爐長(zhǎng)壽工作

隨著煤比不斷提高，冶煉強(qiáng)度強(qiáng)化，嚴(yán)格控制冷卻水壓力、進(jìn)水溫度，保證冷卻強(qiáng)度和冷卻壁各段溫度，避免冷卻設(shè)備損壞；同時(shí)定期對(duì)爐體和鐵口區(qū)域灌漿，延長(zhǎng)高爐壽命。

3  效果

自2016年7月以來(lái)，高爐爐況順行，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)明顯提高，其中煤比取得歷史性突破。提高煤比過(guò)程中經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的變化如表6所示。

通過(guò)上述提高煤比的措施，2017年1月份開(kāi)始煤比逐漸提高，最后穩(wěn)定在170kg/t以上，同時(shí)生產(chǎn)指標(biāo)得到明顯優(yōu)化。2016年11月-12月由于氣流不順爐況不穩(wěn)定，導(dǎo)致產(chǎn)量下降，2017年6月份有2次休風(fēng)使產(chǎn)量及技術(shù)指標(biāo)有所下降，目前170kg/t以上的煤比創(chuàng)造的舞鋼高爐煤比的歷史。

4  結(jié)語(yǔ)

（1）原燃料的質(zhì)量是高爐穩(wěn)定順行的前提，精料是基礎(chǔ)，質(zhì)量是關(guān)鍵。通過(guò)提高燒結(jié)礦和焦炭質(zhì)量，抓好槽下篩分工作，嚴(yán)格控制入爐料粉末帶入量，改善料柱透氣性，是高爐煤比提高的前提；

（2）采用上下部調(diào)劑、穩(wěn)定裝料制度和爐缸熱制度及合理的參數(shù)匹配，合理控制槽下排料順序以控制塊礦和球團(tuán)的布料位置等以獲得比較充足的中心氣流，保持爐況長(zhǎng)期穩(wěn)定順行是提高煤比的基本；

（3）采取高風(fēng)溫、富氧等措施，維持合適的理論燃燒溫度，促進(jìn)了煤比的提高；

（4）加強(qiáng)設(shè)備點(diǎn)檢和外圍保障能力，是煤比提高的重要推力；

（5）加強(qiáng)日常技術(shù)操作和管理，減少爐況波動(dòng)和突發(fā)事故，是高爐煤比提高的重要支撐。