摘 要 水鋼4#高爐2016年3月爐況波動(dòng)主要原因由于煉焦煤結(jié)構(gòu)中瘦精煤斷料，噴吹煤替代瘦精煤，新配比的配合煤在煉焦過程中加熱時(shí)膠質(zhì)體減少，焦炭熱態(tài)強(qiáng)度下降，從而導(dǎo)致高爐爐況波動(dòng)。 

關(guān)鍵詞 噴吹煤替代瘦精煤  膠質(zhì)體減少 熱態(tài)強(qiáng)度下降  爐況波動(dòng)

1  3月份水鋼四高爐生產(chǎn)情況

水鋼4#高爐2016年3月1日～28日主要生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如表1。3月13日之前，高爐爐況保持穩(wěn)定順行，產(chǎn)量與技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)保持了較好水平。3月14日白班休風(fēng)更換風(fēng)口后，爐況發(fā)生波動(dòng)，恢復(fù)爐況順行不理想，頻繁出氣流、懸料等現(xiàn)象。14日～26日主要生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)大幅下滑，平均日產(chǎn)減少了1398t、煤比降低了12kg/t，入爐焦比上升了68 kg/t，燃料比上升了49 kg/t。

可見，四高爐此次爐況波動(dòng)時(shí)間應(yīng)是3月14日-26日,其間休、減風(fēng)有3月14日動(dòng)力廠5#鼓風(fēng)機(jī)靜葉漏油處理，休風(fēng)64min，煉鐵廠同步更換四個(gè)風(fēng)口；3月15日鐵運(yùn)廠配罐晚點(diǎn)，減風(fēng)56min；3月18日風(fēng)壓冒尖減風(fēng)；3月22日動(dòng)力廠5#鼓風(fēng)機(jī)靜葉漏油處理，休風(fēng)433min。同時(shí) 3#高爐爐況也有波動(dòng)。3月14日-20日燃料比上升6kg/t。本次因焦炭熱態(tài)強(qiáng)度下降影響，生鐵產(chǎn)量損失19100t，噸鐵燃料成本上升21.34元/t。

2 爐況波動(dòng)變化過程

3月11日過來，可見，產(chǎn)量和各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)尚可，3月14日動(dòng)力廠5#鼓風(fēng)機(jī)需要處理靜葉油管漏油，煉鐵廠同步更換存在問題的4個(gè)風(fēng)口，送風(fēng)恢復(fù)后，3月14日中班爐況順行可，風(fēng)量4850m3/min。3月15日夜班，高爐風(fēng)壓上升，接受風(fēng)量能力下降，3:40分調(diào)整布料角度，焦炭角度外移，疏導(dǎo)邊緣氣流，由于水溫差上升較快，白班達(dá)到7.2℃，中班18:10布料角度整體外移0.5°，并退焦炭負(fù)荷2.08%。3月16日夜班開始，高爐頻繁出氣流，水溫差持續(xù)上升至9℃。3月17日爐況開始惡化，采取退礦批恢復(fù)爐況，3月18日-22日高爐風(fēng)壓頻繁冒尖，懸料，高爐不吃壓。3月22日利用休風(fēng)機(jī)會(huì)，堵4個(gè)風(fēng)口恢復(fù)爐況。3月23日打開2個(gè)風(fēng)口后，爐況恢復(fù)不理想，頻繁懸料。24日重堵4個(gè)風(fēng)口恢復(fù)爐況，同步礦焦角差減至1.0°，加凈焦處理。25日爐況逐步加風(fēng)，26日夜班到白班風(fēng)口全開。27日高爐風(fēng)量穩(wěn)定4850m3/min，爐況基本恢復(fù)正常。3月1日以來，入爐風(fēng)量變化趨勢(shì)。

3 燒結(jié)礦強(qiáng)度分析

    正常生產(chǎn)情況下，一燒車間有效燒結(jié)面積分別為265m2的 6#、7#機(jī)燒結(jié)礦供給四高爐，有效燒結(jié)面積為132m2的 4#機(jī)燒結(jié)礦+6#、7#機(jī)富余部分燒結(jié)礦供給三高爐。

3.1 燒結(jié)礦常溫強(qiáng)度

3月11日-24日期間，一燒車間燒結(jié)礦只有一次轉(zhuǎn)鼓(3月13日)為77.73%,小于79%預(yù)警值外，其余均正常。二燒車間轉(zhuǎn)鼓均在預(yù)警值77%以上，也無異常。

3.2  一、二燒車間燒結(jié)礦微觀結(jié)構(gòu)礦物組成

可見，在爐況波動(dòng)期間，一、二燒車間燒結(jié)礦微觀顯微結(jié)構(gòu)強(qiáng)度[2]較好，玻璃相較少；高堿度燒結(jié)礦強(qiáng)度好的主要粘結(jié)相為鐵酸鈣，鐵酸鈣含量較高。

3.3  一燒車間燒結(jié)礦熔滴性能

從表3中可見，收縮10%時(shí)燒結(jié)礦軟化開始溫度1099℃，軟化溫度區(qū)間114℃[3]，較為正常，軟熔溫度區(qū)間稍寬,；最大壓差、熔滴特性指數(shù)稍高，滴落時(shí)溫度稍低。

3.4  四高爐小礦槽返礦率的變化趨勢(shì)

可見，3月12日-15日呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，3月16日-26日期間基本穩(wěn)定在14%左右,25日又呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，進(jìn)一步說明爐況波動(dòng)期間一燒車間燒結(jié)礦強(qiáng)度處于基本穩(wěn)定，狀態(tài)無異常。

3.5  四高爐小礦槽下一燒車間燒結(jié)礦粒度篩分見表4

可見，燒結(jié)礦 >10mm的部分3月7日-11日第二周平均值為69.76%，第三周為69.04%，第四周為69.38%，基本穩(wěn)定，均在69%以上，變化幅度不大；10-5mm的部分第二周平均值為26.62%，第三周為27.3%，第四周為27.06%，連續(xù)三周相比較，第三周、第四周與第二周比較有上升趨勢(shì)，第四周較第三周又呈下降趨勢(shì)，但是均無大幅度的變化；<5mm部分連續(xù)三周基本穩(wěn)定在3.6%左右。結(jié)合上述分析，再次說明了燒結(jié)礦強(qiáng)度處于較好的水平。

4 焦炭熱態(tài)強(qiáng)度下降分析

4.1  焦化變配比情況

可見，3月13日-24日以來，焦化變配煤比較頻繁，原因有:其一，主要由于瘦精煤資源的斷料，采用噴吹煤替代瘦精煤；其二，二選煤資源銜接不上造成變配煤比；其三，爐況反應(yīng)不適應(yīng)，停用噴吹煤變配煤比；其四，恢復(fù)二選煤和瘦焦煤的使用變配煤比。

4.2  變配煤比后檢測(cè)焦炭熱態(tài)強(qiáng)度與反應(yīng)性

正常生產(chǎn)情況下，煉鐵廠有效容積為1350m3三高爐使用煤焦化公司一煉焦車間1#、2#焦?fàn)t的濕熄焦炭+外購焦炭；有效容積為2500m3四高爐使用煤焦化公司二煉焦車間3#、4#焦?fàn)t的干熄焦炭。3月13日-24日期間變配煤比后，3月15日-26日期間濕熄焦炭、干熄焦炭熱態(tài)強(qiáng)度與反應(yīng)性。

可知，瘦精煤和瘦焦煤都屬于瘦煤，雖然瘦煤能結(jié)焦，加熱時(shí)產(chǎn)生的膠質(zhì)體數(shù)量少，但單獨(dú)煉焦塊度大、裂紋少，焦炭不耐磨，在煉焦配煤中配加少量的瘦煤可以提高焦炭的塊度。噴吹煤屬于無煙煤，可燃基揮發(fā)分最低，加熱時(shí)不產(chǎn)生膠質(zhì)體，因此不能劃入煉焦用煤的范圍。有時(shí)在瘦煤缺乏的地區(qū)，當(dāng)配煤中煤料較肥時(shí)，可少量配入無煙煤做瘦化劑使用，用作小高爐燃料是可以的[1]。3月13日17:00焦化變料使用噴吹煤替代瘦精煤后，出來的自產(chǎn)焦炭熱態(tài)強(qiáng)度下降。通過分析不難看出，其主要原因就是噴吹煤替代瘦精煤后，新料結(jié)構(gòu)的配合煤，加熱時(shí)膠質(zhì)體數(shù)量的減少，是造成自產(chǎn)焦炭熱態(tài)強(qiáng)度強(qiáng)度下降的關(guān)鍵原因。 當(dāng)期瘦精煤與噴吹煤分析。

 可見，噴吹煤與瘦精煤比較，A高0.72%，V低1.68%，S低0.33%，G值低29%，K2O+ Na2O高0.82%，X值低12.4mm，Y值低4mm,便宜43元/t。

5 入爐原燃料有害元素負(fù)荷分析見表8

可見，四高爐連續(xù)四個(gè)周堿負(fù)荷的變化，第一周4.058kg/t，第二周4.571 kg/t，第三周3.92 kg/t，第四周5.607 kg/t。

為3月份四高爐堿金屬負(fù)荷變化趨勢(shì)，可見連續(xù)四周偏高呈先上升再下降再上升的趨勢(shì)，第四周上升幅度較大，從時(shí)間上看正好是爐況波動(dòng)大的時(shí)期，主要原因噴吹煤替代瘦精煤后，自產(chǎn)焦炭堿金屬含量上升，噴吹煤堿金屬含量1.94%，而瘦精煤堿金屬含量1.12%。燒結(jié)礦堿金屬含量0.294%，南非塊堿金屬含量0.163%。3月13日焦化變噴吹煤之前理論計(jì)算焦炭堿金屬含量為0.97%，變噴吹煤之后理論計(jì)算焦炭堿金屬含量為1.03%，理論計(jì)算焦炭堿金屬含量已超過1.0%，由于入爐原燃料整體呈現(xiàn)堿金屬處于上升趨勢(shì)，尤其第四周燒結(jié)礦堿金屬含量的上升幅度較大，故四高爐在3月16日至23日期間整體堿金屬負(fù)荷上升，進(jìn)一步惡化高爐爐況。

5 原因分析判定

  （1）3月13日煉焦煤結(jié)構(gòu)變化影響，自產(chǎn)焦熱態(tài)強(qiáng)度下降，高爐料柱骨架受損，透氣性、透液性惡化是主要原因。

   （2）3月14日動(dòng)力5#鼓風(fēng)機(jī)靜葉處理四高爐休風(fēng)66min，爐況恢復(fù)過程中，遇上焦化變配比后的低熱態(tài)強(qiáng)度新焦炭影響爐況波動(dòng)是關(guān)鍵原因。

  （3）3月15日自產(chǎn)焦炭熱強(qiáng)度檢驗(yàn)取樣時(shí)間未把握好，對(duì)變配煤比后的焦炭未能及時(shí)體現(xiàn)出熱態(tài)強(qiáng)度的下降，對(duì)高爐調(diào)整的指導(dǎo)性不強(qiáng)，這是次要原因。

   （4）四高爐主要原料燒結(jié)礦和料柱骨架自產(chǎn)干熄焦，堿金屬以及其他有害元素負(fù)荷同步上升，循環(huán)富集效應(yīng)集中，造成焦炭粉化加劇，透氣性、透液性下降，這是次要原因。

   （5）綜合入爐品位下降，渣比上升，渣鐵排放難度加大，爐況恢復(fù)也受到一定影響，這是次要原因。

6 結(jié)語

    水鋼四高爐此次爐況波動(dòng)，恢復(fù)時(shí)間較長，長達(dá)13d，損失較大。損失是嚴(yán)重的，教訓(xùn)是深刻的，舍本逐末應(yīng)當(dāng)汲取。通過對(duì)比分析高爐波動(dòng)前后入爐原燃料的變化及高爐操作，不難看出高爐波動(dòng)的主要原因是焦炭熱態(tài)強(qiáng)度的下降，高爐料柱透氣、透液性變差，壓量關(guān)系緊張，頻繁出氣流、懸料，高爐通過上下部調(diào)劑相結(jié)合來穩(wěn)定爐況，但效果并不理想，直到焦化調(diào)整配煤比，焦炭質(zhì)量改善后，高爐制度調(diào)整才起到效果，高爐爐況逐步恢復(fù)正常。

7  參考文獻(xiàn)

 [1]  《煉鐵學(xué)》上冊(cè)  任貴義  主編    冶金工業(yè)出版社  2011年7月

[2]  《燒結(jié)球團(tuán)礦微觀結(jié)構(gòu)》  陳耀銘  陳銳  編著  中南大學(xué)出版社  2011年12月

[3]  《高爐生產(chǎn)知識(shí)問答》  王筱留  修訂  北京冶金工業(yè)出版社  2006年12月