蘇愛民

(河北鋼鐵集團(tuán)宣鋼公司煉鐵廠，河北宣化075100)

摘 要  對(duì)宣鋼1號(hào)高爐爐役后期穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行了總結(jié)。針對(duì)1號(hào)高爐爐役后期設(shè)備老化、冷卻壁破損、爐缸側(cè)壁溫度升高等不利因素，通過加強(qiáng)原燃料檢查及篩分管理、維持較高的風(fēng)速和鼓風(fēng)動(dòng)能、上部?jī)?yōu)化布料矩陣、采用大礦批、細(xì)化爐前出渣鐵管理、加強(qiáng)薄弱設(shè)備的重點(diǎn)維護(hù)等措施達(dá)到了自開爐以來最好的生產(chǎn)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了高爐長(zhǎng)壽及穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。

關(guān)鍵詞  原燃料  鼓風(fēng)動(dòng)能  布料矩陣  長(zhǎng)壽

宣鋼1號(hào)高爐（2500m3)于2008年3月15日建成并投產(chǎn)，設(shè)計(jì)爐齡15年，至今已經(jīng)實(shí)現(xiàn)爐齡10年，單位爐容產(chǎn)量7764t/m3,高爐已進(jìn)入爐役后期。高爐上部冷卻壁水管破損增加，漏水冷卻壁共計(jì)16塊，22根水管；1#鐵口區(qū)域爐缸碳磚溫度T559數(shù)次階段性大幅度升高，最高達(dá)到563℃；熱風(fēng)爐蓄熱室和格子磚渣化嚴(yán)重導(dǎo)致風(fēng)溫水平偏低，平均風(fēng)溫1000℃左右，這些因素都影響著高爐穩(wěn)定順行和強(qiáng)化冶煉。2017年高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如表1所示。

針對(duì)爐役后期生產(chǎn)特點(diǎn)，廠及作業(yè)區(qū)技術(shù)人員通過技術(shù)攻關(guān)，主要從原燃料管理、送風(fēng)制度、裝料制度、熱制度等入手，采取了一系列優(yōu)化措施，實(shí)現(xiàn)了高爐長(zhǎng)周期穩(wěn)定順行，高爐風(fēng)量及產(chǎn)量創(chuàng)出歷史最好水平。

1  高爐爐役后期穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)技術(shù)措施

1.1  做好原燃料檢查及篩分管理

精料是實(shí)現(xiàn)高爐高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、長(zhǎng)壽的基礎(chǔ)，但基于目前的企業(yè)生存壓力和自身?xiàng)l件的限制，不可能達(dá)到真正的精料水平，因此，在目前原燃料條件下，只能力求原燃料質(zhì)量的相對(duì)穩(wěn)定。對(duì)于爐役后期的爐況，保證原燃料質(zhì)量穩(wěn)定和合理粒級(jí)爐料入爐更為重要。

1.1.1及時(shí)掌握原燃料變化，做好應(yīng)對(duì)措施要求爐內(nèi)工長(zhǎng)每班至少兩次對(duì)原燃料質(zhì)量和稱量進(jìn)行檢查，隨著外進(jìn)焦比例增加，爐內(nèi)工長(zhǎng)的看料工作由高爐料槽延伸至料場(chǎng)，外進(jìn)焦炭水分測(cè)定由每天一次增加至每班一次，并將原燃料詳細(xì)性狀信息以文字和圖片形式發(fā)往原燃料管理微信平臺(tái)，以便正工長(zhǎng)和作業(yè)區(qū)工藝技術(shù)人員及時(shí)掌握各種信息指導(dǎo)高爐操作，防止由于原燃料偏析導(dǎo)致高爐爐況波動(dòng)。

1.1.2  強(qiáng)化篩分管理

降低入爐料含粉率，要求槽下在不耽誤上料的前提下盡量控制閘門開度以保持較長(zhǎng)時(shí)間的過篩，保證篩好、篩透，并抓好篩網(wǎng)清堵工作，焦炭振動(dòng)篩由原來的每班清篩一次改為二次，并及時(shí)拉空焦粉，以防焦粉頂篩，減少焦粉入爐量。

針對(duì)塊礦有遇降雨含泥粉增加篩分困難，采取了在塊礦篩體下方及上方各安裝暖風(fēng)機(jī)一部，如圖1,圖2所示。遇有降雨或塊礦潮濕篩分困難，開啟暖風(fēng)機(jī)烘烤篩體，有效地減少了堵篩現(xiàn)象，降低了塊礦含粉率。

1.2  送風(fēng)制度調(diào)整

送風(fēng)制度直接關(guān)系到爐況穩(wěn)定、順行，并決定初始煤氣流在爐缸的分布狀況，合理的爐缸初始煤氣流是確保高爐生產(chǎn)穩(wěn)定、順行的基本條件。送風(fēng)制度同時(shí)也影響到高爐冶煉進(jìn)程，其內(nèi)容主要包括風(fēng)量、進(jìn)風(fēng)面積、風(fēng)溫、風(fēng)速以及鼓風(fēng)動(dòng)能等[1]。

爐役后期，由于漏水等原因?qū)е聼釗p增加，爐缸溫度及熱量不足，爐缸不活，爐缸側(cè)壁溫度階段性升高，保持足夠的鼓風(fēng)動(dòng)能和風(fēng)口回旋區(qū)深度，吹透中心，活躍爐缸更為重要。

1號(hào)高爐利用定修機(jī)會(huì)，逐步縮小風(fēng)口面積，同時(shí)使用長(zhǎng)風(fēng)口，風(fēng)口面積由0.3303m3逐漸縮小至現(xiàn)在的0.3266m3,風(fēng)口長(zhǎng)度由585mm全部調(diào)整為615mm,如表2所示。

實(shí)施后，高爐實(shí)際風(fēng)速提高至250m/s以上、鼓風(fēng)動(dòng)能110~120kJ/s,爐缸工作狀態(tài)改善，全爐壓差降低；風(fēng)口縮小后，入爐風(fēng)量不但沒有降低，反而有了明顯提升，其風(fēng)量與熱壓變化趨勢(shì)如圖3所示。通過風(fēng)口的調(diào)整，使燃燒帶回旋區(qū)向爐缸中心延伸，改善爐缸滲透性，縮小爐缸工作死區(qū)，減少爐缸側(cè)壁鐵水環(huán)流沖刷，保護(hù)了爐缸側(cè)壁薄弱點(diǎn)。

1.3  裝料制度調(diào)整

隨著1號(hào)高爐進(jìn)入爐役后期，高爐的設(shè)計(jì)爐型與操作爐型產(chǎn)生了很大的差異，爐腰、爐腹內(nèi)襯受渣鐵侵蝕嚴(yán)重，高爐內(nèi)型直徑變大，實(shí)際高徑比減小，邊緣氣流易發(fā)展，中心氣流易受抑制[2]。1號(hào)高爐上部冷卻壁破損較為嚴(yán)重，原燃料切換頻繁，高爐軟融帶位置、厚度不穩(wěn)定，邊緣氣流易發(fā)展；加之先天設(shè)計(jì)原因，燒結(jié)機(jī)距高爐距離遠(yuǎn)，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)多，導(dǎo)致燒結(jié)礦入爐粒度小，高爐反應(yīng)中心氣流偏弱。

為此，高爐需要盡可能地強(qiáng)化中心、控制邊緣，實(shí)現(xiàn)倒V型軟融帶的穩(wěn)定存在，增加焦窗數(shù)目、改善透氣性。具體調(diào)整過程中，通過外移礦石，增加最外環(huán)礦石圈數(shù)，同時(shí)將礦5環(huán)改為礦4環(huán)，減輕中心焦炭負(fù)荷；焦角內(nèi)移，增加中心焦角圈數(shù)，布料矩陣由C109876402.3321逐步演變?yōu)镃103314.5010987,調(diào)整后中心氣流增強(qiáng)，邊緣氣流穩(wěn)定，抵抗原燃料變化的能力提高。其爐體熱負(fù)荷穩(wěn)定在85000~100000MJ/h,有效地減少了由于熱負(fù)荷大幅度波動(dòng)導(dǎo)致冷卻壁水管燒漏的現(xiàn)象，其爐體熱負(fù)荷變化趨勢(shì)如圖4所示。

同時(shí)隨著高爐全爐壓差降低及風(fēng)量水平提高，為擴(kuò)大礦批創(chuàng)造了條件，1號(hào)高爐礦批目前正常情況下保持在67~69t,采用大礦批后，料層變厚，軟熔帶焦層的厚度增加，料柱的層數(shù)減少，界面效應(yīng)降低，透氣性增加，也有利于穩(wěn)定上部煤氣流分布。

1.4  熱渣制度調(diào)整

在日常生產(chǎn)中，以鐵水物理熱和化學(xué)熱的高低作為熱制度評(píng)價(jià)的指標(biāo)[3]。保持充足的渣鐵物理熱，不僅活躍爐缸，而且可以改善渣鐵的流動(dòng)性，減少高爐冶強(qiáng)提高后渣量增加對(duì)冶煉造成的不利影響。

1號(hào)高爐通過適當(dāng)提高爐渣堿度，二元堿度R控制在1.15~1.20范圍內(nèi)；降低生鐵含硅，[Si]

0.25%~0.40%(原0.30%~0.45%),控制鐵水溫1490~1510℃，保證高爐正常冶煉所需的爐缸熱量、爐缸熱交換和還原反應(yīng)正常進(jìn)行。保持高頂壓230~235kPa,壓差≤170kPa,改善爐況順行和煤氣熱能利用，發(fā)展間接還原，抑制直接還原，減少爐塵吹出量，保證低硅冶煉下爐溫穩(wěn)定。

1.5  加強(qiáng)爐體維護(hù)管理

1.5.1  安裝微型銅冷卻器

微型銅冷卻器主要安裝在冷卻壁破損比較集中的地方，以增強(qiáng)冷卻效果，使周圍能迅速形成渣皮，保護(hù)冷卻壁不被繼續(xù)燒損。這樣可以有效降低爐皮溫度，保護(hù)爐體的安全，而且有利于煤氣流的合理分布、穩(wěn)定爐況順行。

2017年12月18日高爐休風(fēng)對(duì)7段31#冷卻壁采用鉆孔方法安裝了16個(gè)微型銅冷卻器，如圖5示意圖所示，同時(shí)加裝微型銅冷卻器水溫差監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并現(xiàn)場(chǎng)加裝視頻監(jiān)視器保證爐體安全。待出水正常后，從微型銅冷卻器灌漿孔灌入高鋁質(zhì)硬質(zhì)壓入泥漿。后續(xù)生產(chǎn)過程中，該區(qū)域溫度點(diǎn)反應(yīng)正常，效果較好。

1.5.2  定期灌漿造襯，加強(qiáng)維護(hù)

(1)根據(jù)檢查情況和收集的信息，提前確定好灌漿部位，制定完善的灌漿方案，遇有休風(fēng)機(jī)會(huì)便進(jìn)行灌漿。

(2)灌漿過程中盡量做到勻灌、廣灌、邊焊邊灌，杜絕在一個(gè)孔集中灌，灌漿前后應(yīng)進(jìn)行檢查評(píng)價(jià)。灌漿過程中必須嚴(yán)加控制，以防止灌漿壓力過高對(duì)墻體產(chǎn)生危害，一般灌漿壓力不宜超過1.5MPa[4]。2應(yīng)用效果

宣鋼1號(hào)高爐通過優(yōu)化爐役后期各項(xiàng)操作制度，形成了適應(yīng)爐役發(fā)展的操作控制技術(shù)體系，高爐實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期穩(wěn)定順行，達(dá)到了自開爐以來最好的生產(chǎn)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了日平均風(fēng)量5100m3/min,產(chǎn)量6100t/d以上的良好業(yè)績(jī)。2018年1~8月1號(hào)高爐經(jīng)濟(jì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)如表3所示。

3  結(jié)語

宣鋼1號(hào)高爐結(jié)合自身原燃料條件和生產(chǎn)狀況，在爐役后期設(shè)備老化，冷卻壁破損和爐缸側(cè)壁溫度階段性升高的情況下，通過積極調(diào)整，摸索出了適合其爐役特征的操作制度和生產(chǎn)管理模式，實(shí)現(xiàn)了爐役后期爐況順行及穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。

(1)爐役后期通過調(diào)整風(fēng)口布局，保持較高的實(shí)際風(fēng)速和鼓風(fēng)動(dòng)能，保證爐缸活躍，是減緩爐體侵蝕和實(shí)現(xiàn)爐況穩(wěn)定的關(guān)鍵。

(2)在爐體設(shè)備破損較為嚴(yán)重情況下，上部布料矩陣要以堅(jiān)持開放中心，穩(wěn)定邊緣煤氣流為指導(dǎo)方針，配合大礦批，維持爐體熱負(fù)荷的穩(wěn)定，保證爐體安全才能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化冶煉。

(3)穩(wěn)定渣鐵物理熱和化學(xué)熱，保持充足的爐缸熱量，減少熱制度和造渣制度的波動(dòng)，是實(shí)現(xiàn)爐況順行和穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的保證。

4  參考文獻(xiàn)

[1]  徐永剛，李萬忠.酒鋼7號(hào)高爐爐役后期的合理操作制度[J].煉鐵，2018,37(1):16-19.

[2]  劉洪新，王浙航，杜運(yùn)來.唐鋼1號(hào)高爐銅冷卻壁水管損壞后的安全生產(chǎn)[J].煉鐵，2016,35(1):11-14.

[3]  李森，李曉東，杜運(yùn)來.昆鋼2500m3高爐低品位冶煉操作實(shí)踐[C]//第十四屆全國(guó)大高爐煉鐵學(xué)術(shù)年會(huì)論文集.甘肅：中國(guó)金屬學(xué)會(huì)，2013:344-348.

[4]  鄒忠平，項(xiàng)鐘庸.高爐操作維護(hù)與爐缸長(zhǎng)壽的探討[J].中國(guó)冶金，2013,23(7):17-20.