寧鋼高爐干濕轉(zhuǎn)換期間濕熄焦使用問題探析

劉維勤  張紅雨  陳安國

(寧波鋼鐵有限公司)

摘要  結(jié)合近年來寧鋼高爐干濕轉(zhuǎn)換期間使用濕熄焦情況，對濕熄焦使用中的若干問題進行了探討。使用濕熄焦后，對高爐技術(shù)經(jīng)濟指標的影響明顯。要做好干濕轉(zhuǎn)換，保證高爐爐況穩(wěn)定順行，關(guān)鍵在于提高濕熄焦質(zhì)量，干熄焦、濕熄焦CSR兩者極差控制在2%-3%為宜；而配煤結(jié)構(gòu)是影響濕熄焦質(zhì)量的一個關(guān)鍵因素，建議強黏煤配比≥55%；此外，應(yīng)高度重視干濕轉(zhuǎn)換期間的高爐操作。

關(guān)鍵詞  高爐  干熄焦  濕熄焦  焦炭質(zhì)量

鋼鐵企業(yè)焦化廠干熄焦系統(tǒng)年修，常規(guī)做法是恢復濕法熄焦系統(tǒng)。由于干法熄焦與濕法熄焦系統(tǒng)工藝的差異，濕熄焦的冷態(tài)強度和熱態(tài)強度均有不同程度的下降，濕熄焦配煤比和其他煉焦工藝條件控制不當，在高爐使用濕熄焦后會出現(xiàn)較大的爐況波動。本文結(jié)合近年來寧鋼高爐干濕轉(zhuǎn)換期間的生產(chǎn)實踐，對濕熄焦使用中的若干問題進行探討。

1干濕轉(zhuǎn)換期間的高爐生產(chǎn)

1.1  2014年高爐生產(chǎn)

干濕轉(zhuǎn)換過渡方案如下：

（1）干熄焦剩余2500t左右時,高爐組織配加濕熄焦。

（2）干濕轉(zhuǎn)換焦炭過渡步驟見表1。在過渡過程中每隔8h變換一次焦炭結(jié)構(gòu)，第一步建議高爐焦比10~15kg/t，適當退煤比。

表1  寧鋼高爐干熄焦轉(zhuǎn)換為濕熄焦的調(diào)整步驟

（3）焦炭初始水分設(shè)定為13%。

（4）濕熄焦水分化驗頻次為1次/班，同時加強振動篩的t/h管理。

（5）原則上外購焦全部在料場篩分。

干濕轉(zhuǎn)換期間的焦炭質(zhì)量指標見表2，高爐技術(shù)經(jīng)濟指標見表3。兩座高爐使用濕熄焦期間，爐況基本穩(wěn)定，技術(shù)經(jīng)濟指標略有下降；高爐中心和邊沿氣流均有下降，爐頂溫度整體整體下降約20~30℃，對2號高爐干法輸送除塵灰產(chǎn)生一定影響。

表2  寧鋼高爐2014年焦炭質(zhì)量指標，%

表3  寧鋼高爐2014年干濕轉(zhuǎn)換期間的主要技術(shù)經(jīng)濟指標

1.2  2015年高爐生產(chǎn)

干濕轉(zhuǎn)換過渡方案與上年基本相同。干濕轉(zhuǎn)換期間的焦炭質(zhì)量指標見表4，高爐經(jīng)濟技術(shù)指標見表5。使用濕熄焦后，生鐵成本提高約20元/t。

表4  寧鋼高爐2015年焦炭質(zhì)量指標，%

表5  寧鋼高爐2015年干濕轉(zhuǎn)換期間的主要技術(shù)經(jīng)濟指標

使用濕熄焦期間，高爐爐況經(jīng)歷了較長時間失常。以1號高爐為例，濕熄焦使用不久，爐況很快惡化，壓差高，爐涼甚至大涼，燃料比大幅上升，爐墻熱負荷劇烈波動，煤氣利用率差，全焦負荷由4.55退至3.89，直至12月3日中班爐況爐況方才好轉(zhuǎn)。之后，又分別在8日、20日和24日發(fā)生了三次爐況失常^[1]。爐況失常的原因，主要是濕熄焦質(zhì)量下降明顯，尤其是強度、粒度的變化對爐況影響較大。此外，庫存約2000t質(zhì)量差的濕熄焦是引發(fā)爐況失常的導火索。

1.3  2017年高爐生產(chǎn)

干濕轉(zhuǎn)換過渡方案與往年基本相同。使用濕熄焦期間，高爐生產(chǎn)穩(wěn)定。高爐操作應(yīng)對措施：①產(chǎn)能調(diào)整。計劃計劃產(chǎn)量為11800t/d，不追求高產(chǎn)。②焦比調(diào)整。調(diào)整焦比總量為≥30kg/t，第一步調(diào)整焦比為20kg/t，第二、三步過渡時，根據(jù)實際爐況加焦比15~20kg/t，重點以保證爐況穩(wěn)定為主進行調(diào)整，煤比≤150kg/t。③爐溫控制。保證爐溫充沛，鐵水溫度控制目標為1520℃，不小于1510℃，[Si]0.3%~0.45%。④氣流調(diào)整。穩(wěn)定中心氣流，適當疏松邊沿氣流。⑤爐前作業(yè)管理。強化出鐵管理，按零間隔組織出鐵。⑥壓差管理。壓差水平控制不要高于正常爐況水平，降低頂壓與風量相互匹配（原則上是頂壓5kPa對應(yīng)風量100m3/min）。

干熄轉(zhuǎn)換期間的焦炭質(zhì)量指標見表6，高爐主要技術(shù)經(jīng)濟見表7。

表6  寧鋼高爐2017年焦炭質(zhì)量指標，%

表7  寧鋼高爐2017年干濕轉(zhuǎn)換期間的主要技術(shù)經(jīng)濟指標

2  濕熄焦使用中應(yīng)重視的若干問題

（1）濕熄焦質(zhì)量是干濕轉(zhuǎn)換期間高爐爐況穩(wěn)定順行的關(guān)鍵。①2014年之前，濕熄焦質(zhì)量相對較好且穩(wěn)定，2014年自產(chǎn)干熄焦與濕熄焦CSR兩者較差在2.34%。高爐使用濕熄焦后，對爐況順行影響主要表現(xiàn)在煤氣利用率下降，入爐風量有所減少，產(chǎn)能有所下降，燃料比升高。②2015年，濕熄焦質(zhì)量下降明顯，主要是焦炭熱態(tài)強度下降較多，揮發(fā)分上升。與同期干熄焦對比，M₄₀低1.34%，M₁₀高0.53%，CRl高3.95%，CSR低5.44%。濕熄焦質(zhì)量下降，對高爐順行產(chǎn)生嚴重影響。③2017年，干熄焦年修期間調(diào)整焦化生產(chǎn)工藝，強化配煤結(jié)構(gòu)，采取措施提高濕熄焦質(zhì)量，年修期間高爐生產(chǎn)穩(wěn)定。

（2）配煤結(jié)構(gòu)是影響濕熄焦質(zhì)量的一個關(guān)鍵因素。2015年，濕熄焦質(zhì)量變差，配煤結(jié)構(gòu)是影響濕熄焦質(zhì)量的一個關(guān)鍵因素。近年來，寧鋼焦炭質(zhì)量尤其是CSR指標控制存在爭議，有一種觀點認為CSR指標性能過剩。在這種觀點指導下，大幅度下調(diào)強黏煤配比，一度最低強黏煤配比低至40%以下，焦化在干熄焦生產(chǎn)期間強黏煤配比對指標的影響不明顯，一旦干熄爐檢修或年修，強黏煤配比對濕熄焦質(zhì)量影響逐步顯現(xiàn)。寧鋼高爐目前條件下,主焦煤配比宜維持在37%-40%，肥煤配比維持15%~18%，強黏煤配比≥55%。2017年，干熄焦年修期間焦化大幅度提高強黏煤配比，濕熄焦質(zhì)量明顯改善，為爐況順行創(chuàng)造條件，但強黏煤配比是否需要提至64%，值得商榷。

（3）應(yīng)高度重視干濕轉(zhuǎn)換期間的高爐操作。2015年爐況嚴重失常，操作上不夠重視是根本原因，如:在濕熄焦質(zhì)量嚴重下降的情況下，基本延續(xù)上年度干濕轉(zhuǎn)換過渡方案；爐況出現(xiàn)問題后，應(yīng)對措施又不力，尤其是配煤結(jié)構(gòu)調(diào)整措施滯后；還大比例使用庫存濕熄焦，成為爐況失常的導火索。而2017年高爐操作上采取相應(yīng)措施，強黏煤配比提至歷史最好水平，年修期間高爐生產(chǎn)穩(wěn)定。

（4）使用濕熄焦對高爐技術(shù)經(jīng)濟指標影響明顯。寧鋼高爐使用濕熄焦的生產(chǎn)實踐表明，高爐技術(shù)經(jīng)濟指標與濕熄焦質(zhì)量呈正相關(guān)（見表8）。濕熄焦質(zhì)量好且穩(wěn)定，對高爐技術(shù)經(jīng)濟指標影響相對較?。环粗?，濕熄焦質(zhì)量質(zhì)量越差，高爐技術(shù)經(jīng)濟指標越差。

表8  寧鋼高爐濕熄焦質(zhì)量與生鐵成本的關(guān)系

注：2015年的36分為含庫存濕熄焦配比數(shù)據(jù)

3  結(jié)語

干濕轉(zhuǎn)換期間，寧鋼高爐需要做好以下幾方面工作：

（1）強化配煤結(jié)構(gòu)，主焦煤配比宜維持在37%~40%，肥煤配比維持15%~18%，強黏煤配比≥55%。

（2）適當調(diào)整焦化生產(chǎn)工藝，采取措施提高濕熄焦質(zhì)量，干熄焦、濕熄焦CSR兩者極差控制在2%~3%為宜。

（3）日常干熄爐檢修所產(chǎn)生的濕熄焦，應(yīng)該避免在轉(zhuǎn)換過程中使用。

（4）高爐操作上要做好濕熄焦使用期間各項應(yīng)對措施。

4  參考文獻

[1]  王菲，劉維勤.寧鋼1高爐使用濕熄焦期間爐況失常處理[C]//中國金屬學會煉鐵分會.2016年全國高爐煉鐵學術(shù)年會論文集.河北邯鄲：中國金屬學會煉鐵分會，2016：769~775.