常 李 余昌鋒

（江蘇沙鋼集團(tuán)有限公司)

摘  要  對(duì)沙鋼1號(hào)高爐穩(wěn)產(chǎn)實(shí)踐及護(hù)爐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)。在1號(hào)高爐進(jìn)入護(hù)爐生產(chǎn)狀態(tài)下,通過外圍抓原燃料質(zhì)量的穩(wěn)定,內(nèi)部抓操作制度的調(diào)整和制度的嚴(yán)格執(zhí)行,高爐生產(chǎn)保持了較長時(shí)間的穩(wěn)定順行,平均日產(chǎn)量基本穩(wěn)定在6400/d以上。護(hù)爐的主要經(jīng)驗(yàn),一是要時(shí)刻關(guān)注爐缸鈦的收支情況,控制鐵水鈦含量;二是爐缸壓力灌漿;三是重視高爐排堿工作。

關(guān)鍵詞  高爐  護(hù)爐期  穩(wěn)產(chǎn)  操作制度   排堿

沙鋼1號(hào)高爐(2500m',二代)于2011年3月開爐,在經(jīng)歷了2年多的高強(qiáng)度冶煉后,爐缸溫度上快。從2013年6月開始,進(jìn)人護(hù)爐生產(chǎn)狀態(tài)。因護(hù)爐、熱風(fēng)爐大墻磚倒坍等影響,高爐爐況未調(diào)整到最佳狀態(tài)。從 2016年11月開始,通過采取一系列措施,高爐較長時(shí)間穩(wěn)產(chǎn)順行的良好效果，同時(shí)有效控制了爐缸溫度上漲。

1  生產(chǎn)指標(biāo)

2016年11月-2018年2月,在近16個(gè)月的生產(chǎn)中，外圍抓原燃料質(zhì)量的穩(wěn)定,內(nèi)部抓操作制度的調(diào)整和制度的嚴(yán)格執(zhí)行,1號(hào)高爐生產(chǎn)保持了較長的穩(wěn)定順行,平均日產(chǎn)量基本穩(wěn)定在6400t/d以上，取得了護(hù)爐生產(chǎn)期間穩(wěn)產(chǎn)順行的良好效果（見表1)。

2   穩(wěn)產(chǎn)實(shí)踐

2.1  穩(wěn)定原燃料質(zhì)量

高爐的長期穩(wěn)定,離不開穩(wěn)定的原燃料質(zhì)量。沙鋼煉鐵總廠對(duì)高爐的管理貫徹“四分原料、三分操作、三分管理”的指導(dǎo)思想,將原料管理前的移,以應(yīng)對(duì)原料突變,使其對(duì)爐況的影響降到最低。

1號(hào)高爐爐料結(jié)構(gòu)為76%燒結(jié)礦+ 18%塊礦+6%球團(tuán)礦,爐料結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定是爐況順行的必要條件。高爐原燃料內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)主要如下:焦炭 CSR≥63.0%,M40>84.5%,MS(平均粒度)>47 mm;燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)≥76.0%, MS ≥ 17.0 mm,含F(xiàn)eO在9.0%±1.5%,低溫還原粉化率(RDI+3.15 )≥65%。2016年11月—2018年2月,1號(hào)高爐的焦炭、燒結(jié)礦主要質(zhì)量指標(biāo)如圖1、2所示,較好的原燃料條件為高爐的穩(wěn)產(chǎn)和高效治煉提供了基礎(chǔ)條件。

圖1沙鋼1號(hào)高爐焦炭M40和CSR的變化

圖2  沙鋼1號(hào)高爐燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)和平均粒度的變化

2.2  優(yōu)化操作制度

(1)裝料制度。裝料制度是爐料裝入爐內(nèi)方式的總稱,它決定著爐料在爐內(nèi)的分布狀況。從煤氣利用角度出發(fā),爐料與煤氣流在高爐橫斷面上分布越均勻,煤氣流對(duì)爐料的加熱和還原就越充分。但從爐料下降、爐況順行角度分析,則要求高爐邊沿和中心氣流適當(dāng)發(fā)展。邊沿氣流發(fā)展有利于降低固體料柱與爐墻間的摩擦力,使?fàn)t況順行,適當(dāng)發(fā)展中心是使?fàn)t缸活躍的重要手段。因此,當(dāng)高爐處于不同爐役期、外圍原燃料條件出現(xiàn)變化時(shí),如何有效分配中心與邊沿的氣流就顯的尤為重要。

針對(duì)1號(hào)高爐目前處于護(hù)爐期的特點(diǎn),在布料模式上的基本思路:①采取礦焦同角,邊沿氣流控制上主要是增加外角的礦石量,控制邊沿氣減少對(duì)爐缸側(cè)壁的沖刷;2根據(jù)十字測(cè)溫中心度,適當(dāng)調(diào)整中心加焦。1號(hào)高爐護(hù)爐期間布料矩陣調(diào)整情況見表2。

注：2017年底5月開始，因焦炭質(zhì)量惡化及燒結(jié)機(jī)檢修，導(dǎo)致爐況惡化，邊沿礦石量有所減少，進(jìn)一步打開中心氣流

(2)送風(fēng)制度。送風(fēng)制度是指通過風(fēng)口向高爐內(nèi)部鼓入具有一定能量熱風(fēng)的各種控制參數(shù)的總稱?？偨Y(jié)1號(hào)高爐爐況穩(wěn)定的因素,認(rèn)為大風(fēng)量是爐況穩(wěn)定的基礎(chǔ),并以此確定跟蹤爐況變化的兩個(gè)重要參數(shù):風(fēng)速、鼓風(fēng)動(dòng)能。2016年11月-2018年2月,1號(hào)高爐的實(shí)際風(fēng)速和鼓風(fēng)動(dòng)能的變化情況如圖3所示。

根據(jù)1號(hào)高爐處于護(hù)爐期的實(shí)際情況，為與上部裝料制度調(diào)劑相適應(yīng),下部進(jìn)風(fēng)面積經(jīng)過幾次調(diào)整,進(jìn)風(fēng)面積由2013年1月的0.3675㎡縮小到2017年11月的0.3518㎡(見表3)。進(jìn)風(fēng)面積縮小以后,在維持風(fēng)量基本不變的情況下,確保了風(fēng)速和鼓風(fēng)動(dòng)能的增加,為減少中心焦量創(chuàng)造了條件。同時(shí)，風(fēng)口長度也由原來的580mm延伸至595mm為吹透中心創(chuàng)造條件。鼓風(fēng)動(dòng)能、風(fēng)速長期維持在較高水平,為活躍爐缸、吹透中心、穩(wěn)定中心氣流創(chuàng)造條件[1]，也有效減少對(duì)爐缸側(cè)壁的沖刷。

自2016年12月起,在φ120 mm風(fēng)口位置確定上，首先鐵口正上方的2個(gè)風(fēng)口均是φ120mm，然后根據(jù)爐缸標(biāo)高9.243 m、10.343 m的溫度情況(鐵口中心線標(biāo)高為11.594 m),爐缸溫度較高的部位對(duì)應(yīng)上方的風(fēng)口優(yōu)先選用中φ120 mm,這樣可以確保此部位風(fēng)速、鼓風(fēng)動(dòng)能的相對(duì)較大,減少對(duì)此方位的環(huán)流侵蝕,但同時(shí)也要考慮風(fēng)口布置的均勻性和對(duì)稱性。

圖3  沙鋼1號(hào)高爐鼓風(fēng)動(dòng)能和實(shí)際風(fēng)速的變化

注:1號(hào)高爐共計(jì)28個(gè)風(fēng)口,風(fēng)口采用φ120mm與φ130mm兩種規(guī)格

(3)造渣制度和熱制度。造渣制度和熱制度是爐缸活躍的表現(xiàn)。造渣制度與熱制度控制的目標(biāo)是使?fàn)t渣具有良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,以保證良好的爐缸熱狀態(tài)和合理的渣鐵溫度,以及控制好生鐵成分。1號(hào)高爐在日常管理中,主要是通過強(qiáng)化生鐵中的 [Si]、[S],以及爐渣二元堿度R2的控制,確保鐵水溫度在1480 ℃以上,以此來做為衡量爐缸活躍性的因素之一。2016年11月-2018年2月,1號(hào)高爐鐵水[ Si]和[S]、鐵水溫度和R2的變化情況分別如圖4、5 所示。

(4)冷卻制度。目前高爐操作者對(duì)冷卻系統(tǒng)的重視程度日益加強(qiáng)。隨著高爐爐缸側(cè)壁溫度、爐底水溫差的增加,通過逐步增加冷卻水量來增加冷卻強(qiáng)度、使鐵水的1150℃等溫線盡量內(nèi)移,從而延緩對(duì)炭磚的侵蝕。

圖4  沙鋼1號(hào)高爐鐵水[Si]和[S]的變化

圖5  沙鋼1號(hào)高爐鐵水溫度和R2的變化

注： 2017年11月高爐按計(jì)劃進(jìn)行排堿操作一周，堿度控制在1.0~1.05，月平均約1.19

1號(hào)高爐水量幾次調(diào)整后(見表4),通過對(duì)水溫差的變化跟蹤后發(fā)現(xiàn),水量在對(duì)控制爐缸溫度上漲雖然作用較為顯著,但是自2016年4月以后,高爐的冷卻水量基本達(dá)到了設(shè)計(jì)的最大值,進(jìn)一步調(diào)整的余地已經(jīng)不多。

3  高爐長壽措施與排堿

1號(hào)高爐自加釩鈦礦護(hù)爐以來,經(jīng)過操作制度、冷卻水量等調(diào)整,在護(hù)爐上積累了以下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)和做法。

3.1  控制鐵水鈦含量

近16個(gè)月的護(hù)爐經(jīng)驗(yàn)告訴我們,產(chǎn)量的合理定位是控制爐缸溫度的重要手段。對(duì)于2500 m3高爐而言,日產(chǎn)量控制在6400 ~6500t/d是比較合適的。2017年1月和3月,日產(chǎn)量6550 ~6600t/d, 同時(shí)4月底開始因焦炭質(zhì)量變差影響,制度上適當(dāng)疏導(dǎo)邊沿,導(dǎo)致月底開始,爐缸溫度急劇上升,5月初高爐被迫休風(fēng)堵風(fēng)口。

要保證鐵水一定的含鈦量,尤其是在爐缸溫度較低時(shí),不能掉以輕心或降低鈦負(fù)荷。在護(hù)爐過程中，要經(jīng)常作鈦平衡計(jì)算,當(dāng)入爐量大于排出量時(shí),說明在進(jìn)行補(bǔ)爐;當(dāng)入爐量與排出量相等時(shí),說明在維持現(xiàn)狀:當(dāng)入爐量小于排出量時(shí),說明已沉積的鈦正在被溶解,應(yīng)當(dāng)警惕。結(jié)合1號(hào)高爐近16個(gè)月的爐護(hù)實(shí)踐,鐵水[si]在0.4%,確保鐵水[Ti]在0.07%以上(如圖6所示),基本能維持爐缸溫度的穩(wěn)定。

3.2  爐缸壓力灌漿

爐缸壓力灌漿是處理爐缸溫度高的一種手段,主要作用是防止煤氣竄氣導(dǎo)致冷卻壁與炭磚之間出現(xiàn)縫隙,從而影響冷卻效果,導(dǎo)致爐缸炭磚侵蝕加劇, 1號(hào)高爐在爐缸溫度上漲初期,曾懷疑冷卻壁竄氣導(dǎo)致爐缸溫度上漲,利用休風(fēng)機(jī)會(huì)對(duì)爐缸溫度較高的部位開孔進(jìn)行壓力灌漿處理,但未能壓入足夠量的炭素料。

2016年以后,由于前期壓力灌漿爐體開孔較多、為爐殼安全考慮,壓力灌漿不再新開孔,只是在原來老孔部位進(jìn)行壓力灌漿,從近幾次壓力灌漿數(shù)量來看,壓入料較前期有所增加,說明冷卻壁與炭磚之間的竄氣還是存在的,尤其在炭磚受到侵蝕,爐役后期竄氣尤為明顯。結(jié)合1號(hào)高爐壓力灌漿效果高爐壓力灌漿是必要和有效的。雖然高爐壓力灌漿不能對(duì)侵蝕的炭磚進(jìn)行修復(fù),但通過對(duì)竄氣的有效處理,確保了爐缸熱量的導(dǎo)出,保證爐缸溫度的穩(wěn)定。

3.3  高爐排堿

針對(duì)1號(hào)高爐風(fēng)口小套上翹、休風(fēng)更換小套時(shí)有大量鋅流出的情況,2017年11月1-7日進(jìn)行排堿操作。主要是二元堿度由1.25下調(diào)至1.1。但排堿期間爐缸溫度上漲較快,尤其是標(biāo)高10.343m處TE21AA溫度從450℃上漲到605 ℃,水溫差最高達(dá)到0.6℃,爐殼溫度也高達(dá)90℃以上。11月4日經(jīng)過10h計(jì)劃休風(fēng)涼爐,但爐缸溫度不降反升,這在以往護(hù)爐過程中從未發(fā)生過,筆者認(rèn)為造成爐缸溫度上漲與排堿有很大關(guān)系,排堿期間爐渣二元堿度控制在1.1附近,降低爐渣堿度后,抑制了鐵礦中TiO2的還原,并且鐵水流動(dòng)性變好,爐缸變得異常躍,從而導(dǎo)致了爐缸溫度的快速上漲。

面對(duì)爐缸溫度的上漲,復(fù)風(fēng)后積極采取措施,鈦負(fù)荷從最初的4.29kg/t最高提高到7.09kg/t,確保鐵水[Ti]在0. 10% ~0. 12%左右,富氧量從原來18000 m3/h 逐步減到16000 m3/h,適當(dāng)控制鐵水產(chǎn)量。采取上述措施2周以后,自11月20日開始，爐缸溫度開始逐步下行,到11月底控制在400℃以下。

對(duì)于高爐排堿，爐役后期的高爐要慎重。一方面要從源頭上減少堿金屬的入爐,另一方面鈦礦護(hù)爐的時(shí)間不能太長,排堿時(shí)要嚴(yán)密關(guān)注爐缸溫度上漲情況。

4  結(jié)語

(1)穩(wěn)定的原燃料不僅是高爐高產(chǎn)低耗的前提,也是減少爐況波動(dòng),確保爐缸安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要前提條件。

(2)對(duì)于處于護(hù)爐期的高爐,在操作制度上要及時(shí)調(diào)整,裝料制度上增加外角的礦石量,控制邊氣流;送風(fēng)制度上要確保吹透中心,減少對(duì)爐缸側(cè)壁的沖刷;確保造渣制度和熱制度的穩(wěn)定;冷卻制度調(diào)整上要綜合統(tǒng)籌考慮,確保操作爐型的穩(wěn)定。

(3)高爐護(hù)爐是一個(gè)長期的過程,要根據(jù)鈦平衡,時(shí)刻關(guān)注爐缸鈦的收支情況。高爐護(hù)爐是一個(gè)長期的過程,要根據(jù)鈦平衡,時(shí)刻關(guān)注爐缸鈦的收支情況。對(duì)于局部爐缸溫度高,達(dá)到警戒值后,休風(fēng)堵風(fēng)口是最有效的處理方法,可以遏制爐缸側(cè)壁環(huán)流對(duì)局部炭磚的沖刷。

5  參考文獻(xiàn)

[1]  楊國新,廖經(jīng)文,張恰文,等.韶鋼7號(hào)高爐爐役后期高效治實(shí)踐[J].煉鐵,2017,36(5) :24-28.