全守軍  郎增瑞

(凌源鋼鐵股份有限公司）

摘  要  對凌鋼3號高爐穩(wěn)定順行均衡高效生產(chǎn)的經(jīng)驗進行了總結(jié)。以原燃料管理、鐵口管理、爐型管理為重點，對3號高爐送風制度、裝料制度進行了大幅度調(diào)整，確立了均衡、穩(wěn)定的生產(chǎn)組織方式，維持了長周期穩(wěn)定生產(chǎn)，并適應了高鈦負荷、高硫負荷、高塊礦比例等諸多不利外部條件，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟指標，入爐焦比從2015年381kg/t降低至356kg/t。

關(guān)鍵詞  高爐  操作制度  均衡  穩(wěn)定

2015年以來，受“低品質(zhì)爐料”冶煉、兌罐經(jīng)常性晚點及操作思路跟不上外界條件變化等因素的影響，凌鋼3號高爐（1000m3)穩(wěn)定性較差，穩(wěn)定周期較短。2017年，在外部條件基本相同的情況下，通過采取強化原燃料管理和出鐵管理，不斷優(yōu)化高爐操作制度及控制合理爐型等措施，高爐維持了長周期穩(wěn)定。

1 技術(shù)經(jīng)濟指標

2015年11月-2016年3月，受鋼鐵市場形勢嚴峻、虧損加劇的影響，3號高爐進行了停產(chǎn)燜爐。4月，重新組織開爐生產(chǎn)后，以原燃料管理、鐵口管理、爐型管理為重點，對高爐送風制度、裝料制度進行了大幅度調(diào)整，確定了“開放中心、穩(wěn)定邊沿”的合理煤氣流分布理念，摸索并堅持了“平臺+漏斗的布料矩陣模式，確立了均衡、穩(wěn)定的生產(chǎn)組織方式，實現(xiàn)了高爐產(chǎn)量的提升，燃料比的下降。并在“經(jīng)濟爐料”的運行背景下適應了高鈦負荷、高硫負荷、高塊礦比例、兌罐時有晚點（30min以上）、燒結(jié)礦堿度波動頻繁等諸多不利外部條件，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟指標（見表1)。

2  生產(chǎn)技術(shù)措施

2.1 加強入爐原燃料管理

(1)焦炭。3號高爐所用焦炭結(jié)構(gòu)為自產(chǎn)干熄焦+外購水熄焦：自產(chǎn)干熄焦質(zhì)量較為穩(wěn)定（準一級焦炭，但高硫，干基硫分1.2%~1.3%),受公司整體平衡影響，使用比例不穩(wěn)定，基本維持在30%~50%,最低時達20%;外購水熄焦4~5家，二級焦，質(zhì)量波動較大，入廠不合格比例較高（最高比例達40%)。為此，采取了穩(wěn)定骨干焦炭比例——即自產(chǎn)干熄焦確保50%,不合格焦炭單獨堆放，并按確定比例配加的上料方式，從而穩(wěn)定了焦炭的冶金性能，為爐況穩(wěn)定順行奠定了燃料基礎(chǔ)。

(2)槽下篩分。3號高爐所用的燒結(jié)礦經(jīng)長距離轉(zhuǎn)運、摔打，粉末較多，外購球強度差，含粉率較高，澳塊礦不但含粉率高且黏度較大，不易篩凈。為強化篩分管理，采取了以下措施：①當燒結(jié)機生產(chǎn)不正常，燒結(jié)礦強度較差時，主動外排，按一定比例回吃。②槽上、槽下聯(lián)動，建立半倉上料管理制度減少入槽時的落差摔打。③利用手機微信管理平臺，要求高爐值班室人員每2h系統(tǒng)檢查槽下振動篩的運行狀況，并監(jiān)督及時清理。④建立振動篩的壽命周期管理，既保證粉末的篩除篩凈又保證篩下物不超標外排。⑤充分發(fā)揮一線職工的創(chuàng)新熱情，采取人工干預落料軌跡方式對振動篩進行改造。通過采取以上措施，篩分效果有了明顯改善，使入爐<5mm粉末降低到2%以內(nèi)。

(3)有害元素。凌鋼地處遼西，資源受限，地方精礦含鋅、TiO2較高，在行業(yè)形勢嚴峻的大背景下，“經(jīng)濟爐料”的運行又勢在必行，采購的高硫煤和高硫焦炭又增加了入爐硫負荷（見表2)。

凌鋼的“鋅危害”非常嚴重，磚襯上漲、中套變形、爐缸側(cè)壁溫度升高、高爐短壽、煤氣上升管堵塞、TRT風機葉輪震動超標等次生災害均有發(fā)生。同時，高濃度鋅蒸氣在軟熔帶富集、黏結(jié)，降低了料柱透氣性，影響煤氣流分布。

入爐TiO2負荷嚴重超標，最明顯后果就是渣鐵黏稠，鐵水罐黏結(jié)嚴重，減少罐容，以及因頻繁處理罐造成經(jīng)常性的兌罐晚點，渣鐵排放不暢。

高硫負荷造成爐渣堿度升高，流動性差，高爐透氣性不好。

針對“三高”對高爐順行產(chǎn)生的嚴重威脅，2016年下半年改變了大宗原燃料采購的結(jié)構(gòu)和標準，鐵廠和作業(yè)區(qū)也積極地制定相應的技術(shù)和管理措施：

①隨著國際市場礦粉價格趨低，礦粉采購由原來的80%~90%地方精礦+10%~20%的外礦改變?yōu)?0%~70%的外礦+30%~40%的地方精礦，同時地方精礦的采購增加了對鋅和TiO2的考核（鋅<0.04%,TiO2<0.5%)。

②含鋅較高的高爐布袋灰，停止在燒結(jié)中的配加，外賣到專業(yè)的提鋅廠家進行處理。

③高爐操作上，調(diào)整保持較強的中心氣流，通過爐頂煤氣最大程度排鋅，以減少鋅在爐內(nèi)的循環(huán)富集。

④建立定期排堿制度，以充足爐溫、較低渣堿度定期對爐缸進行清理。

⑤降低噴吹煤的采購硫分標準（硫<0.7%)。

⑥對現(xiàn)存的高鋅、高鈦礦粉按比例回倒配加。

通過采取上述“源頭控制、規(guī)范配加、定期清理”等措施，有效地控制了“三高”對高爐順行的威脅。

2.2  加強爐前出鐵管理

在“經(jīng)濟爐料”冶煉條件下，入爐品位偏低(56%~56.5%),渣量較大。同時，受公司系統(tǒng)生產(chǎn)不平衡影響，兌罐間隔時間較長（正常間隔為25~30min,事故狀態(tài)下超過40min),鐵口的工作狀態(tài)至關(guān)重要。

(1)通過對鐵口的預鉆、鉆頭大小、鐵口深度、出鐵時間等細化標準嚴格考核，提高了鐵口工作的穩(wěn)定率。

(2)充分利用自動打泥計量裝置，通過手機微信平臺，要求值班室人員對爐前堵口打泥量進行監(jiān)控，穩(wěn)定了打泥量。

(3)嚴禁潮鐵口出鐵、鐵后大噴、燜炮等野蠻作業(yè)。

(4)在檢修和更換主溝耐材時，都對鐵口泥套進行重新澆注。

通過采取上述措施，高爐的兌罐正點率和出鐵正點率都有了明顯改善，并相互促進，有效地緩解了渣鐵經(jīng)常排放不凈對爐況產(chǎn)生的不利影響。

2.3  加強爐型管理

高爐生產(chǎn)過程中，操作爐型隨著原燃料質(zhì)量、冶煉強度的變化而發(fā)生不斷變化，因此控制合理的操作爐型，對高爐的長期穩(wěn)定順行至關(guān)重要。影響高爐操作爐型的因素有：送風制度、裝料制度、冷卻制度等。

(1)送風制度的關(guān)鍵是維持較大風量，保證合理的風速和鼓風動能，達到吹透中心、維持穩(wěn)定的中心氣流的目的。3號高爐經(jīng)過近一年多的摸索，確定合理的風速要控制到260m/s以上，合理的鼓風動能要控制到93~100kJ/s,長時間過低容易造成中心點溫度下降，中心堆積，過高則容易造成中心氣流過吹，風大不起料。在風口面積基本穩(wěn)定的前提下，主要靠風和氧的比例進行調(diào)整。

(2)裝料制度主要是控制合理的煤氣流分布，達到中心氣流穩(wěn)定有力，邊沿氣流穩(wěn)定可控，爐體溫度沒有大幅度的波動，渣皮穩(wěn)定。

(3)合理的冷卻制度是實現(xiàn)合理操作爐型的關(guān)鍵所在，在冷卻水量恒定的情況下，冷卻制度主要是控制入水溫度及水溫差。3號高爐在生產(chǎn)過程中，對爐襯及冷卻壁溫度進行監(jiān)控記錄，入水溫度嚴格按照44±0.5℃控制，冷卻壁水溫差按1~2℃控制，有效的控制了渣皮的穩(wěn)定性，維持了合理的操作爐型。

2.4  優(yōu)化高爐操作制度

(1)送風制度。送風制度是高爐四大操作制度中最重要的一項，它決定了高爐初始氣流分布、燃燒帶長度和回旋區(qū)長度是否合理。如果不合理，則上部裝料制度無論怎樣調(diào)劑都難以達到效果。3號高爐根據(jù)各風口運行狀態(tài)、風速和鼓風動能要求，以及爐頂料面形狀等實際，利用檢修和休風機會對9個風口進行了調(diào)整，風口面積從最初的0.1868m2分幾次縮小到0.1798m2,并一次性更換了5個嚴重變形的中套。通過調(diào)整風口布局，風速從240m/s提高到263m/s,鼓風動能從65kJ/s提高到97kJ/s,回旋區(qū)向中心推移，穩(wěn)定了渣皮和爐體的水溫差，中心氣流明顯，風量風壓平穩(wěn)，收到了良好的效果。

(2)裝料制度。裝料制度調(diào)整是3號高爐操作的最大短板。在應對爐況波動的過程中，思路不清，裝料制度調(diào)整頻繁，如單環(huán)布料、單環(huán)+混裝布料、中心加焦布料、平臺+漏斗方式布料等都有運用，但成效甚微。為此，利用燜爐休風時間，對高爐布料技術(shù)認真學習、梳理，最終確定了“平臺+漏斗”的布料模式。

“平臺+漏斗”的裝料制度是在爐喉平面上形成1/3爐喉半徑寬度的平臺和一定深度的漏斗，利用爐料下降時大塊滾向中心，保證足夠強的中心氣流。煤氣利用率相對中心加焦方式高3%~4%,同等條件下焦比較中心加焦方式能夠降低10kg/t左右，但料制的摸索和調(diào)整周期較長。

燜爐后的開爐初期，結(jié)合爐頂布料激光網(wǎng)格測試結(jié)果，3號高爐確定了如下操作思路和布料參數(shù)：

①開爐裝料到爐身上部的負荷料時，按照料線和角度的對應關(guān)系就進行多環(huán)布料，引導中心和邊沿兩道氣流。

②根據(jù)落料軌跡測定，確定最外環(huán)礦帶中心距離爐墻400mm左右，隨著高爐強化進程，按距離爐墻200~400mm間進行調(diào)整。

③焦炭均勻平鋪，角差2°,每環(huán)2圈，便于礦焦比例調(diào)劑。

④礦焦同角，同角差，礦4環(huán)，焦5環(huán)，進一步減輕中心負荷，引導中心氣流，并隨著十字測溫中心點溫度和紅外成像的中心氣流強弱，最終調(diào)整為礦5環(huán)，焦5環(huán)。

⑤料帶寬度控制1/3爐喉半徑，形成一定的中心漏斗。

⑥根據(jù)煤氣流分布，適時調(diào)整各環(huán)負荷，總的原則是中心輕，邊沿重，中間環(huán)帶最重。

⑦將質(zhì)量較好且指標穩(wěn)定的50%廠內(nèi)干熄焦，通過程序優(yōu)化分布在高爐中心，進一步疏松中心死料堆，引導中心氣流。

⑧通過程序優(yōu)化，將30%比例的球團礦布到中間環(huán)狀帶，以減少球團礦因良好的滾動性溜向中心，阻塞中心氣流。

⑨中心氣流旺盛的標準是“窄而強”，不是“寬而散”，要保持一定的邊沿氣流，不能盲目壓制。

經(jīng)過近一個月的摸索調(diào)整，3號高爐實現(xiàn)了爐況穩(wěn)定、氣流穩(wěn)定、爐溫穩(wěn)定，煤氣利用率最高達46.5%,燃料比在520kg/t以內(nèi)。尤其是從單環(huán)布料、中心加焦布料進入“平臺+漏斗”布料后，調(diào)劑的靈活性大大增強，爐況的適應性大大增強，塊礦取代球團的比例大大提高，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益。

(3)關(guān)注、控制爐缸的活躍度。爐缸活躍狀態(tài)直接關(guān)系到高爐的穩(wěn)定順行，更關(guān)系到爐缸的長壽。3號高爐爐芯溫度位于兩層陶瓷杯之下，標高5894mm處的中心測溫點。根據(jù)運行狀況，確定了560℃作為低位報警值。當爐芯溫度下行并接近低位報警值時（如圖1所示）,就適當采取活躍爐缸措施，如階段性提高二級焦質(zhì)量，進一步疏導中心氣流，提高渣鐵物理熱，甚至降低煤比提高入爐焦比。高爐的運行是有慣性的，往往在爐況發(fā)生波動前征兆并不明顯，而爐芯溫度的變化是爐缸活躍與否的直觀表現(xiàn)，通過時時關(guān)注變化，可做到動態(tài)調(diào)劑，防患于未然。 

2.5  確立均衡、穩(wěn)定的生產(chǎn)組織方式

3號高爐雖然是雙出鐵場，但受鐵路線布局限制，兌罐方式為單側(cè)進出，兌罐時間間隔較長（25~30min);受原料供應限制，高爐的過高提產(chǎn)還會帶來自產(chǎn)干熄焦比例波動和燒結(jié)礦堿度的波動。

均衡、穩(wěn)定的生產(chǎn)組織方式實施后，控制日產(chǎn)量為2750±30t/d,既發(fā)揮了設(shè)備的潛能，又緩解了供需平衡的矛盾，實現(xiàn)了原燃料供應和及時兌罐雙提高，原燃料質(zhì)量和高爐爐況雙穩(wěn)定，最終保證了高爐的長周期順行。

做到均衡、穩(wěn)定的關(guān)鍵是工長的三班統(tǒng)一操作，條件好時不搶產(chǎn)，事故欠產(chǎn)時不盲目追產(chǎn)，分析好上班，操作好本班，照顧好下班。

3  結(jié)語

良好的技術(shù)經(jīng)濟指標要建立在長期穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)上。針對“經(jīng)濟爐料”冶煉帶來的技術(shù)難題，要通過采取轉(zhuǎn)變操作理念、強化爐況管控、優(yōu)化操作調(diào)劑等措施，通過推進標準化、定量化、趨勢化的管理，達到爐況長周期順行的目的。