全守軍  郎增瑞

(凌源鋼鐵股份有限公司）

摘  要  對(duì)凌鋼3號(hào)高爐穩(wěn)定順行均衡高效生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)。以原燃料管理、鐵口管理、爐型管理為重點(diǎn)，對(duì)3號(hào)高爐送風(fēng)制度、裝料制度進(jìn)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(zhǎng)周期穩(wěn)定生產(chǎn)，并適應(yīng)了高鈦負(fù)荷、高硫負(fù)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(jì)指標(biāo)，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(lái)，受“低品質(zhì)爐料”冶煉、兌罐經(jīng)常性晚點(diǎn)及操作思路跟不上外界條件變化等因素的影響，凌鋼3號(hào)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(guò)采取強(qiáng)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(zhǎng)周期穩(wěn)定。

1 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

2015年11月-2016年3月，受鋼鐵市場(chǎng)形勢(shì)嚴(yán)峻、虧損加劇的影響，3號(hào)高爐進(jìn)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(diǎn)，對(duì)高爐送風(fēng)制度、裝料制度進(jìn)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(jiān)持了“平臺(tái)+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(shí)現(xiàn)了高爐產(chǎn)量的提升，燃料比的下降。并在“經(jīng)濟(jì)爐料”的運(yùn)行背景下適應(yīng)了高鈦負(fù)荷、高硫負(fù)荷、高塊礦比例、兌罐時(shí)有晚點(diǎn)（30min以上）、燒結(jié)礦堿度波動(dòng)頻繁等諸多不利外部條件，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（見表1)。

2  生產(chǎn)技術(shù)措施

2.1 加強(qiáng)入爐原燃料管理

(1)焦炭。3號(hào)高爐所用焦炭結(jié)構(gòu)為自產(chǎn)干熄焦+外購(gòu)水熄焦：自產(chǎn)干熄焦質(zhì)量較為穩(wěn)定（準(zhǔn)一級(jí)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(shí)達(dá)20%;外購(gòu)水熄焦4~5家，二級(jí)焦，質(zhì)量波動(dòng)較大，入廠不合格比例較高（最高比例達(dá)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(dú)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(hào)高爐所用的燒結(jié)礦經(jīng)長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)運(yùn)、摔打，粉末較多，外購(gòu)球強(qiáng)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(qiáng)化篩分管理，采取了以下措施：①當(dāng)燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)不正常，燒結(jié)礦強(qiáng)度較差時(shí)，主動(dòng)外排，按一定比例回吃。②槽上、槽下聯(lián)動(dòng)，建立半倉(cāng)上料管理制度減少入槽時(shí)的落差摔打。③利用手機(jī)微信管理平臺(tái)，要求高爐值班室人員每2h系統(tǒng)檢查槽下振動(dòng)篩的運(yùn)行狀況，并監(jiān)督及時(shí)清理。④建立振動(dòng)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(biāo)外排。⑤充分發(fā)揮一線職工的創(chuàng)新熱情，采取人工干預(yù)落料軌跡方式對(duì)振動(dòng)篩進(jìn)行改造。通過(guò)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(shì)嚴(yán)峻的大背景下，“經(jīng)濟(jì)爐料”的運(yùn)行又勢(shì)在必行，采購(gòu)的高硫煤和高硫焦炭又增加了入爐硫負(fù)荷（見表2)。

凌鋼的“鋅危害”非常嚴(yán)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(fēng)機(jī)葉輪震動(dòng)超標(biāo)等次生災(zāi)害均有發(fā)生。同時(shí)，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(fù)荷嚴(yán)重超標(biāo)，最明顯后果就是渣鐵黏稠，鐵水罐黏結(jié)嚴(yán)重，減少罐容，以及因頻繁處理罐造成經(jīng)常性的兌罐晚點(diǎn)，渣鐵排放不暢。

高硫負(fù)荷造成爐渣堿度升高，流動(dòng)性差，高爐透氣性不好。

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

①隨著國(guó)際市場(chǎng)礦粉價(jià)格趨低，礦粉采購(gòu)由原來(lái)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(shí)地方精礦的采購(gòu)增加了對(duì)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(jìn)行處理。

③高爐操作上，調(diào)整保持較強(qiáng)的中心氣流，通過(guò)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(duì)爐缸進(jìn)行清理。

⑤降低噴吹煤的采購(gòu)硫分標(biāo)準(zhǔn)（硫<0.7%)。

⑥對(duì)現(xiàn)存的高鋅、高鈦礦粉按比例回倒配加。

通過(guò)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(duì)高爐順行的威脅。

2.2  加強(qiáng)爐前出鐵管理

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

(1)通過(guò)對(duì)鐵口的預(yù)鉆、鉆頭大小、鐵口深度、出鐵時(shí)間等細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格考核，提高了鐵口工作的穩(wěn)定率。

(2)充分利用自動(dòng)打泥計(jì)量裝置，通過(guò)手機(jī)微信平臺(tái)，要求值班室人員對(duì)爐前堵口打泥量進(jìn)行監(jiān)控，穩(wěn)定了打泥量。

(3)嚴(yán)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(shí)，都對(duì)鐵口泥套進(jìn)行重新澆注。

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

2.3  加強(qiáng)爐型管理

高爐生產(chǎn)過(guò)程中，操作爐型隨著原燃料質(zhì)量、冶煉強(qiáng)度的變化而發(fā)生不斷變化，因此控制合理的操作爐型，對(duì)高爐的長(zhǎng)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(fēng)制度、裝料制度、冷卻制度等。

(1)送風(fēng)制度的關(guān)鍵是維持較大風(fēng)量，保證合理的風(fēng)速和鼓風(fēng)動(dòng)能，達(dá)到吹透中心、維持穩(wěn)定的中心氣流的目的。3號(hào)高爐經(jīng)過(guò)近一年多的摸索，確定合理的風(fēng)速要控制到260m/s以上，合理的鼓風(fēng)動(dòng)能要控制到93~100kJ/s,長(zhǎng)時(shí)間過(guò)低容易造成中心點(diǎn)溫度下降，中心堆積，過(guò)高則容易造成中心氣流過(guò)吹，風(fēng)大不起料。在風(fēng)口面積基本穩(wěn)定的前提下，主要靠風(fēng)和氧的比例進(jìn)行調(diào)整。

(2)裝料制度主要是控制合理的煤氣流分布，達(dá)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(dòng)，渣皮穩(wěn)定。

(3)合理的冷卻制度是實(shí)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(hào)高爐在生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)爐襯及冷卻壁溫度進(jìn)行監(jiān)控記錄，入水溫度嚴(yán)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(fēng)制度。送風(fēng)制度是高爐四大操作制度中最重要的一項(xiàng)，它決定了高爐初始?xì)饬鞣植?、燃燒帶長(zhǎng)度和回旋區(qū)長(zhǎng)度是否合理。如果不合理，則上部裝料制度無(wú)論怎樣調(diào)劑都難以達(dá)到效果。3號(hào)高爐根據(jù)各風(fēng)口運(yùn)行狀態(tài)、風(fēng)速和鼓風(fēng)動(dòng)能要求，以及爐頂料面形狀等實(shí)際，利用檢修和休風(fēng)機(jī)會(huì)對(duì)9個(gè)風(fēng)口進(jìn)行了調(diào)整，風(fēng)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(gè)嚴(yán)重變形的中套。通過(guò)調(diào)整風(fēng)口布局，風(fēng)速?gòu)?40m/s提高到263m/s,鼓風(fēng)動(dòng)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(fēng)量風(fēng)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(hào)高爐操作的最大短板。在應(yīng)對(duì)爐況波動(dòng)的過(guò)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(tái)+漏斗方式布料等都有運(yùn)用，但成效甚微。為此，利用燜爐休風(fēng)時(shí)間，對(duì)高爐布料技術(shù)認(rèn)真學(xué)習(xí)、梳理，最終確定了“平臺(tái)+漏斗”的布料模式。

“平臺(tái)+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(tái)和一定深度的漏斗，利用爐料下降時(shí)大塊滾向中心，保證足夠強(qiáng)的中心氣流。煤氣利用率相對(duì)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(zhǎng)。

燜爐后的開爐初期，結(jié)合爐頂布料激光網(wǎng)格測(cè)試結(jié)果，3號(hào)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(fù)荷料時(shí)，按照料線和角度的對(duì)應(yīng)關(guān)系就進(jìn)行多環(huán)布料，引導(dǎo)中心和邊沿兩道氣流。

②根據(jù)落料軌跡測(cè)定，確定最外環(huán)礦帶中心距離爐墻400mm左右，隨著高爐強(qiáng)化進(jìn)程，按距離爐墻200~400mm間進(jìn)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(jìn)一步減輕中心負(fù)荷，引導(dǎo)中心氣流，并隨著十字測(cè)溫中心點(diǎn)溫度和紅外成像的中心氣流強(qiáng)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(shí)調(diào)整各環(huán)負(fù)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(biāo)穩(wěn)定的50%廠內(nèi)干熄焦，通過(guò)程序優(yōu)化分布在高爐中心，進(jìn)一步疏松中心死料堆，引導(dǎo)中心氣流。

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

⑨中心氣流旺盛的標(biāo)準(zhǔn)是“窄而強(qiáng)”，不是“寬而散”，要保持一定的邊沿氣流，不能盲目壓制。

經(jīng)過(guò)近一個(gè)月的摸索調(diào)整，3號(hào)高爐實(shí)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(dá)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(jìn)入“平臺(tái)+漏斗”布料后，調(diào)劑的靈活性大大增強(qiáng)，爐況的適應(yīng)性大大增強(qiáng)，塊礦取代球團(tuán)的比例大大提高，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)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(zhǎng)壽。3號(hào)高爐爐芯溫度位于兩層陶瓷杯之下，標(biāo)高5894mm處的中心測(cè)溫點(diǎn)。根據(jù)運(yùn)行狀況，確定了560℃作為低位報(bào)警值。當(dāng)爐芯溫度下行并接近低位報(bào)警值時(shí)（如圖1所示）,就適當(dāng)采取活躍爐缸措施，如階段性提高二級(jí)焦質(zhì)量，進(jìn)一步疏導(dǎo)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(yùn)行是有慣性的，往往在爐況發(fā)生波動(dòng)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(guò)時(shí)時(shí)關(guān)注變化，可做到動(dòng)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(hào)高爐雖然是雙出鐵場(chǎng)，但受鐵路線布局限制，兌罐方式為單側(cè)進(jìn)出，兌罐時(shí)間間隔較長(zhǎng)（25~30min);受原料供應(yīng)限制，高爐的過(guò)高提產(chǎn)還會(huì)帶來(lái)自產(chǎn)干熄焦比例波動(dòng)和燒結(jié)礦堿度的波動(dòng)。

均衡、穩(wěn)定的生產(chǎn)組織方式實(shí)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(shí)現(xiàn)了原燃料供應(yīng)和及時(shí)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(zhǎng)周期順行。

做到均衡、穩(wěn)定的關(guān)鍵是工長(zhǎng)的三班統(tǒng)一操作，條件好時(shí)不搶產(chǎn)，事故欠產(chǎn)時(shí)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(yǔ)

良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)要建立在長(zhǎng)期穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)上。針對(duì)“經(jīng)濟(jì)爐料”冶煉帶來(lái)的技術(shù)難題，要通過(guò)采取轉(zhuǎn)變操作理念、強(qiáng)化爐況管控、優(yōu)化操作調(diào)劑等措施，通過(guò)推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化、定量化、趨勢(shì)化的管理，達(dá)到爐況長(zhǎng)周期順行的目的。