梁南山

(漣源鋼鐵集團(tuán)有限公司)

摘  要  對(duì)近年來(lái)漣鋼煉鐵技術(shù)的進(jìn)步作了總結(jié)。漣鋼高爐從爐況的頻繁波動(dòng)逐步實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)周期穩(wěn)定順行,關(guān)鍵在于認(rèn)識(shí)到高爐穩(wěn)定順行是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,認(rèn)為高爐穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)更多地來(lái)自于“全流程的系統(tǒng)協(xié)同”。今后應(yīng)繼續(xù)以高爐穩(wěn)定順行為中心,系統(tǒng)協(xié)同,進(jìn)一步抓好焦炭和燒結(jié)礦質(zhì)量的穩(wěn)定,同時(shí)強(qiáng)化高爐的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè),減少因操作造成的爐況波動(dòng)

關(guān)鍵詞   高煉   煉鐵    原料

2015-2018年,漣鋼高爐從爐況的頻繁波動(dòng)逐步實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)周期穩(wěn)定順行。本文從高爐爐況、長(zhǎng)壽操作及原料等方面,回顧了這一時(shí)期漣鋼煉鐵所取得技術(shù)進(jìn)步,并對(duì)高爐進(jìn)一步長(zhǎng)期穩(wěn)定順行的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了探討。

1  生產(chǎn)概況

漣鋼煉鐵現(xiàn)有3座高爐(6號(hào)2200m3、7號(hào)3200m3.8號(hào)2800 m3),分別于2003年12月4日2009年10月7日、2013年3月23日建成投產(chǎn)。在高爐投產(chǎn)的最初幾年,都曾取得過(guò)較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),但之后特別是7、8號(hào)高爐,都經(jīng)歷過(guò)較長(zhǎng)期爐況波動(dòng),技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)在同類高爐中處于落后狀態(tài)。

2015年,可以說(shuō)是漣鋼煉鐵生產(chǎn)的歷史最低點(diǎn)(如圖1所示)。近年來(lái),通過(guò)不斷優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)、提高原燃料質(zhì)量、加大技術(shù)改造投入和抓好高爐操作等, 2017年下半年以后,高爐整體開(kāi)始呈現(xiàn)出了長(zhǎng)周期穩(wěn)定順行的勢(shì)頭,技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)明顯改善。

2  取得的主要進(jìn)步

2.1  爐況穩(wěn)定順行得到初步實(shí)現(xiàn)

綜觀漣鋼高爐生產(chǎn)史,一般來(lái)講,在高爐開(kāi)爐最初的3年,能保持較好的爐況并創(chuàng)造良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),之后則往往很難保持住全年?duì)t況的穩(wěn)定順行。此外,通常在每年11月至次年4月之間的低溫季節(jié),高爐往往都會(huì)出現(xiàn)大的爐況失常。但在2017年7月以后,漣鋼3座高爐開(kāi)始呈現(xiàn)出了整體長(zhǎng)周期穩(wěn)定順行的勢(shì)頭。高妒懸坐料次數(shù)大幅降低(如圖2所示),并首次實(shí)現(xiàn)了低溫季節(jié)3座高爐的同時(shí)穩(wěn)定順行。

為了實(shí)現(xiàn)高妒的整體穩(wěn)定順行,主要采取了以下措施：

(1)強(qiáng)化管理,如成立鐵前技術(shù)辦公室,制訂《鐵前系統(tǒng)關(guān)鍵工序質(zhì)量控制管理辦法》《漣鋼配煤配礦管理制度》《鐵前系統(tǒng)預(yù)警管理辦法》《鐵前外圍保障相關(guān)規(guī)定》等相關(guān)管理文件,調(diào)整分配機(jī)制,對(duì)影響高爐整體穩(wěn)定順行的單位從重考核,最高可達(dá)10萬(wàn)元/次。

(2)對(duì)一些影響高爐順行的關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行了改造,如7號(hào)高爐更換8.9、10段所有的冷卻壁及2塊已損壞的銅冷卻壁,6、7號(hào)高爐槽下振動(dòng)篩改為新型復(fù)頻環(huán)保篩,8號(hào)高爐半圓形溜槽改為矩形溜槽。

(3)學(xué)習(xí)馬鋼長(zhǎng)周期穩(wěn)定順行的經(jīng)驗(yàn),推行高爐體檢制度,經(jīng)多次調(diào)整與完善,業(yè)已形成了一套能夠?qū)Ω郀t爐況變化作出及時(shí)準(zhǔn)確反應(yīng)的制度與機(jī)制,并逐步推廣到了焦?fàn)t、燒結(jié)機(jī)等鐵前其他工序。

2.2   鐵前成本與行業(yè)差距大幅縮小

2017以來(lái),漣鋼加大了成本攻關(guān)的力度,鐵前成本與行業(yè)的差距大幅縮小(見(jiàn)表1)。

漣鋼鐵前成本攻關(guān)措施主要有:

(1)以每周六的鐵前成本攻關(guān)會(huì)為平臺(tái),深入開(kāi)展降低鐵前成本的相關(guān)工作。

(2)從追求局部成本轉(zhuǎn)向追求系統(tǒng)成本,對(duì)一些不計(jì)成本的質(zhì)量要求,或者片面地追求局部成本的思想與觀念進(jìn)行了糾正。

(3)加強(qiáng)鐵前大宗原燃料的性價(jià)比研究,優(yōu)化配煤配礦結(jié)構(gòu),降低配煤配礦成本。

(4)在保證燒結(jié)礦質(zhì)量的前提下,加大FMG粉的使用力度,后又提高了高品位卡粉、進(jìn)口精粉的比例,推廣使用低硫無(wú)煙煤替代焦粉。

2.3  入爐原料質(zhì)量得到改善

主要表現(xiàn)在:

①高爐入爐品位提高,渣鐵比降低。入爐品位從2015年的57.27%提高到2017年的57.97%,最高月份的品位達(dá)到了58.36%。隨著入爐品位的提高,渣鐵比也明顯降低,從2015年的370.94 kg/t降低到2017年的329.37 kg/t。

2燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度大幅提高,篩分指數(shù)顯著降低。轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度從2015年的76.23%提高到2017年的77.64% ,篩分指數(shù)從2015年的5.0%降低到2017年的3.09%。

③焦炭熱強(qiáng)度得到一定提高。2015年漣鋼4.3m焦?fàn)t,6m焦?fàn)t、5.5m焦?fàn)t三條產(chǎn)線的焦炭CSR分別為66.06%、67.08% 、69.60% , CRI分別26.64%、25.73%,、25.00% , 2017年CSR分別66.56%,67,85%,70. 85%, CRI分別為23.25%22.54% ,20.79% ,特別是為漣鋼3200 m高爐提供焦炭的5.5m焦?fàn)t的焦炭熱強(qiáng)度得到了顯著改善。

主要措施:

(1)提高球團(tuán)礦配比,從2015年的4%左右提高到2017年7月的8%以上,在2018年2月更是高達(dá)14.72% ,此外停止使用大寶塊、海南塊等高硅低品位塊礦。

(2)嚴(yán)格控制燒結(jié)配重,將燒結(jié)礦堿度從1.85提高到了1.95以上,生石灰用量由45 kg/t提高到65kg/t以上，利廢物使用量由110kg/t降低到60kg/t以下，同時(shí)提高料層厚度。

（3）大力加強(qiáng)配煤的穩(wěn)定性，焦肥煤配比由50%提高到60%左右,煉焦煤細(xì)度由71%提高到72.5%左右,煉焦煤水分由11.5%降到10.5%左右,減少加熱煤氣倒換,強(qiáng)化焦?fàn)t工藝及加熱參數(shù)的控制等。

2.4  6號(hào)高爐長(zhǎng)壽取得良好經(jīng)驗(yàn)

6號(hào)高爐為國(guó)內(nèi)首座采用EPC總承包建設(shè)的大型高爐,一代爐役壽命14年零2個(gè)多月(無(wú)中修),單位爐容產(chǎn)鐵量12509.7t/m3,創(chuàng)造了國(guó)內(nèi)同類高爐長(zhǎng)壽的先進(jìn)水平。特別是爐役末期,在冷卻壁水管大量破損的條件下,仍維持了2.2以上的較高利用系數(shù)。從停爐后的爐內(nèi)情況來(lái)看,銅冷卻壁壁體都保持得比較好,銅冷卻壁內(nèi)側(cè)的燕尾槽仍保留得比較完整,鑄鐵冷卻壁的整體破損程度尚不嚴(yán)重,爐缸侵蝕最嚴(yán)重之處的炭磚殘存厚度有120mm。

6號(hào)高爐業(yè)已取得的長(zhǎng)壽業(yè)績(jī)無(wú)疑為未來(lái)高爐的設(shè)計(jì)、施工、操作、維護(hù)等提供了良好的可供借鑒的寶貴經(jīng)驗(yàn)。特別爐役末期,在保持高爐安全運(yùn)行的條件下,仍然維持了爐況的長(zhǎng)期穩(wěn)定順行及較高的生產(chǎn)水平。其主要經(jīng)驗(yàn):

(1)制訂周密的護(hù)爐方案及護(hù)爐參數(shù)預(yù)警體系。

(2)加強(qiáng)爐殼及爐襯溫度監(jiān)控,針對(duì)熱流強(qiáng)度相對(duì)較高的爐缸部位陸續(xù)增設(shè)了52個(gè)測(cè)溫?zé)犭娕?并增加了爐缸溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

(3)強(qiáng)化高爐局部冷卻,高爐軟水總流量維持在3900 m3/h以上,末期水量達(dá)到4450m3/h左右,對(duì)部分破損嚴(yán)重的冷卻壁安裝小型冷卻器,加裝了30臺(tái)加壓水泵強(qiáng)化了部分冷卻壁的冷卻。

(4)穩(wěn)定高爐操作,避免各項(xiàng)操作制度的大幅度調(diào)整,將[si]控制到0.47%以上,爐渣二元堿度控制在1.17左右,進(jìn)風(fēng)面積逐步減至0. 3039 m2,同時(shí)嚴(yán)防堵口冒泥、燜鐵口等爐前事故。

(5)不定期添加釩鈦礦,使用釩鈦炮泥護(hù)爐等。

2.5  高爐噴煤實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高效的目標(biāo)

漣鋼高爐煤比2015年為129.45kg/t(其中有6個(gè)月低于130kg/t) ,2016年為133. 12 kg/t(其中有2個(gè)月低于130 kg/t),2017年1-5月為126.11 kg/t(雖低于130kg/t,但波動(dòng)明顯減小),2017年6月一2018年2月為147.65 kg/t(各月均達(dá)到了140kg/t以上),至此,噴煤基本實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定高效的目標(biāo)。

主要措施:

(1)追求合理經(jīng)濟(jì)的煤比。漣鋼高爐在爐況較好時(shí),曾經(jīng)追求過(guò)較高的煤比,如7號(hào)高爐2011年7、8月甚至達(dá)到了200 kg/t以上的煤比。但通過(guò)對(duì)實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)數(shù)據(jù)的分析,得到了噴煤置換比y與噴煤比x的關(guān)系,即y=-3 x 10-5 x x2 + 0.0082x + 0.2432,并結(jié)合各種燃料的價(jià)格推導(dǎo)出了高爐最經(jīng)濟(jì)的噴煤比約為159 kg/t。為此,改變了盲目追求過(guò)高噴煤比的思路。

(2)追求高爐噴煤的穩(wěn)定性。通過(guò)對(duì)漣鋼高爐大量實(shí)際作業(yè)數(shù)據(jù)的深入分析,發(fā)現(xiàn)煤比對(duì)冷卻壁的溫度(特別是銅冷卻壁以上各段冷卻壁溫度)及高爐爐內(nèi)高溫帶的高度具有較大的影響。當(dāng)煤比過(guò)低時(shí),高溫帶位置上移較多;當(dāng)噴煤比過(guò)高時(shí),高溫帶位置可能過(guò)分下移。為此,努力改變歷年來(lái)在負(fù)荷調(diào)節(jié)上,先調(diào)風(fēng)溫再調(diào)煤最后調(diào)焦的操作習(xí)慣,要以穩(wěn)定噴煤比來(lái)達(dá)到穩(wěn)定爐型爐況的目的。

(3)追求噴煤配比的穩(wěn)定性。目前,漣鋼高爐噴吹煤大體按高揮發(fā)分煙煤占比19% ,普通煙煤占比67%,無(wú)煙煤占比14%,要求做到配比基本穩(wěn)定。

3  存在的問(wèn)題

(1)高爐燃料消耗偏高。雖然漣鋼高爐爐況得到較大改善,但高爐的燃料消耗并沒(méi)有得到顯著降低。2015年、2016年、2017年漣鋼高爐燃料比分別為535.69kg/t 、545.65kg/t、551.11 kgt,即使?fàn)t況完全穩(wěn)定順行的2018年1-2月,燃料比還是達(dá)到了534.80kg/t,與爐況頻繁波動(dòng)的2015年相比,幾乎沒(méi)有改善。

(2)高爐煤氣利用率偏低。雖然在高爐布料制度等方面做了許多嘗試,但漣鋼高爐的煤氣利用率普遍不高,特別是6、8號(hào)高爐的煤氣利用率長(zhǎng)期偏低,經(jīng)常僅有40%左右。2015年、2016年、2017年漣鋼高爐煤氣利用率分別為42.41%,、40.55%、40.45%

(3)高爐爐溫控制欠佳。漣鋼高爐在爐溫控制方面做得不夠好,[Si]高且波動(dòng)大。2015年、2016年、2017年漣鋼高爐[Si]分別為0.501%、0.478%、0.529%,硅穩(wěn)定率分別為80.33%、80.50%、74.18%。

(4)高爐風(fēng)溫使用不足。漣鋼高爐受制于爐況的波動(dòng)及熱風(fēng)爐系統(tǒng)的相關(guān)問(wèn)題,風(fēng)溫使用水平高。2015年、2016年、2017年漣鋼高爐風(fēng)溫分別為1135.88℃、1146.94℃、1145.60 ℃。在爐況完全定順行的2018年1-2月,風(fēng)溫基本回歸正常水平達(dá)到了1174.48℃。

4  若干思考及改進(jìn)方向

4.1  若干思考

(1)高爐穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)是什么?入們通常提及的一句話是“七分原料三分操作”。但漣鋼的生產(chǎn)實(shí)踐表明,高爐穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)更多地來(lái)自于“全流程的系統(tǒng)協(xié)同”。高爐穩(wěn)定順行顯然是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,必須從原料采購(gòu)到物流運(yùn)輸,從配煤配礦到焦化、燒結(jié)球團(tuán)、高爐,全流程地構(gòu)建起“以高爐為中心”、各工序與各環(huán)節(jié)穩(wěn)定有序、協(xié)調(diào)同步的機(jī)制;必須從分散管控、各自為政走向集中管控、統(tǒng)籌協(xié)同,從事后被動(dòng)應(yīng)對(duì)走向事前主動(dòng)策劃,從追求各自部門績(jī)效走向追求公司整體績(jī)效。漣鋼組建專門的鐵前技術(shù)辦公室,無(wú)疑使?jié)i鋼高爐朝全流程的系統(tǒng)協(xié)同邁出了重要的一步。

(2)高爐原料改進(jìn)方面。有以下兩點(diǎn):

第一,好的爐況并不一定需要最好的原料。漣鋼這些年來(lái)實(shí)施高品位戰(zhàn)略實(shí)現(xiàn)了爐況的逐步轉(zhuǎn)順,但千萬(wàn)不能把高品位當(dāng)成未來(lái)爐況穩(wěn)定順行的必要條件。一方面高品位戰(zhàn)略不一定可持續(xù),另一方面國(guó)內(nèi)同類型高爐也有以不太好的原料實(shí)現(xiàn)爐況穩(wěn)定順行的實(shí)踐。

第二,漣鋼高爐的原料仍大有改進(jìn)的空間。高爐精料六字方針“高、熟、小、凈、穩(wěn)、勻”中漣鋼充其量只做好了前三個(gè)字,后三個(gè)字還大有文章可做,特別在“穩(wěn)”和“勻”上還急待改善。好的高爐爐況一定需要最穩(wěn)的原料。

(3)高爐爐型維護(hù)方面?？偨Y(jié)漣鋼高爐爐型維護(hù)方面的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn),以下幾點(diǎn)值得重視:

一是要注意區(qū)分是爐墻結(jié)厚還是氣流不足;

二是既要防止?fàn)t墻過(guò)分結(jié)厚,也要防止渣皮頻繁脫落;

三是氣流穩(wěn)定是渣皮穩(wěn)定的根基,切忌頻繁大幅度地改變操作制度造成爐內(nèi)氣流的急劇變化。

(4)高爐裝料制度方面。有以下幾點(diǎn)特別值得

注意:

①裝料制度的調(diào)整應(yīng)多看少調(diào),特別不宜頻繁大幅度地變化。2015年漣鋼7號(hào)高爐多次進(jìn)行取消中心加焦的嘗試,2016年間曾大幅加大邊沿焦炭比例,從最終實(shí)際效果來(lái)看,均沒(méi)有使?fàn)t況得到根性好轉(zhuǎn)。

②不管爐況發(fā)生何種變化,也必須確保邊沿環(huán)帶礦焦比不能過(guò)多過(guò)頻地偏離總礦焦比。從漣鋼7號(hào)高爐多年來(lái)的整體變化來(lái)看,當(dāng)最外1環(huán)的礦焦比偏離6.0、最外2環(huán)的礦焦比偏離7.0較大時(shí),通常就會(huì)意味著爐況的穩(wěn)定性變差。

③布礦角度不宜過(guò)分內(nèi)移,布礦角差也不宜過(guò)小。比如漣鋼7號(hào)高爐最外環(huán)布礦角度最初為47.2°內(nèi)移最大時(shí)甚至到了40°以下,布礦角差最初為12.7°,最小時(shí)甚至較長(zhǎng)時(shí)間處在7°以下。從整體調(diào)整效果來(lái)看,布礦角度的大幅內(nèi)移及布礦角差的大幅縮小,并沒(méi)有使高爐爐況得到改善。

4.2  改進(jìn)方向

(1)以高爐穩(wěn)定順行為中心,系統(tǒng)協(xié)同,進(jìn)一步抓好焦炭與燒結(jié)礦質(zhì)量的穩(wěn)定,同時(shí)強(qiáng)化高爐的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè),減少因操作上的過(guò)大變化帶來(lái)爐況的大幅波動(dòng)。

(2)積極推進(jìn)鐵前大數(shù)據(jù)及高爐集中監(jiān)控平臺(tái)的開(kāi)發(fā)與建設(shè),對(duì)鐵前分散信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一采集、挖掘及利用,提升鐵前系統(tǒng)生產(chǎn)、技術(shù)與管理的整體數(shù)字化、科學(xué)化、智能化水平。

(3)抓好6號(hào)高爐的大修及開(kāi)爐的相關(guān)工作，為高爐各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的后續(xù)改善創(chuàng)造良好條件。 

(4)以改善高爐煤氣利用為重點(diǎn),積極探索與優(yōu)化高爐的裝料制度、送風(fēng)制度等各項(xiàng)制度,使高好煤氣利用狀況實(shí)現(xiàn)較大提升,力爭(zhēng)達(dá)到48%以上。

(5)強(qiáng)化對(duì)高爐爐溫的控制,積極推行低硅治煉,力爭(zhēng)將[Si]降至0.40%

(6)在條件許可的情況下,適當(dāng)考慮高爐富氧。

(7)創(chuàng)造條件,如提高轉(zhuǎn)爐煤氣壓力等手段,進(jìn)一步提高風(fēng)溫,同時(shí)加強(qiáng)高爐使用風(fēng)溫的管理,爭(zhēng)取使風(fēng)溫達(dá)到1 180℃以上。

5  參考文獻(xiàn)

[1] 梁南山、關(guān)于漣鋼7號(hào)高爐經(jīng)濟(jì)噴煤比的研究[J],中國(guó)鋼業(yè),2012(7): 31-34.