摘  要  對玉鋼3^#高爐強化冶煉的生產(chǎn)實踐進(jìn)行了總結(jié)。通過加強原料的監(jiān)控和管理，優(yōu)化操作制度，提高風(fēng)溫、富氧、風(fēng)量、頂壓，加強爐前及設(shè)備管理等措施，克服了長期入爐有害元素負(fù)荷高，原料質(zhì)量不穩(wěn)定等不利因素，利用系數(shù)大幅提升。

關(guān)鍵詞  高爐 原燃料 操作 強化冶煉

玉鋼煉鐵廠3^#高爐有效容積為1 080 m³，設(shè)有20個風(fēng)口，2個鐵口，主體裝備為串罐式無料鐘爐頂、皮帶上料、薄壁爐襯、陶瓷杯爐缸結(jié)構(gòu)、軟水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)。2019年1月20日，玉鋼煉鐵廠利用年檢時機(jī)，在原有的基礎(chǔ)上新建了1座卡魯金頂燃式熱風(fēng)爐。復(fù)產(chǎn)開爐后結(jié)合公司“提量、降本、增效”的生產(chǎn)要求，通過嚴(yán)抓原料管理，加強爐前操作和設(shè)備管理，優(yōu)化操作制度，在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上不斷強化高爐冶煉，大幅度提高了高爐利用系數(shù)。

1  加強入爐原燃料的監(jiān)控與管理

2019年1～7月份玉鋼3^#高爐原料的綜合性能指標(biāo)見表1～3。主要特征為：入爐有害元素含量高，特別是堿金屬和Zn負(fù)荷較重；所用燒結(jié)礦粒度偏碎，返礦量大，入爐燒結(jié)礦平均粒度<10 mm的比例達(dá)19.58 %；焦炭和球團(tuán)礦種類多，2019年1～7月份使用的焦炭種類就多達(dá)9種，焦炭的成分性能指標(biāo)見表4。原燃料的冶金性能、成分差異大，且原料庫存不穩(wěn)定，導(dǎo)致高爐改配比、變料次數(shù)頻繁，月均改配比、變料達(dá)15次，即每2天就有一次改配比或變料。因此，必須堅持“粗糧細(xì)吃 ”的思路，做好高爐入爐原燃料的質(zhì)量把控。玉鋼3#高爐采取的主要技術(shù)和管理措施為：一方面加強爐后篩分，通過給料機(jī)控制料流量，控制振動篩料層厚度，控制焦炭、燒結(jié)礦篩分速率<15 kg/s，球團(tuán)礦篩分速率<20 kg/s；加強篩片監(jiān)控管理，對磨損篩片及時更換；嚴(yán)格控制篩分速率和加強班內(nèi)清篩工作，減少入爐粉末保證高爐透氣性。另一方面根據(jù)原料庫存、采購計劃、物理化學(xué)性能合理搭配使用，使用質(zhì)量和數(shù)量相對穩(wěn)定的焦炭作為主打焦，以質(zhì)量、數(shù)量不穩(wěn)定的焦炭作為輔助焦，并加強對燒結(jié)礦粒度測量和焦炭水份測量，根據(jù)變化及時進(jìn)行調(diào)整，減少爐況的波動。并積極與燒結(jié)工序交流溝通，提高燒結(jié)礦堿度和質(zhì)量，增加酸性球團(tuán)礦和進(jìn)口塊礦的使用比例，2019年1～7月份的綜合入爐品位由2018年的54.89 %提高至55.69 %。

表1  玉鋼3^#高爐原料的綜合性能指標(biāo)

表2  燒結(jié)礦的主要物化性能指標(biāo)

表3  燒結(jié)礦的粒度組成

表4  焦炭的成分性能指標(biāo)

2 高爐操作制度的選擇和優(yōu)化

（1）送風(fēng)制度。送風(fēng)制度對煤氣流在爐缸內(nèi)的第一次分布有決定性作用^[1]，送風(fēng)制度與上部裝料制度相適應(yīng)，確保煤氣流熱能利用良好、高爐穩(wěn)定順行并具有一定冶煉強度和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，這樣的送風(fēng)制度即為合理。玉鋼3^#高爐在爐況穩(wěn)定順行基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步強化冶煉，維持適宜的風(fēng)速和鼓風(fēng)動能，入爐風(fēng)量控制在2 670±40 m3/min，風(fēng)速達(dá)到220~240 m/s，鼓風(fēng)動能達(dá)到13 000~15 000 kg.m/s，以保證均勻而活躍的爐缸狀態(tài)。

（2）裝料制度。只有合理的裝料制度，高爐才能在保證長期穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)上強化冶煉，達(dá)到理想的效果。合理的裝料制度應(yīng)與具體原燃料條件相適應(yīng)，玉鋼3^#高爐以“穩(wěn)定邊緣，兼顧中心”為操作思路，2019年開爐后，隨著冶煉進(jìn)程和操作爐型的變化，結(jié)合送風(fēng)制度對高爐布料矩陣和礦批進(jìn)行優(yōu)化和選擇。具體為：在確保形成“平臺+漏斗”布料模式基礎(chǔ)上，進(jìn)一步改善高爐順行程度和提升煤氣利用率，逐步擴(kuò)大布礦布焦檔位并增加邊緣O/C。布料矩陣轉(zhuǎn)變過程為C876543 222221O7654 2221→C98765 22222O8765 2222→C98765 12221O8765 2222并穩(wěn)定，相應(yīng)地，根據(jù)送風(fēng)制度的調(diào)整結(jié)合爐況順行程度，逐步將礦批由29 t/批提高至33.5 t/批。這樣，3^#高爐抓住綜合入爐品位上升的時機(jī)對裝料制度進(jìn)行合理選擇和優(yōu)化，效果顯著：矩陣的調(diào)整改善了煤氣利用和增加順行穩(wěn)定性；礦批、焦批的實際上擴(kuò)大了軟熔帶焦窗的面積，改善高爐料柱透氣性，同時減少了焦炭和礦石混合料的層數(shù)，降低了界面效應(yīng)的影響，使高爐的整體阻損降低，改善了爐內(nèi)透氣性^[2]。高爐不僅保持了穩(wěn)定順行，并且產(chǎn)量接連創(chuàng)新高，技術(shù)指標(biāo)得到改善。

（3）熱制度和造渣制度。對熱制度和造渣制度的選擇要求是渣鐵物理熱量充沛，并有較好的爐渣性能和脫硫能力，玉鋼3^#高爐制定適宜的熱制度、造渣制度，為推行低硅生鐵冶煉創(chuàng)造了條件。高爐日常操作中按照鐵水溫度≥1 450℃、w([Si])0.20～0.45 %、爐渣堿度范圍1.150.02倍來進(jìn)行控制。這樣，在低硅冶煉條件下，爐渣的脫硫能力能夠保持不降。2019年1～7月，玉鋼3#高爐生鐵平均w([Si])0.32 %，鐵水平均溫度達(dá)到1 482 ℃，在高硫負(fù)荷條件下，脫硫系數(shù)Ls仍達(dá)到36以上；生鐵平均w([S])0.032 %，w([S])≤0.050 %達(dá)到98.5 %。達(dá)到了活躍爐缸的目的，整體上爐缸工作狀態(tài)良好，熱量均勻充沛。

3 高爐強化冶煉技術(shù)應(yīng)用

3.1高風(fēng)溫                   

玉鋼3^#高爐所配卡魯金頂燃式熱風(fēng)爐，其工藝采用高爐煤氣摻燒高發(fā)熱值轉(zhuǎn)爐煤氣，空氣、煤氣雙預(yù)熱，廢氣余熱回收利用等技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡單、燃燒效率高、蓄熱能力強、溫度分布比較均勻、熱工特性良好、送風(fēng)風(fēng)溫高等優(yōu)點。在高風(fēng)溫、高風(fēng)壓、高富氧的情況下，送風(fēng)系統(tǒng)一度出現(xiàn)了局部過熱、發(fā)紅等現(xiàn)象，經(jīng)過灌漿、澆筑等手段，逐步解決熱風(fēng)系統(tǒng)的安全隱患，為提高風(fēng)溫、強化冶煉措施提供了安全保障。隨著2019年3月8日4^#熱風(fēng)爐的投入使用，充分發(fā)揮4座熱風(fēng)爐的優(yōu)勢，優(yōu)化熱風(fēng)爐操作制度，采用交叉并聯(lián)送風(fēng)，風(fēng)溫由1 180 ℃逐步提高并穩(wěn)定至1 230 ℃。風(fēng)溫的提高不僅提高了冶煉強度，帶入爐缸更多的物理熱量，使鼓風(fēng)具有更大的動能，利于活躍爐缸中心，同時改善了煤粉噴吹效果。

3.2高頂壓、大風(fēng)量和高富氧

增加風(fēng)量和提高富氧率是高爐實施強化冶煉的最積極因素^[3]，提高頂壓有利于降低壓差、改善透氣性，同時也利于高爐接受更大風(fēng)量和改善煤氣利用。2019年3^#高爐開爐后，隨著爐況的穩(wěn)定逐步提高冶煉強度，歷程為：3月份，風(fēng)壓由0.315 MPa提高至0.327 MPa，頂壓由0.158 MPa提高至0.170 MPa, 富氧由8 000 m³/h加至9 000 m³/h，富氧率提高至4.52 %；4月份，風(fēng)壓提高至0.340 MPa，頂壓高達(dá)0.183 MPa，富氧加至9 500 m³/h；5月份，富氧加至10 000 m³/h，高爐富氧率達(dá)到5.0 %以上；至6月份，平均風(fēng)量提高至2 708 m³/min，日產(chǎn)高達(dá)到4 210 t，月均利用系數(shù)達(dá)到3.67 t/(m³.d)。

3.1加強爐前出鐵管理，強化出鐵

針對冶煉強度增加產(chǎn)量提高造成的鐵口維護(hù)難度增大、爐前工作量增加，3^#高爐進(jìn)一步規(guī)范爐前操作和加強爐前溝壩維護(hù)，從炮泥的使用、打泥量、鐵口深度、角度、鉆頭直徑大小、出鐵間隔和時間等對出鐵質(zhì)量有影響的因素均作了相應(yīng)明確的規(guī)定，并加大對潮鐵口出鐵、鐵口跑泥等開、封爐門異常情況的考核力度。實踐中根據(jù)具體情況選用合適的鉆頭，控制鐵口深度2.8～3.1 m，出鐵爐次17～18次/天，從生產(chǎn)實踐看，保證了渣鐵排出速度大于生成速度，實際出鐵量與理論出鐵量之差控制到了5 %以內(nèi)，有效避免了渣鐵排不盡對高爐爐外、高爐冶煉行程和爐內(nèi)操作的不利影響，為強化冶煉下爐況穩(wěn)定提供了有力的保障。

3.2強化設(shè)備管理

設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定運行是高爐順行實現(xiàn)強化冶煉、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，玉鋼3^#高爐以設(shè)備運行“零故障”為目標(biāo)，強化設(shè)備基礎(chǔ)管理，推進(jìn)設(shè)備精細(xì)化管理。不斷深化設(shè)備包機(jī)點檢制，優(yōu)化設(shè)備檢修周期，提高設(shè)備運行水平，將設(shè)備故障由事后搶修向預(yù)防檢修方向推進(jìn)。堅持以日常點檢、包機(jī)到人、責(zé)任到人為中心，落實關(guān)鍵設(shè)備的隱患排查和管理維護(hù)工作。避免因設(shè)備故障造成的空料、慢風(fēng)和非計劃休風(fēng)，安全、有序、高效的組織高爐生產(chǎn)，保持單系統(tǒng)生產(chǎn)的穩(wěn)定順行。2019年1～7月，玉鋼3^#高爐實現(xiàn)慢風(fēng)率為零，累計休風(fēng)率僅為0.79 %，與2018年同比下降2.01 %。

4  強化冶煉的效果

玉鋼3^#高爐通過嚴(yán)把高爐入爐原料質(zhì)量關(guān)，對高爐基本操作制度和主要冶煉參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化選擇，充分發(fā)揮出4座熱風(fēng)爐的優(yōu)勢，應(yīng)用高風(fēng)溫技術(shù)，并提高富氧、風(fēng)量、頂壓操作，加強爐前出鐵和設(shè)備管理，實現(xiàn)了高爐強化冶煉下的長周期穩(wěn)定順行。2017～2019年7月，玉鋼3^#高爐的主要技術(shù)指標(biāo)和控制參數(shù)見表5。

表5  玉鋼3^#高爐主要技術(shù)指標(biāo)和控制參數(shù)

注：2018 年12 月 23 日至2019年1月20日停爐年檢。

5  結(jié)語

（1）通過加強原燃料的監(jiān)控和管理，加強篩分過程控制，建立原燃料質(zhì)量和高爐爐況發(fā)展進(jìn)程、參數(shù)控制跟蹤管理分析制度，積極應(yīng)對原燃料品種變化和質(zhì)量波動，為高爐強化冶煉打下了堅實的基礎(chǔ)。

（2）保障熱風(fēng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定的生產(chǎn)，是保障高風(fēng)溫的基礎(chǔ)，也是保障高爐強化冶煉的基礎(chǔ)，實現(xiàn)高風(fēng)壓、大風(fēng)量、高富氧，是進(jìn)一步提高高爐強化冶煉的有效途徑。

（3）在摸索、改善、進(jìn)一步提高強化冶煉的過程中，始終堅持“上穩(wěn)下活”的操作方針，將爐缸活躍放在首位。結(jié)合高爐內(nèi)、外部的各種條件變化，優(yōu)化操作制度，安全順暢的排放渣鐵，保證了爐缸良好的工作狀態(tài)和爐況的長周期穩(wěn)定順行。

（4）強化設(shè)備管理，保障設(shè)備平穩(wěn)運行，是高爐實現(xiàn)強化冶煉的物質(zhì)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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