范 磊
（廣西柳州鋼鐵集團有限公司， 廣西 柳州 545002）
摘 要：對柳鋼 2 650 m3 高爐制約強化冶煉的因素進行分析，發現高爐原燃料質量不穩定、操作爐型不合理是 其重要因素。通過加強原燃料管理、調整操作制度等一系列措施，摸索出高強度冶煉下高產操作模式，鐵水產量 不斷刷新紀錄，2018 年鐵水平均日產 6 747 t，創造開爐以來最好水平。
關鍵詞：高爐；強化冶煉；操作實踐
2 號高爐于 2012 年 9 月 3 日開爐投產，有效容積 2 650 m3 ，年產生鐵230 萬 t。車間堅持“穩生產， 控成本，求創新，強管理，重文化，促立人”的十八字工作思路，落實好“以焦定產，定產降焦，降焦增產” 十二字生產組織策略，近幾年總體保持了生產的均衡穩定，通過對制約高爐強化冶煉的因素分析，摸索出 2 650 m3 高爐高強度冶煉下高產操作模式，為大高爐提產操作積累了一些經驗。
1 制約高爐強化冶煉的因素
1.1 原燃料質量不穩定
1.1.1 原料方面
燒結礦的RDI（低溫還原粉化指數）長期偏高， 尤其是進入2017 年 6 月份之后，RDI 偏離≤25%的控制范圍，抽查最高達到29.02%，燒結廠采取提高FeO、MgO、外配高硅粉等措施來降低RDI，其 中 w（FeO）由之前的 8.5%提高到9.0%、w（MgO）由 1.95%提高到 2.10%，直到 10 月中旬 RDI 才達到控制范圍內，見圖1。
1.1.2 燃料方面
2017 年 3 月下旬至 4 月中旬，焦炭含 S 高且各班波動大，兩個班之間焦炭S含量（質量分數）波動值維持0.2%左右。焦炭含硫量的大幅波動造成入爐硫負荷波動，高爐需頻繁調節燒結比來保證鐵水質量，使得爐料的軟熔性能也出現波動，引起軟熔帶上下移動容易引起爐墻結厚。進入 6 月，因二焦干熄焦 檢修，造成 M10 大幅下降，抽檢最高達到 7.5%，M40 最低不足 84%。9 月份，因一類1/3 焦煤斷料和一類主焦煤不足，焦炭熱強度呈下滑趨勢，直到 10 月中旬， 焦炭各項性能才有所改善，詳見圖2 和圖 3。根據統計，2017 年焦炭反應后強度CSR 檢驗次數總共53 次，焦炭CSR 在 60%以上有 47 次，檢測達標率88.7%。
噴吹用煤的品種較多且有些煤種儲存量不夠，導致噴煤結構調整頻繁。部分噴吹用煤燃燒性和反應性偏低，風口存在結焦或堵槍現象，影響高爐噴煤的均勻性和穩定性，同時未燃煤粉與CO2 發生熔損反應變弱，致使大量固相的未燃煤粉卷入初渣中，在渣中形成了非均勻相，從而強烈地影響了爐渣的黏度[1]，高爐軟熔帶的透氣透液性及渣鐵流動性變差，加劇爐況波動，制約高爐進一步強化冶煉。
1.2 操作爐型不合理
2017 年，高爐風口長度存在 670 mm×Φ115 mm 和 560 mm×Φ118 mm 兩種類型，風口長短不一直接影響到初始氣流分布的均勻性和合理性，容易造成氣流偏行，影響合理操作爐型的形成，在后期調整中，中心氣流不容易打開，加上對冷卻壁溫度下降未引起足夠的重視，導致渣皮頻繁脫落燒損風口小套。
2 采取措施
2.1 加強原燃料管理
俗話說“七分原料，三分操作”，精料是強化冶煉的基礎。適時監控入爐的原燃料質量情況，通過微信交流平臺及時進行信息分享與反饋，并重點從以下幾方面改善原燃料性能。
1）降低入爐有害元素，尤其是堿金屬和鋅，控制其負荷分別≤3.5 kg/t、≤0.5 kg/t。
2）穩定焦炭質量，保證焦炭的冷熱強度達標，以確保焦炭在爐內的骨架作用。
3）穩定噴吹煤結構，少用高硫煤或燃燒性和反應性不好的煤種，保證煤粉在風口帶完全燃燒，降低未燃煤粉在爐內的殘留。
4）加強爐料的篩分管理，制定了篩網使用、控制和檢查更換制度，并建立臺賬，達到控制焦炭和燒結篩分速度分別為≤25 kg/s 和≤28 kg/s，從而確保入爐燒結礦＜5 mm 的粒度所占比例在5%以內。
5）做好混料工作，通過控制斗門大小、放料順序、報警提示等手段實現燒結、球團、塊礦、焦丁均勻混合。
2.2 調整操作制度
2.2.1 熱制度
爐溫直接反應爐缸工作的熱狀態，冶煉過程中控制充足而穩定的爐溫，是保證高爐穩定順行的基本前提。面對原燃料質量不穩定，高爐爐溫按0.50%～ 0.65%進行控制，提高爐缸熱量儲備增強爐況抗波動能力，同時物理熱也保證在1 500 ℃以上。
2.2.2 造渣制度
造渣制度應適合于高爐冶煉要求，有利于穩定順行，有利于冶煉優質生鐵。2018 年，考慮到鐵水流動性和排堿的需要，爐渣堿度進行下調 0.05，控制1.10～1.15，同時鐵水中硫的質量分數控制在 0.020% 到 0.040%之間。此外，為降低堿金屬危害進行常態化排堿，每周進行堿平衡計算，檢驗排堿效果。
2.2.3 送風制度
風口是煤氣的發源地，對初始氣流分布起著重要支配作用，確定合理風口面積，是維持較高風速和適宜鼓風動能，確保吹透中心，實現合理的下部操作制度的關鍵[2]。2017年，逐步統一風口尺寸為560 mm× Φ118 mm，風口面積較之前增大0.016 5 m2 ，為增加風量和氧量提供了條件，風量由 4 800 m3 /min 提高到 4 950 m3 /min，富氧率由 3.3%提高到 3.6%，標準風速和鼓風動能均相應增大，有利于吹透爐缸中心，減少死焦堆。同時對于一些上翹嚴重的中套，利用年修的機會進行更換，達到圓周氣流和操作爐型穩定的目的。
2.2.4 裝料制度
本著“高爐穩定靠中心氣流，指標靠適當的邊緣氣流”的思路，礦石平臺寬度和中心焦量保證是這次主攻方向。2017 年 7 月，高爐通過程序成功控制焦炭放料，該程序實現溜槽布完倒數第二個焦角時關閉料流避免焦炭落到環帶，溜槽到達最低焦角再重新打開料流布料，能夠最大限度地把焦炭布到中心，量化中心焦炭量。中心焦量保證后，增強了中心氣流的強度和力度，根據加入10%的中心焦時，煤氣利用率降低3.17%，當加入 20%的中心焦時，煤氣利用率降低 6.34%[3]，為兼顧煤氣利用率情況，通過不斷實踐，焦炭制度K404383352322291261131 能夠長期使用。
礦石平臺寬度調整經歷時間較長，總體思路是當壓量關系緊張時，礦石平臺搓堆減環；當壓量關系適當時，礦石平臺拉寬增環。2017 年，礦焦基本呈負-1°，礦石平臺寬度在8°，礦批66 t 左右。進入 2018 年，開始嘗試同角布料，以裝料制度P38336334332230 2K404383352322291261131 作為基礎，不斷尋找合理的礦石平臺。
先使用制度P401383363342322302 進行實踐，觀察高爐參數變化情況，爐況接受后有步驟地擴大批重，并觀察十字測溫邊緣溫度變化，出現溫度大于150 ℃，及時采取壓邊措施，在保證礦石平臺寬度基礎上增加最外環礦石圈數，最終形成裝料制度 P402383363343322302K404383352322291261131，批重 70 t，負荷 4.50～4.60。
2.3 強化出鐵管理
日常操作中，爐前渣鐵的排放是否及時，直接關系到爐況順行和技術經濟指標的提升。隨著產量不斷提高，爐前出鐵模式做了相應調整：確定1 號、3 號鐵口作為主出鐵口，2 號鐵口備用，并嚴格控制修溝時間在3天以內；量化爐前操作，開鐵口鉆頭由50 mm 變為55 mm 或 60 mm，打泥量由2.5 格調整為3.0格，控制出鐵間隔在15 min 以內。此外，加強與外圍的溝通，為高爐生產創造良好的外部環境，通過與運輸溝通，爐前拉對罐時間間隔較之前縮減5 min，極大地減少帶鐵堵口次數。
3 實施效果
通過對制約高爐強化冶煉因素進行調整，取得較好實施效果。2018年高爐平均日產大幅上升，其中 11 月創造平均日產7 201 t 的好成績，其他各項指標也有不同程度進步，見表1。
4 結論
1）高爐強化冶煉是一個系統工程，需要多方面分析制約的因素，措施要有針對性。
2）原燃料質量與高爐強化冶煉息息相關，高爐只有先解決原燃料穩定問題，才能為強化冶煉創造條件。
3）強化冶煉過程中合理氣流是關鍵，上下部調劑要匹配，下部是基礎，上部是保證，操作實踐時要盡量穩定焦炭平臺，調整好礦石平臺，同時配以大風量、大富氧，使得兩道氣流合理分配。
參考文獻
[1] 周傳典，主編.高爐煉鐵生產技術手冊[M].北京：冶金工業出版社，2012：388.
[2] 孟令君.濟鋼煉鐵技術管理的進步[J].煉鐵，2014（2）：24- 28.
[3] 騰召杰，程樹森，趙國磊，等.高爐中心加焦對氣流分布及煤氣利用的影響[J].鋼鐵研究學報，2014（12）：9- 14.