路鵬
（河鋼集團宣鋼公司煉鐵廠，河北 宣化 075100）
摘 要： 對宣鋼 1 號高爐爐役后期穩(wěn)定生產(chǎn)實踐進行了總結(jié).通過提升原燃料質(zhì)量、縮小風口面積、使用長風口、優(yōu)化布料矩陣、采用大礦批，量化爐前出渣鐵管理等措施實現(xiàn)了爐役后期的穩(wěn)定生產(chǎn)及指標提升。
關(guān)鍵詞：爐役后期；原燃料；風口面積；布料矩陣
0 引 言
宣鋼 1 號高爐 （2 500 m3） 于 2008 年 3 月 15日建成投產(chǎn)，設(shè)計爐齡 15 年，至 2018 年 3 月已在線生產(chǎn) 10 年，單位爐容產(chǎn)量 7 764 t/m3，高爐已進入爐役后期. 高爐設(shè)備老化，3 個鐵口附近區(qū)域爐缸碳磚溫度階段性大幅度升高， 其中 1# 鐵口區(qū)域爐缸碳磚溫度 T559 最高達到 563 ℃；高爐爐身中、上部冷卻壁水管破損增加， 漏水冷卻壁共計 16 塊，22 根水 管；熱風爐蓄熱室和格子磚渣化嚴重導致風溫水平偏低，平均風溫 980 ℃左右，這些因素都影響著高爐穩(wěn)定順行和強化冶煉。
1 穩(wěn)定生產(chǎn)措施
針對 1 號高爐爐役后期不穩(wěn)定生產(chǎn)狀態(tài)，廠及作業(yè)區(qū)煉鐵技術(shù)人員通過轉(zhuǎn)變操作理念， 調(diào)整下部送風制度，優(yōu)化上部裝料制度等一系列措施，實現(xiàn)了高爐長周期穩(wěn)定順行， 達到了自開爐以來最好的生產(chǎn)狀態(tài)， 實現(xiàn)了日平均風量 5 100 m3/min， 產(chǎn)量 6 000 t/d 以上的良好業(yè)績。
1.1 提升原燃料質(zhì)量
精料是高爐煉鐵的基礎(chǔ)， 是高爐生產(chǎn)順行、指標先進、節(jié)約能耗的基礎(chǔ)和客觀要求[1]。在鋼鐵企業(yè)實施低成本戰(zhàn)略的今天，在條件允許范圍內(nèi)，不斷提高原燃料質(zhì)量水平，對高爐長期穩(wěn)定及指標改善仍然起著至關(guān)重要的作用。
1.1.1 提高燒結(jié)礦品位
降低燒結(jié)礦 SiO2 含量，燒結(jié)礦 SiO2 由 5.6 %逐 步下調(diào)至 5.2 %左右，燒結(jié)礦品位由 53.7 %上升至56 %左右，如圖 1 所示。在低硅條件下，為減小對燒結(jié)質(zhì)量影響，通過實施厚料層低碳燒結(jié)，優(yōu)化外粉配礦等措施，提高燒結(jié)生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定性.燒結(jié)品位提高為高爐提高產(chǎn)量，降低焦比創(chuàng)造了條件。
1.1.2 提高球團礦質(zhì)量
通過增加在線水分檢測和自動加水控制，實現(xiàn)了造球前混合料水分在線檢測和精準的水分控制，提高了生球質(zhì)量和成球率，避免了人工調(diào)整的滯后性，提高生球質(zhì)量穩(wěn)定性；通過配加干返料、改進粘結(jié)劑質(zhì)量和均勻性、降低預熱段溫度等多項技術(shù)改進，建立關(guān)鍵參數(shù)受控臺賬，多次修訂主要工藝參數(shù)控制標準，不斷優(yōu)化各環(huán)節(jié)溫度風量配置，使球團礦在三大主機內(nèi)得到充分氧化， 降低 FeO 含量。球團礦 FeO 含量平均降低至 2 %以下， 抗壓強度平均達到 2500 N/個球。
1.1.3 焦炭控灰降硫
2017 年自產(chǎn)焦炭逐步實施降硫方案， 高硫煤配比由 8 %降至 4 %，配加低硫焦煤新資源 15 %， 焦炭含硫由 0.90 %降至 0.83 %.同時精細配煤，合理調(diào)整用煤礦點，控制焦炭灰分不超 13.0 %。
1.2 縮小風口面積、加長風口長度、提高風速及鼓風動能
高爐爐缸活躍是爐況順行穩(wěn)定、改善煤氣利用率、冶煉低硅生鐵的關(guān)鍵.打通中心的下部調(diào)劑手段通常是縮小風口以提高風速，其實更有效的措施是換用長風口[2].通過與其他企業(yè)高爐對標中發(fā)現(xiàn)，宣鋼高爐風口長度偏短，為了加強中心氣流和減輕鐵水環(huán)流對爐缸側(cè)壁的沖刷，2017 年底開始嘗試將風口長度由 585 mm 加長到 615 mm，至 2018 年 7 月高爐 30 個風口長度由 585 mm 全部調(diào)整為615 mm， 同時風口面積由 0.330 3㎡逐漸縮小至0.326 6㎡，風口調(diào)整見表 1。
采用長風口后回旋區(qū)深度的擴大，加快了爐缸死料柱的置換，提高了高爐下部透氣性和透液能力，爐缸側(cè)壁溫度得到一定程度的緩減。2018 年 1～9 月份爐缸側(cè)壁溫度總體趨于穩(wěn)定，側(cè)壁溫度高點沒有突破前期最高值，沒有因爐缸側(cè)壁溫度高影響高爐生產(chǎn)。
1.3 優(yōu)化裝料制度，改善煤氣流分布
1 號高爐自 2012 年開始一直采用 “平臺+漏 斗”布料模式，無中心焦，靠漏斗深度而不是中心焦保證中心氣流[3]。高爐長期中心顯弱，抗波動能力小，為進一步強化中心氣流，匹配下部風口調(diào)整，上部布料矩陣由礦石 5 環(huán)改為 4 環(huán)，角差由 10°調(diào)整 為 7°， 邊緣礦石布料圈數(shù)由 3.5 圈增加至 4.5 圈， 中心小焦角由 27°縮小至 25°，收窄布料平臺寬度， 加深了漏斗深度，最終中心氣流得到加強，同時也穩(wěn)定了邊緣氣流，2018 年 1～12 月份， 高爐爐體熱負荷平穩(wěn)，穩(wěn)定在 85 500～100 000 MJ/h 之間，有效地減少了由于熱負荷大幅度波動導致冷卻壁水管燒漏的現(xiàn)象. 其爐體熱負荷實踐前后變化趨勢如圖 2 所示。
礦批的擴大一方面增加焦窗厚度，另一方面也減少了混合料層的界面效應，很好地抵消了大風量帶來的高壓差效應，使高爐阻損降低有利于爐況的穩(wěn)定.同時，礦批的擴大對穩(wěn)定料面平臺及改善煤氣利用也起到良好的效果[4]。1 號高爐礦批由之前的63 t 逐步擴大到目前的 69～70 t， 保證了在后續(xù)重負荷過程中保持焦層厚度不減甚至有所增加，提高了料柱透氣性，穩(wěn)定氣流，優(yōu)化了爐內(nèi)氣流的二次分布，改善了煤氣利用率。
1.4 提高爐頂壓力
壓力的提高加快了氣體的擴散和化學反應速度，有利于化學反應的進行.提高爐頂壓力，煤氣體積縮小，在風量大致不變的情況下，煤氣在爐內(nèi)停留時間延長，增加了礦石與煤氣的接觸時間，有利于礦石還原.有礙硅還原反應進行，因而高壓操作有利于降低生鐵含硅量，有利于獲得低硅生鐵[5]。1 號高爐爐頂壓力由 225 kPa 逐步提高至235 kPa，維持壓差≤170 kPa，減緩了爐內(nèi)煤氣流速， 進一步改善了爐況順行和提高了煤氣能量利用，發(fā)展爐內(nèi)間接還原，抑制直接還原，減少爐塵吹出量，為低硅冶煉及穩(wěn)定爐溫創(chuàng)造條件，進而實現(xiàn)爐況的穩(wěn)定。
1.5 選擇合理的熱制度及造渣制度
熱制度是在高爐操作工藝制度上控制爐內(nèi)熱狀態(tài)的方法，是爐況穩(wěn)定順行的根本，特別是爐缸物理熱[6]。目前1號高爐采取 “高物理熱，低化學熱”的操作方針，在確保充足的渣鐵物理熱和流動性的前提下，控制鐵水溫 1 490～1 510 ℃，適當降低生鐵含硅量，使其穩(wěn)定在 0.25 %～0.40 %之間。
作業(yè)區(qū)量化爐溫管理，三班統(tǒng)一操作，注重細節(jié)，減少因人為操作所導致的不利因素，維持爐溫、料速、風量的穩(wěn)定性和連續(xù)性.高爐爐溫受控率穩(wěn)定在 93 %以上， 生鐵含硫一級品率 97 %以上，不僅為高爐穩(wěn)定順行奠定了基礎(chǔ)，也為煉鋼品種鋼冶煉和成本降低創(chuàng)造了條件。
1.6 量化爐前出渣鐵管理
爐役后期，實際爐容擴大，加之高爐冶煉強化，產(chǎn)量提高，按時出凈渣鐵，是確保爐況穩(wěn)定順行和強化冶煉的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[7]。爐前渣鐵節(jié)奏必須與下料及冶煉進程相適應，規(guī)范爐前出鐵操作，細化出鐵指標管理。
控制日出鐵次數(shù) 12～15 爐次，鉆頭直徑以 60 mm為主，55 mm 為輔.鐵流 速 不 低 于 4.6 t/min，鐵口深度 2.7～3.2 m，正常爐況條件下每次出鐵間隔時間不超過 15 min，而且堵口距下渣時間不能超過1 h，否則考慮 2 個鐵口重疊出鐵，以便于及時出凈渣鐵，防止因渣鐵排放不及時引起爐內(nèi)憋風、減風。
爐前穩(wěn)定三班打泥量，結(jié)合渣鐵排放及爐內(nèi)渣鐵溫度趨勢進行調(diào)整，打泥時間控制 4～6 s，要求打泥穩(wěn)定率 90 %以上。
2 效 果
經(jīng)過調(diào)整，宣鋼 1 號高爐不僅實現(xiàn)了爐役后期長周期穩(wěn)定順行， 同時在風溫水平較 2017 年降低77 ℃的不利條件下，2018 年其它經(jīng)濟技術(shù)指標有了較大的改善，實踐前后指標對比見表 2。
3 結(jié) 語
1）役后期的高爐實際內(nèi)型直徑變大，高徑比減小，下部通過適當縮小風口面積，加長風口長度，吹透中心，保證爐缸活躍是爐況穩(wěn)定的關(guān)鍵。
2）爐役后期裝料制度調(diào)整上保證充足穩(wěn)定的中心氣流，適當抑制邊緣氣流，實現(xiàn)煤氣流的穩(wěn)定控制是實現(xiàn)高爐減少冷卻壁損壞和爐況穩(wěn)定的重點工作。
3）熱風爐蓄熱室和格子磚渣化嚴重導致風溫水平偏低，影響高爐燃料消耗的進一步降低。
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