蘇愛民

（河鋼集團(tuán)宣化鋼鐵公司， 河北 張家口 075100）

摘 要：通過原燃料質(zhì)量的管理、先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用，高爐在重負(fù)荷、大噴吹、高富氧條件下冶煉規(guī)律的摸索等一系列措施的實(shí)施，以及在優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)、控制徑向合理礦焦比例、優(yōu)化煤氣流提高煤氣利用率和穩(wěn)定熱制度等方面挖掘潛力，實(shí)現(xiàn)了宣鋼公司 1 號(hào)高爐長期的順行穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：高爐低焦比 風(fēng)溫 順穩(wěn)

宣化鋼鐵公司 1 號(hào)高爐于 2008 年 3 月 15 日送風(fēng)點(diǎn)火，到 2018 年底已經(jīng)連續(xù)順行穩(wěn)定生產(chǎn)了 10 年多的時(shí)間，取得了同類型高爐中較好的成績。

1 1 號(hào)高爐焦比情況

1 號(hào)高爐 2018 年 11 月前入爐焦比在 360 kg/t左右，進(jìn)入 12 月后逐步加重焦炭負(fù)荷，焦比逐步降低，至 2019 年 2 月份焦比降至 337 kg/t，如圖 1 所示。

2 干焦配加技術(shù)

宣鋼 1 號(hào)高爐長期順穩(wěn)，最主要的就是干熄焦炭的應(yīng)用。焦炭在高爐冶煉中除了提供大部分反應(yīng)熱量和礦石還原劑，最重要的作用是擔(dān)當(dāng)料柱骨架。隨著宣鋼 1 號(hào)高爐噴煤比提高和焦比降低，對焦炭質(zhì)量提出了更高的要求。為確保高爐有良好的透氣性和透液性，確保爐缸工作均勻、活躍，保障高爐順行，宣鋼 1 號(hào)高爐經(jīng)過幾次焦?fàn)t檢修期間的生產(chǎn)實(shí)踐總結(jié)，逐漸形成了成熟的干熄焦配加方案。在料場存一定數(shù)量的干熄焦，以備遷焦干熄焦生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)生故障或年修時(shí)保高爐干熄焦配比穩(wěn)定。同時(shí)，將干焦比例和焦炭負(fù)荷進(jìn)行對應(yīng)，以保干焦比例發(fā)生變化時(shí)高爐負(fù)荷調(diào)整有章可循^[1]。

3 焦炭質(zhì)量波動(dòng)時(shí)負(fù)荷調(diào)整情況

經(jīng)過幾年生產(chǎn)實(shí)踐，總結(jié)出了焦炭質(zhì)量波動(dòng)對宣鋼 1 號(hào)高爐影響程度的量化指標(biāo)。在日常生產(chǎn)時(shí)，根據(jù)原料管理專業(yè)和生產(chǎn)調(diào)度反饋的信息，確認(rèn)焦炭質(zhì)量發(fā)生波動(dòng)并且在短期內(nèi)無法好轉(zhuǎn)的情況下，宣鋼 1 號(hào)高爐根據(jù)焦炭質(zhì)量對負(fù)荷影響程度，根據(jù)宣鋼高爐制定的“攻守退”措施，提前調(diào)整焦炭負(fù)荷，積極主動(dòng)適應(yīng)外圍條件的變化，保障高爐的穩(wěn)定順行。

4 爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化

通過對宣鋼高爐用燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、塊礦的冶金性能進(jìn)行了系統(tǒng)測試，包括低溫還原粉化性、還原性、荷重軟化性和荷重熔滴性，同時(shí)，對燒結(jié)、球團(tuán)、塊礦按不同比例搭配形成的混合爐料進(jìn)行了冶金性能測試。

5 雨季生產(chǎn)保高爐順穩(wěn)

宣鋼 1 號(hào)高爐采用自然濕度鼓風(fēng)。大氣濕度的波動(dòng)將會(huì)引起風(fēng)口火焰溫度的波動(dòng)，從而影響高爐爐況的穩(wěn)定。宣化地區(qū)冬季與夏季空氣濕度相差較大，最大差別在 18 g/m³ 左右。宣鋼煉鐵技術(shù)人員分析了空氣濕度變化對高爐的影響，將實(shí)際情況與理論計(jì)算進(jìn)行對比分析，采取了定量調(diào)劑的措施來應(yīng)對雨季由于空氣濕度變化對高爐的影響，保證高爐爐況的長期穩(wěn)定順行^[2]。

在雨季生產(chǎn)時(shí)，從爐內(nèi)操作和外圍管理兩個(gè)方面加強(qiáng)管理，保持了雨季生產(chǎn)的高水平穩(wěn)定。爐內(nèi)操作方面主要從穩(wěn)定理論燃燒溫度和動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)生礦比的角度出發(fā)，隨著大氣濕度的增加，積極調(diào)整入爐氧量，維持理論燃燒溫度在 2 080～2 150 ℃之間，有效防止了爐缸虧熱造成爐缸堆積現(xiàn)象的發(fā)生。除此之外，采取動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)生礦比技術(shù)，根據(jù)大氣濕度的變化和爐況的表現(xiàn)，積極調(diào)整生礦比做好適應(yīng)。外圍管理方面主要在雨季加強(qiáng)生礦的篩分工作，并對篩子進(jìn)行了改造，提高篩分效率，加強(qiáng)上料崗位的巡檢工作及時(shí)清理篩網(wǎng)。

6 檢修快速恢復(fù)

通過多次檢修及恢復(fù)的實(shí)踐，總結(jié)出了重負(fù)荷下爐況快速恢復(fù)技術(shù)。生產(chǎn)實(shí)踐表明，恢復(fù)爐況的影響因素主要有以下三點(diǎn)：一是停風(fēng)前高爐的順行狀態(tài)；二是開風(fēng)口速度；三是合理的煤氣分布。因此，為了快速恢復(fù)爐況，必須做好以下幾點(diǎn)休風(fēng)前的準(zhǔn)備工作：確保順行，消除崩料、滑料等異常爐況，使?fàn)t料在高爐內(nèi)保持合理、有序的分布，確保高爐在送風(fēng)后的料柱整體透氣性，有利于形成合理的軟熔帶形狀；休風(fēng)前必須確保爐溫充足，w（Si） 保持在 0.45%以上，物理熱在 1 500 ℃以上；調(diào)整好合理的煤氣流分布和料面形狀。

在以上基礎(chǔ)工作做好的前提下，停復(fù)風(fēng)過程主要做好以下幾點(diǎn)工作：

1）根據(jù)計(jì)劃休風(fēng)時(shí)間采取提前 2 個(gè)班分步退負(fù)荷的方式，退負(fù)荷總量控制在 0.6 左右；

2）提前一個(gè)冶煉周期根據(jù)休風(fēng)時(shí)間長短加入1～4 批附加焦，安排好最后一次出鐵時(shí)間，確保渣鐵排放干凈，附加焦在休風(fēng)時(shí)下達(dá)到爐腹或爐腰部位；

3）盡量晚停煤，一般在減風(fēng)時(shí)才開始停煤，這樣可以保證停風(fēng)時(shí)重負(fù)荷料虧熱，保證了爐缸熱量充足；

4）由于全風(fēng)全氧進(jìn)行捅風(fēng)口作業(yè)存在很大的安全隱患，并影響恢復(fù)進(jìn)度，為了快速恢復(fù)，送風(fēng)時(shí)采取全開風(fēng)口送風(fēng)；

5）配合全開風(fēng)口上風(fēng)快的特點(diǎn)，及早給煤給氧，一般在送風(fēng)后 2 個(gè)小時(shí)內(nèi)給煤，4 小時(shí)內(nèi)回全氧；

6）通過與加風(fēng)的配合保證附加焦在第一次鐵后期發(fā)揮作用，避免了送風(fēng)恢復(fù)過程爐溫由熱→涼→熱的過程，縮短了恢復(fù)進(jìn)程。

從總體裝料制度上來看主要呈現(xiàn)以下幾個(gè)特點(diǎn)：礦石基本維持 4 檔布料，焦炭維持 6 檔布料；堅(jiān)持大礦角、大焦角的方針，逐步將焦炭角度外揚(yáng)，保持合理焦炭平臺(tái)寬度和適宜的中心大漏斗；礦石角度也逐步外揚(yáng)保證中心開放；保證平均礦角大于平均焦角，維持合理的礦角角差，以角差 2°左右較為適宜，保證煤氣中心開、邊緣穩(wěn)的局面；礦焦角差逐步增大，平均礦角和平均焦角存在一定關(guān)系，當(dāng)平均礦角增大的同時(shí)平均焦角也應(yīng)該增大，反之亦然。通過調(diào)整裝料制度實(shí)現(xiàn) 1 號(hào)高爐邊緣發(fā)展的倒 V 型軟熔帶。

7 熱風(fēng)爐自動(dòng)燒爐技術(shù)

高爐生產(chǎn)中風(fēng)溫的提高可以有效的促進(jìn)煤粉燃燒，提高理論燃燒溫度，進(jìn)而替代部分焦炭起到熱源的作用。宣鋼 1 號(hào)高爐隨著噴煤量的加大，勢必會(huì)降低風(fēng)口前理論燃燒溫度。為了保證充足的爐缸物理熱，宣鋼 1 號(hào)高爐高風(fēng)溫實(shí)驗(yàn)也為煤比的提高提供了保障。宣鋼 1 號(hào)高爐熱風(fēng)爐設(shè)計(jì)風(fēng)溫為 1 250 ℃，由于已經(jīng)超過設(shè)計(jì)能力，為保證高風(fēng)溫技術(shù)攻關(guān)的順利開展，安裝了自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)并對熱風(fēng)爐進(jìn)行了仿真研究，在加強(qiáng)對煤氣流的控制、強(qiáng)化中部調(diào)劑，延長爐身壽命。爐身、爐腰及爐腹下部是軟熔帶所在的部位。隨著爐身下部、爐腰、爐腹均采用銅冷卻壁的先進(jìn)冷卻方式，以及采用硬質(zhì)材料壓入，爐身上部又能進(jìn)行噴補(bǔ)等技術(shù)的應(yīng)用，爐身部位壽命有了明顯的改觀。宣鋼在先進(jìn)的爐身冷卻設(shè)備基礎(chǔ)上，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐總結(jié)出了一套高爐強(qiáng)化冶煉條件下對爐身部位的維護(hù)措施。

爐況不穩(wěn)會(huì)產(chǎn)生局部邊緣煤氣流，爐身遇到強(qiáng)大的瞬間局部煤氣流沖擊時(shí)，因來不及交換熱量，爐墻磚襯溫度場必然要發(fā)生大幅波動(dòng)，產(chǎn)生的熱應(yīng)力極易導(dǎo)致磚襯破裂、脫落。改變上部煤氣流二次分布對高爐爐身中上部長壽起到了較為重要的作用，但起決定性影響的因素是爐缸區(qū)域初始煤氣流分布。

長期強(qiáng)化冶煉生產(chǎn)必須要活躍爐缸，使得初始煤氣流分布及中上部煤氣流再分布更加合理。

在爐身下部、爐腰及爐腹部位形成穩(wěn)定的渣皮是高爐最好的致密保護(hù)層。宣鋼高爐注重中部調(diào)劑，通過控制適宜的冷卻強(qiáng)度達(dá)到爐體熱負(fù)荷相對穩(wěn)定，形成一定厚度的渣皮保護(hù)層保護(hù)爐體。

8 效果

通過以上措施，1 號(hào)高爐實(shí)現(xiàn)了長周期穩(wěn)定順 行，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)不斷改善，見下頁表 1。

9 結(jié)論

宣鋼 1 號(hào)高爐通過強(qiáng)化原燃料動(dòng)態(tài)管理和信息化管理，確保原燃料信息的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，研究了調(diào)整后的爐料結(jié)構(gòu)變化為高爐順行帶來的影響，實(shí)現(xiàn)人員和爐況雙掌控。強(qiáng)化原燃料篩分管理工作，為高爐的穩(wěn)定順行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

宣鋼高爐以穩(wěn)定順行為前提，探索了高爐在重負(fù)荷、大噴吹、高富氧條件下的冶煉規(guī)律，通過優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)、探索平坦式布料規(guī)律，控制一次煤氣流的分布、穩(wěn)定熱制度等操作技術(shù)，提高了煤氣利用率， 提高了煤比、降低了燃料比。

參考文獻(xiàn)

[1] 周傳典.高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2002.

[2] 由文泉.實(shí)用高爐煉鐵技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2003.