萊鋼1880m3高爐爐役后期經(jīng)濟冶煉實踐

王尚東

（萊蕪鋼鐵集團有限公司 銀山型鋼煉鐵廠，山東 萊蕪271104）

萊鋼1880m3高爐爐役后期經(jīng)濟冶煉實踐

王尚東

（萊蕪鋼鐵集團有限公司 銀山型鋼煉鐵廠，山東 萊蕪271104）

萊鋼兩座1880m3高爐均處于爐役后期，操作上通過大量使用長風(fēng)口，上部調(diào)整裝料制度，并不斷開發(fā)爐料平鋪技術(shù)，高爐順行情況不斷改善，實現(xiàn)了經(jīng)濟冶煉的目標，配料焦比降低了26 kg/t，燃料比降低7 kg/t，生礦比例提高8.4%，年創(chuàng)效益4000萬元以上。

高爐；爐役后期；經(jīng)濟冶煉；爐料

1 前言

萊鋼兩座1880m3高爐分別于2004年6月和2005年2月投產(chǎn)，至今已安全運行了十余年，均已進入爐役后期，期間未進行過爐缸大修。按業(yè)界傳統(tǒng)觀點，爐齡8～12 a為中等壽命，12 a以上則屬于長壽高爐。萊鋼型鋼煉鐵廠通過不斷優(yōu)化高爐各項操作制度和加強各個方面的管理，最終實現(xiàn)爐役后期安全、穩(wěn)定順行、經(jīng)濟冶煉的效果。

2 護爐操作

因鋼鐵行業(yè)持續(xù)不景氣，從2011年11月開始高爐限產(chǎn)操作，入爐風(fēng)量從正常的4300m3/min逐步降到3750m3/min，產(chǎn)量從日產(chǎn)5300 t以上降到4400 t左右，產(chǎn)能只有原設(shè)計水平的80%。在限產(chǎn)過程中，采取了堵風(fēng)口、加襯套、使用小風(fēng)口等措施，爐缸均勻活躍性下降，爐缸二層側(cè)壁溫度階段性地出現(xiàn)上升現(xiàn)象，對高爐爐役后期的安全運行產(chǎn)生嚴重威脅。

為實現(xiàn)高爐長壽的目標。型鋼煉鐵廠通過不斷調(diào)整，優(yōu)化1880m3高爐的送風(fēng)制度和裝料制度，抑制邊緣，發(fā)展中心，在低冶強條件下減少鐵水環(huán)流對爐缸的沖刷，穩(wěn)定了爐缸側(cè)壁溫度。

2.1 大量使用長風(fēng)口

合理的爐內(nèi)煤氣流分布和良好的爐缸活躍性，有利于高爐爐缸高效長壽。爐缸主要受鐵水流動沖刷，渣鐵化學(xué)侵蝕，鐵水、堿金屬、鋅對磚的滲透及熱沖擊。在爐缸耐材表面形成一層持久的保護層非常重要，該保護層就是穩(wěn)定的渣鐵凝固層。爐缸鐵水環(huán)流對爐缸的侵蝕是導(dǎo)致爐缸燒穿的根本原因，尤其是不均衡侵蝕。操作控制上，主要通過中心加焦來發(fā)展中心，抑制邊緣。結(jié)合用小風(fēng)口、堵風(fēng)口、加襯套降低冶煉強度，配加鈦球、控制好生鐵成分等措施，來保證爐缸耐材和鐵水之間的保護層不會變薄或者消失，以延緩爐缸的被侵蝕速度，把側(cè)壁溫度控制在安全范圍之內(nèi)?？s小風(fēng)口面積后，經(jīng)過調(diào)整實際風(fēng)速可以維持不變。但由于限產(chǎn)、風(fēng)量降低，鼓風(fēng)動能大幅下降，回旋區(qū)和燃燒帶縮小，造成邊緣氣流及鐵水環(huán)流難以控制，影響爐缸側(cè)壁溫度的穩(wěn)定。

萊鋼1880m3高爐原使用φ120mm×500mm的風(fēng)口，風(fēng)口面積縮小后，風(fēng)口長度未變。至2015年底，2座1880m3高爐各自增加了10個長度520mm的風(fēng)口。進入2016年后，2座1880m3高爐逐步增加長度520mm的風(fēng)口的使用數(shù)量。2016年11月，2座1880m3高爐風(fēng)口全部改為長風(fēng)口。隨著長風(fēng)口的大量使用，在中心加焦基礎(chǔ)上進一步發(fā)展中心，抑制了邊緣氣流，減輕了爐缸鐵水環(huán)流對碳磚的沖刷侵蝕，使高爐長壽成為可能。當前，2座高爐二層側(cè)壁溫度在140℃以下穩(wěn)定運行，未再突破歷史高點。近2 a來，有時甚至因為側(cè)壁溫度低而臨時取消鈦球的配加。

2.2 調(diào)整裝料制度

萊鋼2座1880m3高爐入爐品位在56%左右，上部裝料制度一直使用“大礦批+中心加焦”的技術(shù)，基本使用相同的裝料制度。由于風(fēng)量小，鼓風(fēng)動能低，中心氣流弱。為發(fā)展中心，抑制邊緣，減輕鐵水環(huán)流，中心加焦比例基本在30%以上。但中心加焦數(shù)量太多容易造成中心氣流不集中，消耗高。中心不集中的表現(xiàn)主要是十字測溫次中心溫度高于中心點的溫度，見圖1。兩個第6點在300℃以上，最高點不在中心8點上，而在第7點上。同時，中心不集中的另一個表現(xiàn)是休風(fēng)后觀察爐頂料面中心鼓包大。

在采用長風(fēng)口的基礎(chǔ)上，通過不斷調(diào)整裝料制度，最終形成了布料矩陣。實行錯檔位布料后，第6點降低到200℃左右，第7點降低到400℃左右，中心氣流趨于集中，形成規(guī)則的煤氣流分布。

圖1 十字測溫棒圖

3 經(jīng)濟冶煉

3.1 開發(fā)爐料平鋪技術(shù)

在經(jīng)濟冶煉、低成本生產(chǎn)方面，除了配加經(jīng)濟爐料，降低入爐品位外，高比例配加生礦也是一個重要的途徑。生礦價格與燒結(jié)礦和球團礦相比要低很多，所以提高生礦比例就是間接降低噸鐵成本，達到降本增效的目的。但是生礦的冶煉特性一直是制約高爐高比例配加的一個主要原因。生礦的冶煉特征主要表現(xiàn)在：1）生礦的軟融溫度低、軟融帶寬、滴落性區(qū)間大，這些特點將使得軟融帶和滴落帶的透氣性差；2）生礦的熱爆性能和球團礦相似，一般在中溫區(qū)產(chǎn)生大量的粉末，嚴重影響透氣性和煤氣流的分布；3）生礦的軟融滴落性能嚴重變差，影響煤氣流分布，影響高爐順行；4）生礦的Al2O3偏高，對高爐造渣影響較大。開發(fā)科學(xué)的平鋪技術(shù)可以最大限度地消除生礦帶來的不利影響。

3.1.1 球團、生礦平鋪

萊鋼1880m3高爐采用皮帶上料，含鐵爐料無法單獨混勻，但可以通過控制各料種在皮帶上的厚度和放料時間實現(xiàn)兩種或兩種以上爐料在皮帶上的疊加，其同時進入上、下罐時便經(jīng)過了混勻。為了實現(xiàn)爐料混勻，在皮帶上一種爐料疊加在另一種主體爐料上所占的長度百分比即前者在主體爐料的平鋪率。2015年前，型鋼煉鐵廠對球團、生礦、焦丁平鋪要求不夠嚴格，更沒有平鋪率的具體要求，氣流不穩(wěn)現(xiàn)象時有發(fā)生，尤其高比例配加生礦時對中心氣流影響較大，嚴重時導(dǎo)致燃料比升高（10～20）kg/t，因此月配加塊礦比例從未突破15%。

國外文獻認為，不同礦石混合后可以部分抵消某些礦種的缺點，并且混合后可以實現(xiàn)爐料粉末的平均分布，進而有利于煤氣流的均勻分布、礦石還原和爐況順行。2015年底，2座1880m3高爐開始加強爐料的平鋪研究：一方面要求球團、生礦不能布到燒結(jié)礦料最后的30%區(qū)域，以免布料時進入中心區(qū)域影響中心氣流；另一方面根據(jù)粉末均勻分布理論，粉末集中將導(dǎo)致局部預(yù)熱還原不充分，對爐況產(chǎn)生不利影響，因此要求酸性料平鋪率不得低于50%（酸性料比例＞15%時）。經(jīng)過平鋪調(diào)整，2015年9月開始逐步增加生礦比例，2016年全年生礦平均比例17.37%，遠高于2015年9.6%的水平，見圖2。生礦比例大幅提高后，爐況運行、高爐消耗均保持了穩(wěn)定。

圖2 2015年1月—2016年12月高爐生礦比例

3.1.2 焦丁平鋪

2015年12月前對焦丁的平鋪無明確要求。國外文獻認為高爐邊緣粉末比例高，且此區(qū)域加熱和還原速度慢使得含鐵爐料還原粉化率高，導(dǎo)致在邊緣區(qū)域的含鐵爐料還原和熔化困難。焦丁平鋪在此區(qū)域一方面有利于改善透氣性，另一方面有利于改善含鐵爐料還原，保護大焦。2016年開始將焦丁平鋪開始位置由距料頭30%的距離調(diào)為10%的距離，隨后幾個月將焦丁開始位置又調(diào)為距料頭5%的距離，同時調(diào)整槽下焦丁閘門開度，將焦丁在燒結(jié)礦上的平鋪率從原來的10%提高到30%左右，此時焦丁基本布在礦石的最外2檔。

3.1.3 穩(wěn)定平鋪

萊鋼1880m3高爐槽下共有3個生礦倉、2個球團倉、1個焦丁倉、6個燒結(jié)礦倉，日常生產(chǎn)中各個倉隨機組合。2016年以來，多次對各個倉放料后的料頭到K1、K2皮帶導(dǎo)料槽的時間進行測量，調(diào)整各個倉放料的連鎖關(guān)系，并從主皮帶機頭位置實地測量，保證了在各種組合條件下各種料料頭在主皮帶上相對位置的絕對穩(wěn)定。通過調(diào)整下料口閘門插板的開度，保證了每一種料在主皮帶上長度的相對穩(wěn)定。通過這一系列措施，保證了整個料段的后面是純燒結(jié)礦，避免了生礦、球團礦布到高爐中心區(qū)域。實行標準化操作，規(guī)定了生礦不同比例條件下各種爐料的平鋪率，見表1。

表1 高爐爐料平鋪率 %

3.2 加強爐前出鐵管理

爐前出鐵對于爐況順行和指標改善至關(guān)重要，在入爐品位低、渣量大時更是如此。進入2016年后，萊鋼1880m3高爐加強爐前出鐵的組織與管理，規(guī)范爐前的日常作業(yè)行為，強化出鐵檢查制度，及時出凈每一爐渣鐵。首先對鐵口難開問題持續(xù)攻關(guān)，減小難開對爐況的不利影響。其次對鐵口卡焦進行攻關(guān)，制定一系列爐內(nèi)外的應(yīng)對措施，避免因出不好渣鐵爐況出現(xiàn)波動的情況。

3.3 加強上料管理

通過主控監(jiān)控畫面，一旦發(fā)現(xiàn)布料時間或者圈數(shù)與設(shè)定數(shù)值差距大，及時督促上料人員找出原因，并做好記錄。每個班次記錄2次礦石、焦炭的料流開度，有大的變化要查找原因。槽下上料人員每個班次至少2次匯報各個料倉的情況。每天2次到燒結(jié)機區(qū)域觀察燒結(jié)礦實物質(zhì)量，重點對燒結(jié)終點溫度、各溫度曲線的穩(wěn)定性、紅火層厚度、機速、料層厚度等進行關(guān)注，對燒結(jié)礦的顏色、粒度、氣孔度等進行拍照，摸索燒結(jié)礦質(zhì)量與爐況的對應(yīng)關(guān)系。當發(fā)現(xiàn)燒結(jié)礦質(zhì)量有問題時，及時與燒結(jié)車間進行溝通，督促其及時改進。

4 應(yīng)用效果

1）萊鋼2座1880m3高爐截止到2017年5月，已安全運行13 a和12 a，單位爐容產(chǎn)鐵分別為10910 t和10453 t。兩座高爐爐缸二層側(cè)壁溫度在140℃以下運行，對應(yīng)爐襯厚度在650mm以上，實現(xiàn)了高爐長壽的目標。

2）通過對高爐上下部制度進行優(yōu)化和調(diào)整，萊鋼2座1880m3高爐生礦配比由2015年的9.6%提高到2016年的17.37%，高爐未因生礦比例提高爐況出現(xiàn)波動，年創(chuàng)效益4000萬元以上，實現(xiàn)了經(jīng)濟冶煉的效果。

3）在爐役后期配加經(jīng)濟爐料、大比例生礦的條件下，高爐的各項經(jīng)濟技術(shù)指標持續(xù)提升，配料焦比從2015年的381 kg/t降低到當前的355 kg/t，燃料比從2015年的531 kg/t降低到當前的524 kg/t，生礦配加比例也從2015年的9.6%提高到當前18%左右，有力地降低了生鐵成本。

信息園地

山鋼濟鋼鋼鐵產(chǎn)線全線安全停產(chǎn)

2017年7月8日，山鋼濟鋼煉鐵廠3#1750m3高爐順利出完最后一爐鐵水后，濟鋼鋼鐵產(chǎn)線上的爐火全部熄滅。這標志著濟鋼在濟南的鋼鐵產(chǎn)線全線安全停產(chǎn)，濟鋼轉(zhuǎn)型發(fā)展邁出堅實一步。

鋼鐵產(chǎn)線流程長、工序多，特別是涉及高溫鐵水、鋼水，以及水、電、風(fēng)、氣等能源介質(zhì)，停產(chǎn)過程存在安全、環(huán)保等諸多方面的風(fēng)險，組織難度非常大。為保證鋼鐵產(chǎn)線全線安全停產(chǎn)，山鋼集團統(tǒng)籌研究、周密安排。濟鋼專門成立了安全停產(chǎn)組織機構(gòu)，制訂了包含128個子方案的《濟鋼鋼鐵主體工序總體停產(chǎn)方案》，詳細規(guī)定了各個工序的停產(chǎn)順序和要求，并對方案進行了反復(fù)研究和推演。各相關(guān)單位各級安全監(jiān)督管理人員盯在現(xiàn)場，嚴厲制止各類違章指揮、違章操作行為，做到了停產(chǎn)工作全過程、全方位、全員受控。濟南市環(huán)保部門協(xié)同濟鋼，對在線設(shè)備風(fēng)險源（點）進行了系統(tǒng)排查；濟南市檢測站通過選點，共檢測了54項環(huán)保指標，確保停產(chǎn)過程污染物達標排放。截至7月8日，濟鋼各主體工序全部實現(xiàn)安全、環(huán)保停產(chǎn)，沒有發(fā)生一起事故或污染投訴。

停產(chǎn)過程中，濟鋼所有領(lǐng)導(dǎo)干部24 h輪流值班，保持24 h通訊暢通；廣大職工在各自崗位上精準操作，忠于職守。整個停產(chǎn)過程實現(xiàn)了“五個確?！焙汀八膫€不讓”?！拔鍌€確保”即：確保停產(chǎn)過程安全平穩(wěn)，確保停產(chǎn)順序節(jié)點明確，確保停產(chǎn)過程各類污染物排放受控，確保停產(chǎn)前最大化消納各類危險廢棄物、危險化學(xué)品，確保各類資源利用最大化；“四個不讓”即：不讓一個安全隱患因停產(chǎn)而被忽視，不讓一塊產(chǎn)品因停產(chǎn)而質(zhì)量不合格，不讓一臺設(shè)備因停產(chǎn)而損壞，不讓任何污染物因停產(chǎn)而失控。

濟鋼鋼鐵產(chǎn)線安全停產(chǎn)后，山東省及濟南市黨委、政府和濟鋼將按照工作方案，繼續(xù)全力做好人員分流安置工作，最大限度地維護職工合法權(quán)益。同時，濟鋼將按照國有資產(chǎn)處置有關(guān)規(guī)定，分類分批、有序公開地處置各類物料、設(shè)備、設(shè)施，實現(xiàn)各類資源利用最大化，避免國有資產(chǎn)流失。

（摘自《中國冶金報》）

Practice of Economic Smelting in the Later Stage of 1880m3BF in Laiwu Steel

WANG Shangdong

（The Yinshan Section Steel Ironmaking Plant of Laiwu Iron and Steel Group Corporation,Laiwu 271104,China）

The two 1880m3BF are in the later stage of campaign of blast furnace operation.Through a large number of long air outlet,the upper adjusting charging system,and constantly develop charge tiling technique blast conditions continue to be improved.The economic goal of smelting was achieved.Themixing coke ratio is reduced by 26 kg/t,the fuel ratio is decreases by 7 kg/t,a 8.4%in the proportion of raw ore is increased,the annual benefit ofmore than 40million Yuan can be get.

blast furnace;the later stage of campaign of blast furnace operation;the economic goal of smelting;charge

TF538

B

1004-4620（2017）04-0014-03

2017-05-27

王尚東，男，1971年生，1994年畢業(yè)于山東冶金工業(yè)學(xué)校鋼鐵冶煉專業(yè)。現(xiàn)為萊蕪鋼鐵集團銀山型鋼有限公司型鋼煉鐵廠工程師，從事煉鐵生產(chǎn)技術(shù)研究與組織管理工作。