漢鋼煉鐵技術(shù)管理進(jìn)步實踐

張 穎

（陜鋼集團(tuán)漢鋼公司，陜西 勉縣724200）

陜鋼集團(tuán)漢鋼公司（全文簡稱漢鋼）擁有1 080 m3高爐和2 280 m3高爐各1座，它們分別于2011年12月和2012年8月建成投產(chǎn)，具備年產(chǎn)生鐵300萬t以上的生產(chǎn)能力。2013年—2015年，由于鋼材市場低靡、原燃料質(zhì)量等方面的原因影響，漢鋼生鐵日產(chǎn)量基本控制在8 500 t以內(nèi)，限制了經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)一步改善。

2016年開始，鋼材市場漸入佳境，漢鋼煉鐵廠逐步對老舊設(shè)備和缺陷設(shè)備進(jìn)行升級改造，消除了很多限制產(chǎn)量增長的瓶頸因素，為后續(xù)提產(chǎn)增效奠定了良好設(shè)備基礎(chǔ)。2017年鋼市全面回暖，漢鋼公司抓住有利時機(jī)通過進(jìn)一步抓鐵前系統(tǒng)管理，優(yōu)化爐料搭配，改善原燃料質(zhì)量，細(xì)化爐內(nèi)爐外管理等措施，生鐵產(chǎn)量穩(wěn)步增長。

2018年在兼顧2號高爐護(hù)爐的情況下，漢鋼提出了1號1 080 m3高爐利用系數(shù)達(dá)到4.0 t/（m3·d-1）和日產(chǎn)生鐵破萬噸的奮斗目標(biāo)后，經(jīng)過努力6月份漢鋼生鐵產(chǎn)量基本穩(wěn)定在10 000 t以上水平，取得了良好的降本增效效果，2016年—2018年漢鋼生鐵產(chǎn)量逐步升高，綜合焦比逐年下降，詳見圖1。

圖1 漢鋼2016年—2018年生鐵產(chǎn)量和綜合焦比趨勢圖

1 強化設(shè)備管理

1.1 提升裝備水平

2016年—2018年，漢鋼公司煉鐵廠通過技改等方式逐步對2座高爐存在的缺陷設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)性升級改造，對限制生產(chǎn)的環(huán)節(jié)逐步解決。對高爐本體增加熱流強度監(jiān)測系統(tǒng)、爐殼測溫系統(tǒng)、以及增加了爐內(nèi)紅外成像、雷達(dá)探尺等設(shè)備，為爐內(nèi)操作提供了及時準(zhǔn)確的信息。對煤氣系統(tǒng)增加熱風(fēng)爐尋優(yōu)燒爐、熱風(fēng)爐自動和定壓換爐技術(shù)，并對熱風(fēng)爐拱頂進(jìn)行修復(fù)和定期灌漿維護(hù)，風(fēng)溫提高了近80℃。對1號高爐布袋箱體上部的安全閥進(jìn)行了升級改造，提高頂壓20 kPa，進(jìn)一步挖掘了風(fēng)機(jī)潛力。除此之外，兩座高爐爐前開口機(jī)、泥炮、天車先后實現(xiàn)了自動化遙控控制，提高了工作效率和減少了誤操作。通過改造后，整體裝備水平進(jìn)一步提升，也捋順了很多工作頭緒，促進(jìn)了安全生產(chǎn)工作。

1.2 推行TPM設(shè)備管理

2017年以來先后多次聘請國內(nèi)知名專家指導(dǎo)TPM設(shè)備管理，在全公司開展TPM設(shè)備管理，有效提高了設(shè)備效能和減少故障，高爐休風(fēng)率大為降低（見圖2），為保障高爐爐內(nèi)穩(wěn)定順行奠定了堅實的設(shè)備基礎(chǔ)。

圖2 2016年—2018年漢鋼高爐休風(fēng)率

2 強化鐵前系統(tǒng)管理

2.1 抓原燃料質(zhì)量管理

原燃料的質(zhì)量對高爐的影響比例在60%～70%，它決定了高爐所能強化冶煉的程度，是影響產(chǎn)量增長和指標(biāo)提升的關(guān)鍵因素。

2.1.1 抓焦碳質(zhì)量管理

在焦炭質(zhì)量改進(jìn)方面，重視焦炭的原始粒度和熱態(tài)性能（CRI和CSR）對經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)改善的作用。2017年以前2號高爐則一直使用一級焦炭，其性能基本能滿足生產(chǎn)要求，但質(zhì)量不穩(wěn)定。而1號高爐則長期以二級焦炭為主要燃料，其熱態(tài)性能不能滿足生產(chǎn)要求，且粒度整體偏小，且受存儲轉(zhuǎn)運、取料方式、供料篩分等因素的影響，水分和粒度波動較大，對爐況的穩(wěn)定性影響較大。為了改變這一狀況，2017年開始1號高爐逐步減少二級焦炭的使用比例，到下半年全部置換為一級焦炭，實現(xiàn)了粒度和熱態(tài)性能雙改善。

2.1.2 抓燒結(jié)礦質(zhì)量管理

在燒結(jié)礦質(zhì)量改進(jìn)方面，重視燒結(jié)礦的指標(biāo)達(dá)標(biāo)率和冶金性能變化，大力開展燒結(jié)礦厚料層攻關(guān)技術(shù)，將料層厚度從600 mm提高到1 000 mm，嚴(yán)控?zé)Y(jié)礦堿度波動范圍R2±0.05，并按“低硅高堿、高硅低堿”的方針調(diào)控?zé)Y(jié)礦堿度。同時混勻礦中SiO2、MgO、Al2O3含量應(yīng)滿足改善產(chǎn)品質(zhì)量和提高品位的要求，并充分考慮有害元素含量對生產(chǎn)系統(tǒng)的影響。除此之外，控制燒結(jié)工序熔劑結(jié)構(gòu)，合理調(diào)配生石灰粉、石灰石粉配比，滿足燒結(jié)礦產(chǎn)量、質(zhì)量控制要求。通過以上努力，燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率大幅提高，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)明顯改善，低溫還原粉化指數(shù)（RDI+3.15）由不足63%提高到70%左右。

由于焦炭和燒結(jié)礦質(zhì)量的進(jìn)一步改善和穩(wěn)定，為高爐強化冶煉奠定了良好的原燃料基礎(chǔ)。

2.2 抓爐外操作管理

為了確保高爐全風(fēng)作業(yè)，煉鐵廠進(jìn)一步細(xì)化了外圍管理制度，通過層層分解產(chǎn)量任務(wù)，強化外圍督查，加大考核和追責(zé)力度等措施不斷強化了爐前管理和操作，有效遏制各類事故發(fā)生，為爐內(nèi)全風(fēng)全壓操作創(chuàng)造了良好的外圍條件。

2.2.1 強化鐵口維護(hù)

檢查并維護(hù)好泥套、炮頭，防止漏泥，穩(wěn)定打泥量，確保1號高爐鐵口深度在2 600～2 800 mm，2號高爐鐵口深度在2 800～3 000 mm，避免淺鐵口出鐵。同時要求爐前提前做好鐵口烘烤工作，禁止潮鐵口出鐵。

2.2.2 穩(wěn)定炮泥質(zhì)量

針對炮泥質(zhì)量不穩(wěn)定的實情，一方面規(guī)范爐前操作提高應(yīng)對能力和操作水平，及時出凈渣鐵；另一方面加強與主管科室溝通協(xié)調(diào)和加大耐材考核力度，促進(jìn)炮泥質(zhì)量改善。

2.2.3 縮短出鐵間隔時間

為了確保及時出凈渣鐵，要求鑄運人員提高配罐速度，必須保證1號高爐在10 min之內(nèi)配好鐵水罐，爐前在15 min內(nèi)打開鐵口（以前是30 min內(nèi)開口）；2號高爐提前兌好鐵水罐，爐前在10 min內(nèi)打開鐵口（以前是20 min內(nèi)開口）。

2.3 抓爐內(nèi)操作管理

2.3.1 推行爐溫趨勢管理

爐況趨勢判斷是平衡好爐溫的關(guān)鍵，這就要求工長具備系統(tǒng)分析能力，把影響爐溫走勢的各類因素進(jìn)行綜合分析和判斷，對原燃料和外圍狀況，爐溫的走勢、各種操作參數(shù)的調(diào)節(jié)順序和滯后時間等要做到靈活應(yīng)用。特別是操作上要把風(fēng)量當(dāng)做第一參數(shù)去觀注，并結(jié)合料速、爐溫變化趨勢力爭做到“早動少動”，最大限度減少爐況波動。通過推行爐溫趨勢管理以后，高爐的硅偏差逐步減小，由0.13降低至0.10。

2.3.2 統(tǒng)一三班操作

高爐操作必須統(tǒng)一方向和明確目標(biāo)，這就要求高爐工長不能隨心所欲，必須統(tǒng)一思想、統(tǒng)一三班操作共同向同一目標(biāo)靠近。為此，高爐詳細(xì)規(guī)定了操作參數(shù)的范圍和權(quán)限，按照以風(fēng)為綱的原則，合理使用大風(fēng)量，并在此基礎(chǔ)上穩(wěn)定使用高富氧高風(fēng)溫。要求工長全力平衡好爐溫、堿度，及時出凈渣鐵，確保風(fēng)量穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)，以滿足爐內(nèi)跑料要求。對沒有未達(dá)到料速、爐溫標(biāo)準(zhǔn)和完成班產(chǎn)量任務(wù)的相關(guān)責(zé)任人進(jìn)行嚴(yán)肅考核，獎優(yōu)罰劣。

3 轉(zhuǎn)變高爐生產(chǎn)管理思路

進(jìn)入2018年漢鋼進(jìn)一步挖掘高爐產(chǎn)量增長潛力，但2號高爐爐缸側(cè)壁局部溫度偏高，為了延長高爐壽命，漢鋼公司開始研究使用高鈦礦護(hù)爐措施，尋求在不大幅減產(chǎn)的同時達(dá)到良好的護(hù)爐效果。通過在球團(tuán)礦中配加一定比例的高鈦礦，控制適宜爐溫和生鐵含鈦量，既取得了良好的護(hù)爐效果，又保證了生鐵產(chǎn)量不大幅降低。

而1號高爐隨著原燃料質(zhì)量的進(jìn)一步改善，冶煉強度逐步提高，使用最大礦批39 t仍不能遏制虧料線問題。為了克服因大風(fēng)量高富氧帶來的新矛盾，高爐創(chuàng)新了裝料方式，采用循環(huán)礦上料方式，不但有效的解決了虧料線問題，還把礦批擴(kuò)大到了56 t，產(chǎn)量從日產(chǎn)3 600 t提高到4 000 t以上水平，實現(xiàn)1號高爐生鐵產(chǎn)量的歷史性突破。

4 結(jié)語

2016年至2018年漢鋼煉鐵產(chǎn)量穩(wěn)步增長，綜合焦比逐步降低，并做到持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的效果，歸根結(jié)底的原因是高爐系統(tǒng)化管理水平和鐵前綜合管理能力的大幅提高。一方面抓住了前期設(shè)備技術(shù)改造升級，焦炭和燒結(jié)礦質(zhì)量改善的機(jī)遇；另一方面是正視了差距，找對路徑，大膽突破常規(guī)思維，采取了一系列切實可行的應(yīng)對措施，靈活地把各操作制度合理匹配起來，既維護(hù)了合理的操作爐型達(dá)到長期穩(wěn)定順行的效果，又延長了高爐壽命確達(dá)到安全生產(chǎn)效果。