漢鋼2號高爐穩(wěn)定爐溫操作實(shí)踐

徐號鋒

（陜鋼集團(tuán)漢中鋼鐵有限責(zé)任公司，陜西 勉縣 724200）

1 穩(wěn)定爐溫實(shí)踐背景

高爐爐溫穩(wěn)定是體現(xiàn)高爐操作者水平和保證爐況穩(wěn)定的基礎(chǔ)，因此，要對影響爐溫的諸多因素進(jìn)行梳理分析，分清主次，制定切實(shí)可行的措施，以確保目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。爐溫穩(wěn)定是實(shí)施低硅冶煉的前提，降低硅偏差及生鐵含硅量，一方面可提高產(chǎn)量，降低燃料比，降低生鐵成本；另一方面可減少CO2排放量，滿足“碳中和，碳達(dá)峰”的控制要求，增加經(jīng)濟(jì)效益。漢鋼2號高爐（2 280 m3）于2012年8月15日投產(chǎn)，投產(chǎn)后在穩(wěn)定高爐爐溫方面已采取了一系列措施，相關(guān)操作技術(shù)已得到了提高。2018年為響應(yīng)公司號召，進(jìn)一步降低生鐵成本，提升高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，對穩(wěn)定爐溫操作進(jìn)行攻關(guān)，通過加強(qiáng)原燃料管理、固定高風(fēng)溫操作、細(xì)化爐溫調(diào)劑及加強(qiáng)爐前出鐵管理等技術(shù)措施，使高爐硅偏差及生鐵含硅量有所降低。

2 穩(wěn)定爐溫操作措施

2.1 加強(qiáng)原燃料管理

漢鋼2 280 m3高爐的焦炭全部為外購水熄搗固焦，因供焦炭廠家多，指標(biāo)參差不齊，質(zhì)量難以保證，為了穩(wěn)定焦炭質(zhì)量，通過與公司采購部門進(jìn)行溝通，穩(wěn)定焦炭供應(yīng)廠家3~4家，同時派駐廠人員對焦炭的質(zhì)量進(jìn)行跟蹤，不滿足條件時及時反饋調(diào)整，通過該舉措已取得了階段性的效果。目前高爐用焦炭的灰分在12.0%～12.6%，水分在6%～8%，固定碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在85.5%～86.5%，M25≥92%，M10≤7%，反應(yīng)性CRI在28%～30%，反應(yīng)后強(qiáng)度CSR在60%～62%之間，可滿足高爐的正常使用。

針對燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率低、冶金性能不穩(wěn)定的情況，要求燒結(jié)廠在礦粉的堆放上必須做到按品種、成分分類堆放，配料中穩(wěn)定主流礦粉配比在60%以上，并控制當(dāng)?shù)厝毕莸母哜?、高硫礦比例不能超過20%，燒結(jié)時堅持燒熟、燒透的原則，提升燒結(jié)礦質(zhì)量。球團(tuán)質(zhì)量要從抗壓強(qiáng)度合格率上下狠功夫，礦粉進(jìn)行二次潤磨后-200目的比例要達(dá)到80%以上，以具備配料條件。將球團(tuán)燒結(jié)用的煤氣中混入熱值較高的轉(zhuǎn)爐煤氣，可提升爐膛溫度，使球團(tuán)抗壓強(qiáng)度合格率（≥2 000 N）從68%提升至75%以上。在現(xiàn)有原燃料條件下，為了穩(wěn)定爐溫、降低硅偏差及生鐵含硅量，積極從以下幾方面對高爐加強(qiáng)原燃料管理，以減少原燃料波動對爐況的影響。

1）做好物料的分類堆放、定點(diǎn)取料和物料的防雨工作，原則上露天不堆放焦炭、煤粉等物料，做好上下道工序的銜接工作。

2）加強(qiáng)內(nèi)部管理，隨時掌握、傳遞原燃料的質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)，為高爐用料做好參考；嚴(yán)格倉位管理，在原燃料供應(yīng)正常情況下，中間倉采用三倉均衡放料原則，中間倉倉位不低于2 m，高架倉倉位不低于4 m，同時每班需對成品倉、高架倉燒結(jié)礦進(jìn)行至少1次的篩分檢測。

3）定期做好篩板的檢查更換工作，完善更換篩己板的記錄臺賬，在日常點(diǎn)檢中，及時發(fā)現(xiàn)斷齒并進(jìn)行焊補(bǔ)，杜絕焦炭進(jìn)入焦丁倉；要求礦石振料速度≤40kg/s、焦炭量≤25 kg/s，以保證篩分效果，最大限度減少粉末入爐，改善料柱的透氣性。

4）優(yōu)化上料方案、降低運(yùn)輸成本，持續(xù)推廣集裝箱的運(yùn)輸方式，減少噸鐵焦末產(chǎn)生量，以高爐穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)為中心，不斷提升高爐的各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

5）建全完善原燃料質(zhì)量預(yù)警機(jī)制，高爐工長隨時在值班室電腦上查看上傳至OA系統(tǒng)的原燃料質(zhì)量異常信息，根據(jù)原燃料波動情況及時進(jìn)行調(diào)劑，要求料場的管理人員不僅要知道外觀物料質(zhì)量，而且要對物料的理化質(zhì)量指標(biāo)做到心中有數(shù)。

6）當(dāng)原燃料質(zhì)量產(chǎn)生較大波動影響順行時，高爐嚴(yán)格執(zhí)行“攻守退”操作預(yù)案，并將信息反饋至相關(guān)單位。

2.2 固定高風(fēng)溫操作

高爐煉鐵熱風(fēng)帶入能量占總能量的16%～19%，使用高風(fēng)溫已經(jīng)成為高爐煉鐵節(jié)能減排、降低焦比以及提高煤比的主攻方向[1]。漢鋼2 280 m3高爐采用了3座卡魯金頂燃式熱風(fēng)爐，熱風(fēng)爐使用高爐煤氣，熱風(fēng)溫度穩(wěn)定在1 220~1 230℃，2018年為提高熱風(fēng)溫度，采取了將高爐煤氣中混入少量熱值較高的轉(zhuǎn)爐煤氣的措施，目前轉(zhuǎn)爐煤氣的混入比例可達(dá)到20%，熱風(fēng)爐的廢氣溫度不超過350℃，風(fēng)溫可達(dá)1 280℃，平時可穩(wěn)定在1 250~1 280℃，較之前提高30℃左右，達(dá)到了國內(nèi)先進(jìn)水平。在操作上，為固定高風(fēng)溫1 250℃，爐溫主要靠煤粉、氧量、料速等其他數(shù)段來進(jìn)行調(diào)劑，實(shí)現(xiàn)了高風(fēng)溫的利用。高風(fēng)溫的利用可有效補(bǔ)償風(fēng)口前煤粉分解吸收的熱量，使?fàn)t缸熱量充沛，渣鐵溫度充足，有利于爐況順行和爐溫的穩(wěn)定，從而確保了爐溫基礎(chǔ)。

2.3 細(xì)化爐溫調(diào)劑

2.3.1 正確判斷爐溫變化的趨勢

高爐中表示爐溫的指標(biāo)有兩個：一個是“物理熱”，即指鐵水溫度；另一個是“化學(xué)熱”，即指生鐵含硅量。一般鐵水中含硅量越高，鐵水溫度越高，反之則鐵水溫度越低[2]。2號高爐為避免因人為判斷調(diào)劑失誤而造成爐溫波動，統(tǒng)一了爐溫判斷調(diào)劑標(biāo)準(zhǔn)（見表1）。

表1 漢鋼2 280 m3高爐爐溫判斷調(diào)劑標(biāo)準(zhǔn)

2.3.2 勤觀察，做到“早調(diào)、微調(diào)”

要穩(wěn)定爐溫，高爐值班工長應(yīng)勤觀察，可分別從料速、風(fēng)壓風(fēng)量變化、爐頂溫度、風(fēng)口明亮變化、上下兩爐次鐵火、鐵樣斷面顏色及渣樣顏色的變化等方面來對爐況進(jìn)行綜合判斷。要求每半小時必須檢查一下料速，每一爐鐵必看一下渣鐵和風(fēng)口情況，每班至少要到槽下檢查原燃料2次，如發(fā)現(xiàn)焦炭變濕，需適當(dāng)補(bǔ)充水分焦，這樣能及時發(fā)現(xiàn)爐溫發(fā)展的趨勢，在爐溫有較小波動時便能采取微調(diào)煤量或氧量的方式來平衡爐溫，從而達(dá)到穩(wěn)定多因素、減少變動量的目的。

2.3.3 根據(jù)不同的爐況，選擇合適的調(diào)劑手段

一般情況下，調(diào)劑手段應(yīng)優(yōu)先使用對爐缸煤氣量和煤氣壓力波動影響較小的手段，即采用控制煤氧量的調(diào)劑手段。在爐溫波動小或未變料時，一般不采用風(fēng)溫、風(fēng)量、凈焦和負(fù)荷等調(diào)劑手段。負(fù)荷調(diào)劑在變料、引起爐熱（涼）的因素具有長期性、有計劃性的升降爐溫時采用。風(fēng)量調(diào)劑是在爐溫變化較大（爐溫已涼），為快速扭轉(zhuǎn)爐溫時采用。凈焦調(diào)劑在扭轉(zhuǎn)或預(yù)防爐溫劇烈變化時采用?，F(xiàn)從以下四方面具體介紹調(diào)劑操作措施。

1）爐溫有向熱的趨勢時，調(diào)劑操作順序?yàn)椋簻p少噴煤量（1 000～2 000 kg/h）→增加富氧量（500～1 000 m3/h）→增加鼓風(fēng)量（壓差允許，風(fēng)壓未達(dá)到規(guī)定值時）。如有爐熱難行征兆，在減少煤量后，不得增加氧量；為保證爐況順行可撤風(fēng)溫，爐況順行后，要先提風(fēng)溫，而后再增加煤量，以防止?fàn)t溫返涼。

2）爐溫有向涼的趨勢時，調(diào)劑操作順序?yàn)椋涸黾訃娒毫浚? 000～2 000 kg/h）→減少富氧量（500~1 000 m3/h）→提風(fēng)溫20～30℃（風(fēng)溫有余地時）→減少鼓風(fēng)量（料速較快時）。如風(fēng)溫和煤量已用盡，此時爐涼趨勢較大，所耗時間較長，要減輕焦炭負(fù)荷，在輕負(fù)荷未下達(dá)前要相應(yīng)減風(fēng)，為抑制涼勢。

3）爐溫劇烈變化時，為預(yù)防爐況失常，可同時采用減風(fēng)、加凈焦、退負(fù)荷等多種調(diào)劑手段。如爐溫下降較快，且一時查不出原因，應(yīng)先適當(dāng)加凈焦、并大退負(fù)荷幅度，甚至改全焦冶煉，然后繼續(xù)查明原因（漏水或原燃料變化），明確原因后，迅速采取相應(yīng)的調(diào)劑措施。

4）在爐況失常（如管道行程、崩料、懸料）時，應(yīng)及早加入足量凈焦，這樣不但能迅速改善爐料透氣性，而且能補(bǔ)充爐料預(yù)熱還原不充分在爐缸造成的大量熱耗，從而縮短失常時間，減少損失。

2.3.4 把握好每種調(diào)劑手段對爐溫的調(diào)節(jié)幅度及滯后時間

煤量調(diào)節(jié)在正常情況下的變動量不超過2000 kg/h，滯后時間一般為1/3～1/2冶煉周期；風(fēng)溫調(diào)節(jié)變動量不超過50℃/h，一般在2 h之內(nèi)起到效果；風(fēng)量調(diào)節(jié)的作用最快，必須1次減到需要水平，但加風(fēng)時要酌量，一般在1 h左右見到效果；凈焦和負(fù)荷作用最慢，滯后時間為1個冶煉周期。

2.3.5 保持渣鐵排放的穩(wěn)定

渣鐵排放不均勻，爐缸內(nèi)憋渣鐵，易導(dǎo)致鐵前料慢、鐵后料快，影響高爐下料的均勻性，還易引起渣皮的脫落，造成爐溫波動，甚至造成爐況難行、崩料等。因此工長應(yīng)抓好爐前鐵口的操作和維護(hù)，確保兩鐵口出鐵均勻，渣鐵排放穩(wěn)定。

2.4 加強(qiáng)爐前出鐵管理

2 280 m3高爐出鐵穩(wěn)定率低，渣鐵不能及時出凈已成為制約爐溫穩(wěn)定的限制性因素。爐前管理應(yīng)重點(diǎn)在不漏泥、不燒鐵口、不帶鐵堵口、不減風(fēng)或休風(fēng)堵口、保證鐵口深度合格、能夠及時出凈渣鐵上下功夫，具體措施如下：

1）推行爐前標(biāo)準(zhǔn)化操作，縮短出鐵間隔時間至15 min以內(nèi)；

2）穩(wěn)定鐵口深度2 800～3 200 mm，根據(jù)季節(jié)變化及階段性冶煉特性，持續(xù)改善炮泥質(zhì)量，以滿足生產(chǎn)需要；

3）嚴(yán)格落實(shí)好熔融金屬管控責(zé)任及措施，督促做好渣鐵溝的檢查、維護(hù)，確保渣鐵溝安全運(yùn)行、不影響正常出鐵；

4）出鐵前做好各項確認(rèn)工作；

5）日出鐵次數(shù)控制在9～12次，正常使用直徑55 mm鉆頭，控制出鐵流速不小于5.5 t/min，出鐵時間控制在100～130 min；

6）在水沖渣管理方面，根據(jù)設(shè)備運(yùn)行周期及實(shí)際情況實(shí)施定修計劃，檢查內(nèi)、外篩網(wǎng)磨損，收集池積渣等情況，并及時對其進(jìn)行更換、清理，通過提升穩(wěn)定率，杜絕爐內(nèi)憋渣鐵情況，有效地控制了鐵量差，為穩(wěn)定爐溫的創(chuàng)造了條件。

3 應(yīng)用效果

采取加強(qiáng)原燃料管理、固定高風(fēng)溫操作、細(xì)化爐溫調(diào)劑以及加強(qiáng)爐前出鐵管理等技術(shù)措施后，高爐平均硅偏差為0.10%，生鐵w（Si）為0.38%，其中7月份硅偏差為0.08%，生鐵w（Si）為0.35%，創(chuàng)歷史最好水平。高爐硅偏差變化情況如圖1所示，生鐵含硅變化情況如圖2所示，注：2月份因2號高爐檢修6天，檢修完后又因兩次更換送風(fēng)裝置休風(fēng)923 min，生鐵含硅及硅偏差未做統(tǒng)計；9月份2號高爐停爐。

圖1 漢鋼2 280 m3高爐生鐵硅偏差變化情況

圖2 漢鋼2 280 m3高爐生鐵含硅變化情況

4 結(jié)語

通過對2 280 m3高爐進(jìn)行穩(wěn)定爐溫操作攻關(guān)，雖然階段性取得了一定的成績，但與國內(nèi)同行業(yè)先進(jìn)水平相比還有一定的差距。為進(jìn)一步穩(wěn)定爐溫，降低硅偏差，降低燃料比，提高經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，必須解決以下幾個制約因素：

1）入爐焦炭量會隨水分的波動引起爐溫的波動；減少焦炭料場的堆放轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)，直接用管帶將焦炭從焦炭大棚機(jī)打入料倉，避免因天雨或天晴而造成焦炭水分的大幅度波動，并盡快在槽下安裝中子測水儀。

2）燒結(jié)礦堿度穩(wěn)定率低、冶金性能差，球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度低；需繼續(xù)在優(yōu)化燒結(jié)及球團(tuán)工藝上想辦法，以提高質(zhì)量。

3）做好爐前管理工作，進(jìn)一步提高爐前耐材質(zhì)量及加強(qiáng)設(shè)備的點(diǎn)巡檢管理，以確保高爐能按時出凈渣鐵，避免高爐憋渣鐵而影響順行。