通才煉鐵廠3號(hào)爐提產(chǎn)降耗實(shí)踐

李亞光，魏紅玉

（山西通才工貿(mào)有限公司，山西 臨汾 043400）

山西建邦集團(tuán)通才工貿(mào)有限公司煉鐵廠（以下簡(jiǎn)稱(chēng)我廠）現(xiàn)有3座高爐，其中1號(hào)爐有效容積為450 m3，2號(hào)爐有效容積為550 m3，3號(hào)爐有效容積為1 860 m3。由于只有一座大高爐，使得3號(hào)爐的正常生產(chǎn)在公司的生產(chǎn)調(diào)度中占有很大的作用，且生鐵產(chǎn)量對(duì)保障煉鋼的正常生產(chǎn)意義重大。本文從改善外圍原料和原燃料入爐條件入手，通過(guò)合理優(yōu)化入爐結(jié)構(gòu)、采用大礦批、富氧燒爐提高風(fēng)溫、合理控制爐頂煤氣流、加強(qiáng)外圍出鐵管理、低硅冶煉等措施，實(shí)現(xiàn)了3號(hào)高爐的提產(chǎn)降耗。

1 提產(chǎn)降耗的措施

1.1 提高燒結(jié)質(zhì)量

燒結(jié)質(zhì)量的穩(wěn)定是高爐穩(wěn)定產(chǎn)出的保證，燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度、粒度組成等物理指標(biāo)對(duì)高爐的透氣性影響非常大，而高溫冶金性能的熔滴性能、低溫還原粉化性能和還原性能，對(duì)于高爐軟熔帶的形成位置及高爐的透氣性也有較大影響。我廠緊抓燒結(jié)內(nèi)部管理、持續(xù)優(yōu)化燒結(jié)配礦結(jié)構(gòu)及進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)技改，在優(yōu)化燒結(jié)礦化學(xué)成分的同時(shí)，燒結(jié)料層厚度逐步由720 mm提高到830 mm，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)穩(wěn)定在80以上，平均粒徑穩(wěn)定在20 mm以上，燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量明顯改善。3號(hào)高爐的燒結(jié)粒度和燒結(jié)轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度如表1、表2所示。

表1 3號(hào)高爐燒結(jié)粒度分析

表2 3號(hào)高爐燒結(jié)轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度

1.2 管理入爐焦炭

通才公司由于沒(méi)有自己的焦化廠，焦炭全部來(lái)自于外購(gòu)。受到市場(chǎng)等因素的影響，前期進(jìn)入煉鐵廠的焦炭廠家多，進(jìn)廠數(shù)量不穩(wěn)定，造成入爐焦炭全部是混焦，且進(jìn)廠焦炭的質(zhì)量本身就有差別，給后期高爐的操作帶來(lái)很大的困擾，尤其是高爐正常爐況下的爐溫波動(dòng)問(wèn)題，更是多次將問(wèn)題矛頭指向混焦。我廠積極與公司溝通，克服困難，實(shí)現(xiàn)了入爐焦炭的分堆堆放和分倉(cāng)入爐，并加強(qiáng)對(duì)入廠焦炭的粒級(jí)管理，最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)焦炭問(wèn)題的追根溯源。

1.3 變化爐料結(jié)構(gòu)

由于受到鐵礦石漲價(jià)影響，外購(gòu)球團(tuán)價(jià)格也上漲較多。3號(hào)爐入爐結(jié)構(gòu)由原來(lái)的燒結(jié)+本廠球團(tuán)+外購(gòu)球團(tuán)=65%+11%+24%，改變?yōu)闊Y(jié)+本廠球團(tuán)+外購(gòu)球團(tuán)+塊礦=69%+9%+12+10%，綜合入爐品位由59.36%下降到58.42%。

1.4 應(yīng)用大礦批

大礦批在實(shí)踐中的應(yīng)用對(duì)高爐的提產(chǎn)降耗作用明顯。礦批重決定著爐內(nèi)料層的厚度，對(duì)爐料在爐喉的分布情況有較大影響。批重小時(shí)布料不均勻，若小到一定程度，將使邊緣和中心無(wú)礦石；批重增大，礦石分布變均勻，中心會(huì)出現(xiàn)加重而邊緣相對(duì)疏松，而且軟熔帶氣窗增大，料柱界面效應(yīng)減小，有利改善透氣性。3號(hào)高爐通過(guò)摸索實(shí)踐，礦批由原來(lái)的50～52 t，提升到63～64.5 t。隨著礦石批重的增加，焦層厚度由原來(lái)的490 mm提高到595 mm，高爐穩(wěn)定性和煤氣利用率明顯提升。經(jīng)過(guò)12月份一個(gè)月的運(yùn)行，每日礦耗較11月份增加550 t左右，煤氣利用率變化如圖1所示。

圖1 3號(hào)爐煤氣利用率趨勢(shì)

1.5 熱風(fēng)、富氧燒爐提高風(fēng)溫

熱風(fēng)是高爐的直接能源，提高風(fēng)溫就能降低燃料消耗。3號(hào)高爐配備有4座頂燃式熱風(fēng)爐，采用兩燒兩送的模式，全部燒高爐煤氣。采用富氧燒爐進(jìn)行改造后，富氧量達(dá)到了1 500 m3/h，燒爐速度明顯加快，同時(shí)優(yōu)化熱風(fēng)爐的燒爐和換爐模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤氣和空氣的雙預(yù)熱，使煤氣預(yù)熱到220℃左右，助燃風(fēng)預(yù)熱到190℃左右，提高風(fēng)溫到1 220℃。

1.6 高富氧和高噴煤相結(jié)合

提高富氧率有利于高爐提產(chǎn)，富氧率每提高1%，產(chǎn)量就能提高2.5%左右，3號(hào)高爐采用機(jī)前富低壓氧、加機(jī)后富高壓氧氣的模式。在安全前提下進(jìn)行機(jī)前富氧，并穩(wěn)定最大量使用，一般將富氧量控制在13 000 m3/h，機(jī)后高壓氧氣量穩(wěn)定在8 500 m3/h左右，高爐富氧率基本穩(wěn)定在7%以上。目前行業(yè)內(nèi)對(duì)噴煤比的認(rèn)識(shí)是一致的[1]，在增加煤量的同時(shí)，高爐的燃料比沒(méi)有升高，高爐除塵灰中的w（C）沒(méi)有升高，高爐順行并未受到影響。3號(hào)高爐有穩(wěn)定的1 220℃的高風(fēng)溫以及7%的富氧率，為噴煤創(chuàng)造了條件。配煤結(jié)構(gòu)采用煙煤+無(wú)煙煤=30%+70%，提高煤粉的細(xì)度，加強(qiáng)管理，實(shí)現(xiàn)均勻噴吹和穩(wěn)定噴吹。目前煤比穩(wěn)步提高，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)了175 kg/t以上的煤比。隨著煤比的增加，高爐保持了順行的態(tài)勢(shì)，且燃料比呈下降趨勢(shì)，定期跟蹤布袋除塵灰w（C），均保持在20%左右。

1.7 加強(qiáng)外圍管理的管理水平

實(shí)現(xiàn)對(duì)高爐進(jìn)口關(guān)和出口關(guān)高效管理一直都是高爐工作者追求的目標(biāo)。由于3號(hào)高爐爐缸直徑小，隨著冶強(qiáng)的進(jìn)一步提高，爐前出鐵對(duì)爐內(nèi)的操作影響愈發(fā)重要。鐵口狀況一旦不穩(wěn)定，將會(huì)嚴(yán)重影響到爐況穩(wěn)定順行，對(duì)高爐各項(xiàng)指標(biāo)的提升也會(huì)造成很大影響。因此，根據(jù)高爐生產(chǎn)實(shí)際，對(duì)炮泥廠家提出了出鐵時(shí)間大于80 min的要求，對(duì)爐前提出將出鐵間隔控制在10 min以?xún)?nèi)的要求。此外，與炮泥廠家就炮泥使用情況進(jìn)行了密切的溝通與協(xié)調(diào)，以保證炮泥的性能與高爐生產(chǎn)的匹配達(dá)到良好狀態(tài),并制訂嚴(yán)格的鐵口日常維護(hù)與保養(yǎng)計(jì)劃，使鐵口合格率顯著上升，爐前的漏鐵口以及出鐵延誤現(xiàn)象明顯減少，現(xiàn)全天爐次基本控制在15～16爐。

1.8 應(yīng)用低硅冶煉

低硅冶煉技術(shù)是現(xiàn)代高爐煉鐵工作中追求低燃料比最常采用的技術(shù)，該技術(shù)有利于爐況順行、煤氣流分布合理、爐缸工作活躍，為低硅冶煉創(chuàng)造了條件。3號(hào)爐在日常操作中堅(jiān)持低硅不低熱、低硅不低質(zhì)的方針。在高爐降硅的同時(shí)，對(duì)工長(zhǎng)提出了物理熱需控制在1 490℃以上的要求，在降硅的同時(shí)也保證了生鐵質(zhì)量，為下道工序提供了保證。目前3號(hào)爐高爐鐵水w（Si）基本控制在0.30%以?xún)?nèi)，具體指標(biāo)如圖2所示。

圖2 3號(hào)爐生鐵含硅變化情況

2 取得的效果

采取了一系列提產(chǎn)降耗措施和技術(shù)手段后，3號(hào)高爐的產(chǎn)量明顯提升，燃耗也穩(wěn)步降低。在2020年12月份取得了較好的指標(biāo)，具體指標(biāo)見(jiàn)表3。

表3 3號(hào)高爐12月份技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

3 存在的問(wèn)題

在3號(hào)爐提產(chǎn)降耗的進(jìn)程中，也暴露了一些問(wèn)題，制約著指標(biāo)的的進(jìn)一步提升。主要問(wèn)題總結(jié)如下：

1）邊緣氣流不穩(wěn)定，導(dǎo)致渣皮不穩(wěn)定，工作中陸續(xù)出現(xiàn)小套漏水現(xiàn)象，休風(fēng)更換后發(fā)現(xiàn)，基本都是由小套上部破損引起，說(shuō)明了在操作中存在邊緣氣流不穩(wěn)定的情況，小套的漏水和休風(fēng)對(duì)高爐的產(chǎn)量和指標(biāo)影響都比較大，因此，加強(qiáng)對(duì)邊緣氣流的控制是下一步生產(chǎn)中的重點(diǎn)工作；

2）目前，我國(guó)煉鐵的結(jié)構(gòu)仍是以燒結(jié)為主要爐料結(jié)構(gòu)，提高和穩(wěn)定燒結(jié)質(zhì)量是高爐取得高產(chǎn)低耗的保證，因此，為高爐提供優(yōu)質(zhì)燒結(jié)礦仍是今后主要的工作；

3）在此次3號(hào)爐提產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)焦丁料序進(jìn)行了優(yōu)化，并在每批料前后進(jìn)行了兩次布料的試驗(yàn)，由于時(shí)間較短，且焦丁量較少，整體對(duì)生產(chǎn)的影響還有待觀察；

4）通才新1 280 m3高爐將于今年投產(chǎn)，現(xiàn)有的360 m2燒結(jié)機(jī)肯定無(wú)法滿(mǎn)足兩座高爐的生產(chǎn)，因此，必須采用大球團(tuán)比例的爐料結(jié)構(gòu)，并對(duì)大球團(tuán)比例的生產(chǎn)做好準(zhǔn)備；

5）在12月份的生產(chǎn)中，3號(hào)爐出現(xiàn)了一次設(shè)備故障休風(fēng)，因此也對(duì)設(shè)備工作者提出更高的要求，需要運(yùn)用目前先進(jìn)的設(shè)備管理手段TNPM，以實(shí)現(xiàn)精益化生產(chǎn)，提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率，降低事故休風(fēng)。

4 結(jié)論

1）穩(wěn)定的外圍原燃料和原料條件是高爐穩(wěn)定順行和高產(chǎn)低耗的保證。

2）大礦批在生產(chǎn)實(shí)踐中對(duì)產(chǎn)量的提升和燃料的下降有積極的作用。

3）在高風(fēng)溫和高富氧的配合下，煤粉有較好的置換比，為進(jìn)一步的提高煤比打下了基礎(chǔ)。

4）在日常進(jìn)行低硅冶煉時(shí)，充足的物理熱是實(shí)現(xiàn)高效冶煉的保證，還要加強(qiáng)對(duì)爐缸溫度的監(jiān)控，保證活躍的爐缸溫度。