河鋼唐鋼2號(hào)高爐配加堿球生產(chǎn)實(shí)踐

客海濱 袁雪濤 王麗麗 段新民 董國(guó)強(qiáng)

(1．河鋼集團(tuán)唐山鋼鐵有限公司，2.唐山學(xué)院)

河鋼唐鋼2號(hào)高爐有效容積為2 922 m3，于2020年11月17日正式點(diǎn)火開(kāi)爐生產(chǎn)。2號(hào)高爐采用爐底、爐缸大塊碳磚加陶瓷杯結(jié)構(gòu)，爐腹、爐腰和爐身中下部采用鑄鐵冷卻壁，爐體冷卻采用軟水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)，渣處理采用環(huán)?！暗诪V法”水渣工藝，煤氣凈化工藝選用重力除塵加干式布袋除塵，高爐操作啟用專家系統(tǒng)。

為滿足物料平衡，河鋼唐鋼2號(hào)高爐爐料配加堿性球團(tuán)組織生產(chǎn)。通過(guò)不斷改善原燃料質(zhì)量，操作上采取合理礦批、平臺(tái)加中心焦、高頂壓、高風(fēng)溫、富氧噴煤、適當(dāng)降低鐵水溫度(控制鐵水含硅0.25%～0.35%)等強(qiáng)化冶煉的技術(shù)手段與措施，高爐經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)得到改善，實(shí)現(xiàn)全年高爐利用系數(shù)2.71 t/(m3·d)，燃料比522 kg/t。

1 三元爐料結(jié)構(gòu)生產(chǎn)

河鋼唐鋼2號(hào)高爐2021年1-3月以高堿度燒結(jié)礦+酸性球團(tuán)礦+塊礦的三元爐料結(jié)構(gòu)組織生產(chǎn)。高爐穩(wěn)定順行，以“穩(wěn)定邊緣，打開(kāi)中心，穩(wěn)定中心，照顧邊緣”的思路，采用照顧兩道氣流的布料制度。1-3月的平均產(chǎn)量8 350 t/d，平均風(fēng)量5 951 m3/min，平均氧量18 473 m3/h，平均風(fēng)溫1 173℃，燃料比520 kg/t。

2 高爐四元爐料結(jié)構(gòu)生產(chǎn)及措施

高爐打破原有高堿度燒結(jié)礦+酸性球團(tuán)礦+塊礦的模式，以堿性球團(tuán)礦替代燒結(jié)礦，實(shí)現(xiàn)高堿度燒結(jié)礦+堿性球團(tuán)礦+酸性球團(tuán)礦+塊礦的爐料結(jié)構(gòu)。為了適應(yīng)新型的四元爐料結(jié)構(gòu)，在入爐料質(zhì)量控制、上部裝料制度、下部送風(fēng)制度、熱制度、造渣制度、爐前出鐵和標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)等諸多方面采取了大量應(yīng)對(duì)措施。

2.1 爐料結(jié)構(gòu)變化

開(kāi)爐初期爐料結(jié)構(gòu)為：75%燒結(jié)礦+15%酸性球團(tuán)礦+10%塊礦。3號(hào)高爐投產(chǎn)后，受燒結(jié)產(chǎn)量影響，為滿足物料平衡，高爐開(kāi)始降低燒結(jié)礦配比，配加堿性球團(tuán)組織生產(chǎn)。調(diào)整后爐料結(jié)構(gòu)為：50%燒結(jié)礦+28%堿球+12%酸球+10%塊礦。具體爐料結(jié)構(gòu)變化見(jiàn)表1。

表1 唐鋼2號(hào)高爐爐料結(jié)構(gòu) %

2.2 自產(chǎn)堿球質(zhì)量

自產(chǎn)堿球的成分見(jiàn)表2，低溫還原粉化指標(biāo)見(jiàn)表3。

表3 自產(chǎn)堿球低溫還原粉化指標(biāo)

自產(chǎn)堿球中SiO2含量由4.0%左右逐步下降至3.2%；堿度由0.9升高至1.2。

隨著堿性球團(tuán)的質(zhì)量攻關(guān)深入開(kāi)展，自產(chǎn)堿性球團(tuán)冶金性能明顯改善，低溫還原粉化指標(biāo)RDI+6.3由61.02%提高到75.84%，RDI+3.15由73.17%提高到89.38%，RDI-0.5由21.22%降至7.92%。同時(shí)，還原膨脹率達(dá)到11%左右，抗壓強(qiáng)度由開(kāi)始的2 000 N提高3 000 N左右。

2.3 入爐料質(zhì)量的控制

對(duì)入爐料質(zhì)量的控制根本上就是對(duì)入爐料強(qiáng)度和粒度的管理：一方面從源頭控制，對(duì)入倉(cāng)質(zhì)量把關(guān)；另一方面主要是槽下篩分管理。在現(xiàn)有的原燃料條件下做好基礎(chǔ)管理的同時(shí)，調(diào)整焦炭篩孔，改善入爐大塊焦的粒度，把篩下的小塊焦與礦一起入爐提高塊狀帶的透氣性；由于小塊焦比表面積大，能夠首先發(fā)生碳的氣化反應(yīng)，發(fā)揮焦炭的還原作用，以此來(lái)減少大塊焦熔損，使大塊焦更好起到骨架作用；進(jìn)入死料堆的焦炭塊熔損少，可更好地起到焦炭的濾液作用，改善爐缸活躍性。

2.4 上部裝料制度的優(yōu)化

唐鋼2號(hào)高爐上部裝料制度采取中心加焦模式，隨著球團(tuán)比例的增加，高爐中心與邊緣氣流的匹配性減弱，出現(xiàn)“邊緣不穩(wěn)，中心不透”的現(xiàn)象，上部裝料采取“抑制邊緣、打開(kāi)中心”的裝料制度，見(jiàn)表4。

穩(wěn)定邊緣的調(diào)整措施為：礦、焦大角外抬1°，即大角40°抬至41°；縮角差1°，即角差10°降至9°。開(kāi)放中心調(diào)整措施為：中心焦角16°降至12°，中心焦圈4圈增到5.5圈。通過(guò)布料制度調(diào)整，高爐中心氣流逐步開(kāi)放、邊緣氣流趨于穩(wěn)定。

2.5 下部送風(fēng)制度

唐鋼2號(hào)高爐建立以活化爐缸為中心的操作理念，下部以高風(fēng)速、高動(dòng)能為活化爐缸提供動(dòng)力基礎(chǔ)，上部匹配以中心為主、兼顧邊緣的裝料制度，提高煤氣利用率，降低燃料消耗，下部送風(fēng)制度如表5所示。

表4 2號(hào)高爐裝料制度對(duì)比

表5 唐鋼2號(hào)高爐下部送風(fēng)制度

第三季度后，為了達(dá)到“吹透中心，活躍爐缸”目的，采取堵風(fēng)口、增加風(fēng)速和鼓風(fēng)動(dòng)能等技術(shù)手段。隨著高爐風(fēng)速動(dòng)能的增加，爐缸活性增強(qiáng)，產(chǎn)量增加，技術(shù)指標(biāo)提升。堅(jiān)持大風(fēng)量、高風(fēng)速、高動(dòng)能保證了爐缸活躍性。

2.6 熱制度

降低鐵水含硅量對(duì)降低生鐵成本、節(jié)能降耗、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的意義重大。參考、借鑒先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，保證高爐物理熱前提下，控制鐵水[Si+Ti]，可實(shí)現(xiàn)低硅冶煉。[1-2]

實(shí)施精細(xì)化操作、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)以及對(duì)原燃料質(zhì)量的嚴(yán)格管控，使邊緣與中心兩道氣流合理匹配，保持冷卻壁溫度、磚襯溫度穩(wěn)定在合理范圍內(nèi)，控制合理操作爐型，為實(shí)現(xiàn)低硅冶煉打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

保持充沛的爐缸熱度，物理熱1 500 ℃以上，提升爐況抵抗能力。密切關(guān)注鈦負(fù)荷并建立臺(tái)賬，嚴(yán)格控制[Si+Ti]，適當(dāng)降低[Si]，保證高爐渣鐵流動(dòng)性，爐缸活躍程度?？刂畦F中[Si]為0.25%～0.35%，[Ti]為0.030%～0.060%，如表6所示。

2.7 造渣制度

表6 唐鋼2號(hào)高爐鐵水成分

對(duì)唐鋼2號(hào)高爐爐渣成分進(jìn)行測(cè)量得到表7，Al2O3含量在15%～17%范圍波動(dòng)，屬于典型的高Al2O3爐渣(>13%)。對(duì)于高 Al2O3爐渣，采取降低爐渣堿度、控制適宜MgO/Al2O3的應(yīng)對(duì)措施，改善高爐渣鐵流動(dòng)性。合理的控制方案為：爐渣二元堿度由1.19降至1.14，渣中MgO/Al2O3控制在0.5～0.55水平。

2.8 爐前出鐵

(1)爐前制定“高爐出鐵管理規(guī)定”，采取南、北場(chǎng)鐵口交替零間隔出鐵模式。實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，對(duì)鐵口深度、鐵口合格率、出鐵正點(diǎn)率、單位時(shí)間出鐵量等制定了詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)，保證及時(shí)排盡渣鐵，為高爐強(qiáng)化冶煉保駕護(hù)航；超過(guò)40 min不下渣，風(fēng)壓達(dá)到上限時(shí)，及時(shí)減風(fēng)、減氧、降壓，確保爐況穩(wěn)定順行，同時(shí)另一場(chǎng)重疊出鐵，使用Ф65 mm 鉆頭開(kāi)鐵口，提高單位時(shí)間的出鐵量盡快排盡渣鐵。改善炮泥質(zhì)量，增加炮泥供應(yīng)廠家，擇優(yōu)使用，促進(jìn)炮泥質(zhì)量提高，保證合理的鐵口深度和出鐵均勻性。

表7 唐鋼2號(hào)高爐爐渣成分

(2)為確保高爐提產(chǎn)攻關(guān)期間的生產(chǎn)組織，強(qiáng)化煉鐵廠與總調(diào)度室溝通，做好鐵罐取配，杜絕因鐵罐運(yùn)行影響高爐出鐵的情況發(fā)生。對(duì)運(yùn)輸部機(jī)車運(yùn)行情況進(jìn)行重點(diǎn)管控，加強(qiáng)鐵罐取配的準(zhǔn)時(shí)化管理，最大限度滿足高爐出鐵需求。水渣運(yùn)輸方面，強(qiáng)化水渣外運(yùn)組織，適時(shí)增加倒運(yùn)水渣車輛，確保高爐出鐵不受影響。

2.9 堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，提高整體素質(zhì)水平

(1)提高崗位技術(shù)操作水平，逐步完善作業(yè)區(qū)各項(xiàng)規(guī)章制度，加強(qiáng)崗位技術(shù)培訓(xùn)，提高職工技術(shù)操作水平，統(tǒng)一爐內(nèi)四班操作，降低操作失誤率。

(2)解放思想，反思自己，樹立信心。高爐的操作爐型形成以后，達(dá)到一個(gè)長(zhǎng)期穩(wěn)定順行的狀態(tài)，保持原燃料質(zhì)量無(wú)大波動(dòng)，煤氣流分布合理時(shí)，逐步擴(kuò)礦批、降焦比改善煤氣利用。同時(shí)，使料速與煤氣流相適應(yīng)，以達(dá)到穩(wěn)定順行的爐況。

(3)大力推進(jìn)“以高爐穩(wěn)定順行為中心、各單位協(xié)同合作”的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理模式。不僅煉鐵系統(tǒng)內(nèi)部堅(jiān)持“以高爐穩(wěn)定順行為中心”，更需要輔助系統(tǒng)切實(shí)與高爐協(xié)同一致，形成合力，所有的工作重心都圍繞高爐生產(chǎn)展開(kāi)。

3 結(jié)語(yǔ)

(1)通過(guò)采取一系列的應(yīng)對(duì)措施后，爐況穩(wěn)定性提高，產(chǎn)量提高，但焦比仍然維持較高水平，煤比偏低。

(2)高比例球團(tuán)礦冶煉雖然給操作帶來(lái)一定的困難，但掌握其冶金性能及特點(diǎn)后，采取相應(yīng)措施，及時(shí)進(jìn)行分析與總結(jié)，仍然可使高爐穩(wěn)定順行和高產(chǎn)。