胥廣學(xué) 張雷忠 王聰 安銘 付廷強(qiáng)

摘 要：2008年以來，為降低鐵水成本，濟(jì)鋼高爐逐步增加經(jīng)濟(jì)料配比，為解決經(jīng)濟(jì)料冶煉對爐況的負(fù)面影響，通過采用大風(fēng)量強(qiáng)動(dòng)力冶煉核心技術(shù)，強(qiáng)力活躍爐缸，保持爐況順行，改善了高爐生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：風(fēng)量 經(jīng)濟(jì)料 強(qiáng)動(dòng)力

1.前言

濟(jì)鋼2#1750高爐是中冶南方設(shè)計(jì)，于2005年4月點(diǎn)火投產(chǎn)，至今已生產(chǎn)近9年時(shí)間。高爐爐體全高40200mm， 24個(gè)風(fēng)口，2個(gè)鐵口，鐵口夾角90°，均為“薄壁”爐型高爐。

其爐缸爐體采用當(dāng)時(shí)比較典型的結(jié)構(gòu)：爐缸底部平鋪2層石墨質(zhì)高爐焙燒炭磚，上面立砌一層微孔炭磚。爐缸側(cè)壁至風(fēng)口區(qū)為微孔炭磚。內(nèi)襯為黃剛玉+復(fù)合棕剛玉莫來石磚。采用全冷卻壁結(jié)構(gòu)，自爐底到爐喉鋼磚共分14段冷卻壁，設(shè)計(jì)水量為4200m3/h。

2.2#1750高爐增加經(jīng)濟(jì)料后的爐況特點(diǎn)

2.1爐缸活躍程度差

近年來濟(jì)鋼實(shí)施經(jīng)濟(jì)料冶煉，對爐況的影響是全面的。入爐品位降低，渣比升高，渣中Al2O3含量升高，合金元素含量增加，入爐堿負(fù)荷增加，焦炭強(qiáng)度變差，這些因素使高爐透氣、透液性降低，渣鐵流動(dòng)性變差，高爐穩(wěn)定指數(shù)下降，操控難度增加，熱制度不穩(wěn)定，爐缸工作難以活躍。同時(shí)由于原燃料質(zhì)量變化比較頻繁，對熱制度的操控帶來難度，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)低爐溫，使得爐缸熱儲(chǔ)備減少，爐缸工作狀態(tài)更會(huì)變差，活性更顯不足。另外由于透氣、透液性差，入爐風(fēng)量小，形成爐缸不活的另一個(gè)因素，造成鼓風(fēng)動(dòng)能不足，風(fēng)速不夠，難以吹透爐缸，中心形成較大、較頑固的死焦堆。

2.2 爐況穩(wěn)定性差

很長時(shí)間以來，為保持基本順行，應(yīng)對經(jīng)濟(jì)料，我們基本采用中心加焦的矩陣形式以達(dá)到開放中心抑制邊緣的效果。但在爐缸不活躍的基本爐況條件下，圓周很難均勻，時(shí)有出小氣流現(xiàn)象發(fā)生，逐步走上邊緣礦越來越多，焦炭量越來越少，以圖控制氣流的調(diào)劑思路。邊緣壓制過死，中心焦量過多，在風(fēng)量小時(shí)死料堆增大，圓周及中心都有堆積現(xiàn)象，最終爐缸實(shí)際容量減小，鐵水環(huán)流增加。同時(shí)由于礦批太大，礦層增加對氣流的抑制大過焦層厚度增加對氣流的引導(dǎo)作用，也就是礦批與其他參數(shù)不匹配，入爐風(fēng)量進(jìn)一步萎縮，造成爐況運(yùn)行困難，下料不好，時(shí)有塌料發(fā)生，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)懸料。

2.3操作參數(shù)的具體表現(xiàn)

2.3.1入爐風(fēng)量小且不穩(wěn)定

由于原燃料條件、固有操作習(xí)慣、整體理念等各種因素影響，2#1750高爐入爐風(fēng)量水平低，長期徘徊在3300—3400m3/min左右，爐缸活躍程度差，整體消耗水平高，燃料比水平高。

2.3.2下料差 ，渣鐵排放差，整體指標(biāo)差

2#1750高爐近幾年風(fēng)量持續(xù)偏小，爐缸活躍程度差，燃料比偏高，容易受外界條件變化引起爐況波動(dòng)，高爐缺乏長期穩(wěn)定性。由于采用中心加焦模式，中心死料堆大，爐缸實(shí)際容量減小，鐵水環(huán)流增加；爐缸侵蝕較嚴(yán)重，經(jīng)常加釩鈦礦護(hù)爐，爐缸需要熱量增加，需要更高的物理熱量來保證渣鐵流動(dòng)性。

圖1 2008年來爐芯溫度、燃料比、風(fēng)量2.3.3風(fēng)口燒壞多，休風(fēng)、慢風(fēng)多，休風(fēng)慢風(fēng)時(shí)間長

3.爐況存在問題的原因分析

通過長期實(shí)踐，認(rèn)真總結(jié)，我們認(rèn)為造成爐況長期波動(dòng)的原因有：

3.1在操作理念，思路有局限，方法不靈活。盲目追求新概念，抓不住主要矛盾，爐況順行得不到保證。

3.2經(jīng)濟(jì)料冶煉，原燃料條件差，渣鐵成分不好，在應(yīng)對上采取措施不夠。近幾年濟(jì)鋼采用經(jīng)濟(jì)料冶煉，原料品位降低，入爐品位在53%-54%左右，渣比升高（430kg/tfe-450 kg/tfe）；渣系A(chǔ)l2O3升高（17%-18%之間），高爐堿負(fù)荷升高，Ti等其他有害元素增加；塊礦使用量增加，而塊礦的冶金性能較差，焦炭的強(qiáng)度也有所降低。這些因素使高爐透氣、透液性降低，渣鐵流動(dòng)性變差，高爐穩(wěn)定指數(shù)下降，操控難度增加，風(fēng)量萎縮，燃料比升高。

3.3操作制度不適應(yīng)原燃料及爐況變化。采用經(jīng)濟(jì)料冶煉后，爐況波動(dòng)加大，為了穩(wěn)定爐況，2#爐開始中心加焦的矩陣模式。較大的中心焦量堆起了看似充足的中心氣流，同時(shí)強(qiáng)制壓邊以保證邊緣的穩(wěn)定性。這種矩陣中心過于寬大，沒有形成真正強(qiáng)有力的中心氣流，而邊緣又壓的過死，中心和邊緣兩股氣流明顯失調(diào)。因此煤氣利用低下，風(fēng)量難以上加。同時(shí)由于礦批太大，礦層增加對氣流的抑制作用大過焦層厚度增加對氣流的引導(dǎo)作用，也就是礦批與風(fēng)量不匹配，造成風(fēng)量提升困難。

4.努力實(shí)施強(qiáng)動(dòng)力冶煉，解決長期存在的根本問題

4.1樹立新型理念，不盲目照搬別廠經(jīng)驗(yàn)，在生產(chǎn)中以風(fēng)量為第一追求目標(biāo)

2013年來，分廠提出強(qiáng)動(dòng)力冶煉的基本思路，切中了問題關(guān)鍵。強(qiáng)動(dòng)力冶煉的基本特征就是以大風(fēng)量、高風(fēng)速來活躍爐缸，改善料柱透氣性，提高煤氣利用，提高爐況穩(wěn)定性，帶動(dòng)技術(shù)全面進(jìn)步，指標(biāo)不斷改善。我們根據(jù)高爐具體情況，提出了具體的操作理念，貫徹到實(shí)踐中，取得了良好效果。

4.2建立新操作思路：小礦批、低料線、高堿度、低爐溫、控制壓差、疏導(dǎo)氣流、長期護(hù)爐、定期回調(diào)，并依托強(qiáng)有力的考核制度在日常生產(chǎn)中強(qiáng)力執(zhí)行

4.2.1熱制度調(diào)整： 在2013年來的生產(chǎn)中，熱制度調(diào)整的主要內(nèi)容是實(shí)施了低硅冶煉的基本操作。其技術(shù)要點(diǎn)是：高堿度，高溫度，低【Si】，高M(jìn)go，大風(fēng)量，高風(fēng)速。爐溫系數(shù)逐步降低到0.35—0.40%水平，物理溫度保持在1510—1520℃水平，極大地促進(jìn)了風(fēng)溫使用水平的提高，冷風(fēng)大閘逐步全關(guān)。

4.2.2造渣制度：二元堿度提高到1.24—1.26水平，提高熱量儲(chǔ)備。同時(shí)采取積極措施，保持合適鎂鋁比，應(yīng)對高鋁渣。提高燒結(jié)礦中MgO含量，保持在11.5±0.5水平。增加輔料造渣，保證爐渣中合適的MgO含量。一般鎂鋁比控制在0.65以上效果就很好。

4.2.3送風(fēng)制度和裝料制度的調(diào)整：首先縮小風(fēng)口面積到0.270㎡左右，提高風(fēng)速、鼓風(fēng)動(dòng)能，為加風(fēng)創(chuàng)造條件；隨著風(fēng)量和冶強(qiáng)的提升，布料矩陣隨之調(diào)整：疏導(dǎo)邊緣，開放中心。改變過去強(qiáng)力壓邊的思路，通過退角度、調(diào)圈數(shù)、改變中心焦比例達(dá)到引導(dǎo)中心、疏導(dǎo)邊緣氣流、提高透氣性、提高煤氣利用目的；同時(shí)提高頂壓達(dá)到205kp，降低壓差，進(jìn)一步積極加風(fēng)；縮小礦批，礦批由原來的52—55t，縮小到42--44t左右。 4.2.4壓差控制：日?？刂茐翰钤?75kp以下，努力減少快慢料，減少氣流失常的可能。

4.2.5強(qiáng)動(dòng)力條件下護(hù)爐制度：進(jìn)入2014年，我們在原來思路基礎(chǔ)上，提煉創(chuàng)新了低硅高堿高釩鈦球護(hù)爐新方法，取得了良好效果。低硅高堿護(hù)爐的整體思路是在推進(jìn)大風(fēng)量、高堿度、低爐溫操作的基礎(chǔ)上，逐步增加海砂釩鈦球比例，控制鐵水中【Ti】含量在0.14—0.16%主要，控制【Si】+【Ti】含量在0.40—0.55%水平。

其參數(shù)調(diào)整：推進(jìn)低爐溫高堿度高釩鈦比例護(hù)爐技術(shù)，關(guān)鍵在保證爐缸活躍、風(fēng)量的穩(wěn)步提升、爐況的長期穩(wěn)定。我們經(jīng)過探討，對重點(diǎn)參數(shù)做出調(diào)整：配料堿度1.20—1.22，實(shí)際堿度1.18—1.20；渣中Mgo含量控制11.5±0.5；物理溫度保持1500—1520℃間；爐溫【Si】控制0.30—0.40%水平。實(shí)際效果：通過參數(shù)的調(diào)整，逐步形成低爐溫、高堿度、小礦批、低料線、高鎂鋁比、定期處理爐缸的操作理念，爐況穩(wěn)定性穩(wěn)步增強(qiáng)，各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)中有升，爐缸側(cè)壁溫度長期保持低水平運(yùn)行，爐皮溫度相對穩(wěn)定，達(dá)到了很好的護(hù)爐效果。

4.2.6時(shí)時(shí)處理爐缸措施（1）提高渣鐵物理溫度，保證鐵水物理熱1500℃以上，使?fàn)t缸熱量逐步提高；（2）提高燒結(jié)中MgO的含量來提高爐渣中鎂鋁比，降低爐渣粘度，改善渣鐵流動(dòng)性；（3）加強(qiáng)爐前出鐵管理，增加鐵口深度，加快出鐵節(jié)奏，減少跑泥現(xiàn)象；（4）通過提高富氧率和風(fēng)溫加熱爐缸；（5）采取定期投球和不定期熱洗和投螢石等方法處理爐缸。

5、效果與下一步方向

通過長期的努力，取得了明顯效果：

5.1風(fēng)量逐步提升，動(dòng)能穩(wěn)步提高。

圖2 2012年以來風(fēng)量、動(dòng)能變化5.2爐況穩(wěn)定程度有很大提高，主要指標(biāo)在入爐品位不斷降低情保持穩(wěn)定。

5.3護(hù)爐有新成績，保證了本質(zhì)安全。

6.1 爐況順行是高爐冶煉的基礎(chǔ)，強(qiáng)動(dòng)力冶煉是應(yīng)對經(jīng)濟(jì)料，保證爐況順行的重要技術(shù)思路。

6.2科學(xué)調(diào)劑矩陣，堅(jiān)持“開放中心，疏松邊緣”的原則，礦批與矩陣調(diào)整相結(jié)合，配合適合的礦批，會(huì)達(dá)到理想效果。

6.3 2#爐通過持續(xù)處理爐缸，穩(wěn)步增加風(fēng)量，爐缸工作狀態(tài)得到優(yōu)化，氣流分布趨于合理。風(fēng)速、動(dòng)能穩(wěn)步提高，促進(jìn)了爐況進(jìn)一步穩(wěn)定。

圖3 2012年來入爐品味和利用系數(shù)

圖4 2012年來爐皮H1點(diǎn)和爐芯溫度 6、 結(jié)語

6.4 護(hù)爐工作要立足于生產(chǎn)中護(hù)爐，靠順行護(hù)爐，而不能為護(hù)爐而護(hù)爐。

參考文獻(xiàn)：

[1]周傳典 高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊

[2]高爐過程氣體動(dòng)力學(xué)