董文明，趙軒，楊光濤

（天津鋼鐵集團(tuán)有限公司煉鐵廠，天津 300301）

天鋼2 000 m3高爐原燃料條件劣化的應(yīng)對(duì)

董文明，趙軒，楊光濤

（天津鋼鐵集團(tuán)有限公司煉鐵廠，天津 300301）

天鋼2 000 m3高爐由于原、燃料劣化，導(dǎo)致高爐穩(wěn)定性變差，燃料比升高，也使有害元素增加，對(duì)高爐穩(wěn)定生產(chǎn)產(chǎn)生較大影響。通過采取清篩網(wǎng)以將小于5 mm的粉末控制到最低、縮小礦批增加料速、布料調(diào)整矩陣以“保證中心，適當(dāng)控制邊緣為主”為原則、加長風(fēng)口縮小風(fēng)口面積、降低負(fù)荷、降低煤比和加強(qiáng)爐前管理等措施，達(dá)到爐況順行，維持高強(qiáng)度冶煉的目的。

高爐 原燃料 操作 技術(shù) 高強(qiáng)度 冶煉

1 引言

精料方針是高爐操作的根本。但近年來，中國鋼鐵市場競爭激烈，鐵礦石、優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源緊張，企業(yè)成本壓力大，高爐實(shí)際的原燃料條件是在逐漸劣化，對(duì)高爐穩(wěn)定產(chǎn)生較大影響。高爐煉鐵生產(chǎn)是有條件論，不唯條件論。因此，面對(duì)原燃料條件劣化的情況，怎樣調(diào)整高爐操作，適應(yīng)原燃料條件的改變，保證高爐順行，在優(yōu)質(zhì)操作指標(biāo)與成本之間找到平衡點(diǎn)，是當(dāng)前優(yōu)化操作的主要課題。

2 原燃料條件變化情況及對(duì)高爐產(chǎn)生的影響

2.1 燒結(jié)礦質(zhì)量變化

燒結(jié)礦受配礦的影響品味降低，導(dǎo)致高爐入爐品位降低，渣比升高。入爐品位由2010年平均57.71%，降低到2011年上半年的57.3%，到2011年下半年突降到56.2%，入爐品位降低1%以上。同時(shí)由于燒結(jié)配礦使用多礦點(diǎn)的混合礦，冶金性能不穩(wěn)定，低溫還原粉化率和軟熔區(qū)間的大幅變化對(duì)高爐穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響。圖1為2 000 m3高爐入爐品位變化趨勢。

2.2 焦炭質(zhì)量變化

天鋼焦炭全部外購，由于優(yōu)質(zhì)煉焦煤的緊張和企業(yè)成本的壓力，高爐焦炭的質(zhì)量也在逐漸變差。焦炭灰分達(dá)到12.8%甚至是13%，S也達(dá)到0.8%。焦炭的熱強(qiáng)度和反應(yīng)性變化不大，但2011年8月停爐時(shí)，從風(fēng)口區(qū)和爐缸中取焦炭樣，焦炭粒度一般在30 mm左右，說明焦炭質(zhì)量惡化。圖2為2 000 m3高爐焦炭CRI和CSR變化趨勢。

2.3 對(duì)高爐產(chǎn)生的影響

原燃料條件劣化造成高爐透氣性降低，控制壓差由2010年的小于155 kPa，升高到2011年小于165 kPa。同時(shí)由于原燃料性能的波動(dòng)，造成高爐穩(wěn)定性變差，煤氣流分布不易穩(wěn)定，特別表現(xiàn)在高溫區(qū)銅冷卻壁的渣皮脫落嚴(yán)重，熱量隨之波動(dòng)，導(dǎo)致高爐減風(fēng)次數(shù)與負(fù)荷變化次數(shù)增加。

3 高爐控制調(diào)整

CRI和CSR變化趨勢

圖2 天鋼1#高爐2011年焦炭熱性能變化趨勢

原燃料條件變差對(duì)高爐的影響是不可避免的，通過對(duì)高爐操作的調(diào)整來適應(yīng)原燃料條件的變化，保證高爐穩(wěn)定順行，在優(yōu)質(zhì)操作指標(biāo)與成本之間找到平衡點(diǎn)，是高爐的主要任務(wù)。

3.1 加強(qiáng)槽下管理，減少入爐粉末

在無法達(dá)到精料方針中“高品位”的情況下，盡最大努力保證“凈”。定時(shí)清篩網(wǎng)，特別是雨雪天氣，料濕極易附帶粉末，篩網(wǎng)也不易清理干凈，要特別加強(qiáng)清篩網(wǎng)粒度。加強(qiáng)對(duì)上給閘門開度的控制和篩網(wǎng)的檢查，保證T/H值不超過130。同時(shí)槽下定時(shí)取樣，對(duì)篩上和篩下物進(jìn)行粒度分析，將小于5 mm的粉末控制到最低。

3.2 調(diào)整爐料結(jié)構(gòu)，減少生礦配比

2 000m3高爐爐料結(jié)構(gòu)為“燒結(jié)+球團(tuán)+生礦”，在入爐品味降低的情況下，適當(dāng)降低燒結(jié)礦R2，增加燒結(jié)用量，減少生礦用量，增加熟料比。2010年2 000 m3高爐生礦配比為15%，2011年上半年生礦配比減至10%，2011年下半年減至5%。生礦配比的降低，對(duì)減少入爐粉末、緩解軟熔帶變厚影響高爐透氣性有重要作用。

3.3 調(diào)整裝料制度

3.3.1 縮小礦批

入爐品位降低、渣比升高對(duì)高爐透氣性帶來的不利影響是絕對(duì)的。縮小礦批，增加料速可以在緩解入爐品味降低對(duì)高爐透氣性帶來不利影響的同時(shí)，保證高爐利用系數(shù)基本不變。但在縮小礦批時(shí)要注意爐喉焦炭層厚度的變化，要保證焦炭層有一定的厚度滿足高爐透氣性的需要。2 000 m3高爐2010年礦批為57 t，料速保持在6～6.5 ch/h，焦層厚度保持500 mm， 2011年下半年礦批為54 t，料速保持在6.5～7 ch/h，焦層厚度保持不低于460 mm。

3.3.2 調(diào)整布料矩陣

原料冶金性能變差時(shí)，軟熔區(qū)間變寬，高爐透氣性變差，不易吹透中心，使邊緣氣流加強(qiáng)，造成邊緣軟熔帶根部不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致透氣性更差。因此，在布料矩陣調(diào)整中以“保證中心，適當(dāng)控制邊緣”為主，同時(shí)保證料層均勻鋪開，達(dá)到穩(wěn)定軟熔帶的作用。表1為2 000 m3高爐2011年布料矩陣主體框架調(diào)整。

3.4 下部送風(fēng)制度調(diào)整

在“保證中心，適當(dāng)控制邊緣”的指導(dǎo)思想下，適當(dāng)加長風(fēng)口，2 000 m3高爐共28個(gè)風(fēng)口，2010年為4個(gè)500 mm，配以少量470 mm，大部為450 mm，2011年全部換為470 mm。在加長風(fēng)口的同時(shí)，適當(dāng)縮小風(fēng)口面積，將風(fēng)口面積由0.330 2 m2，改為0.328 3 m2。風(fēng)口面積的調(diào)整要兼顧煤比和風(fēng)速，如果煤比較高而風(fēng)速過高，會(huì)使大量未燃煤粉進(jìn)入中心料柱，從而造成透氣性變差。

3.5 適當(dāng)降低[Si]和穩(wěn)定渣系

在保證爐缸熱量的基礎(chǔ)上，適當(dāng)降低[Si]，可以降低高溫區(qū)，可以緩解爐料性能變化對(duì)高爐透氣性的不利影響。入爐品位降低、渣比升高在導(dǎo)致高爐透氣性變差的同時(shí)，也加強(qiáng)了脫硫的作用，對(duì)降[Si]有一定的有利作用。2011年2 000 m3高爐將鐵水物理熱大于1 500℃作為衡量熱量的主要標(biāo)準(zhǔn)，將[Si]控制標(biāo)準(zhǔn)由0.45～0.55%下調(diào)到0.35～0.45%。圖3為2 000 m3高爐鐵中[Si]變化趨勢。

為輔助降[Si]，2011年2 000 m3高爐將爐渣R2適當(dāng)提高到1.15～1.20。但在大渣量的情況下，要保證爐渣有良好的流動(dòng)性，因此2 000 m3高爐控制爐渣中Al2O3與MgO含量，保證Al2O3/MgO不小于0.55。

表1 天鋼1#高爐布料矩陣調(diào)整

圖3 天鋼1#高爐2011年鐵中Si含量變化趨勢

3.6 及時(shí)調(diào)整負(fù)荷，減少爐況波動(dòng)

焦炭質(zhì)量在大型高爐冶煉過程中的作用是十分突出的。在焦炭質(zhì)量波動(dòng)造成熱量波動(dòng)、壓差升高的情況下，對(duì)煤氣流的調(diào)整作用較慢，在這種情況下，高爐要及時(shí)采取降低負(fù)荷、降低煤比措施，改善透氣性，適應(yīng)焦炭質(zhì)量波動(dòng)的生產(chǎn)條件，待氣流調(diào)整作用顯現(xiàn)，再將負(fù)荷提回，縮短爐況波動(dòng)周期。負(fù)荷的調(diào)整要兼顧壓差與煤比，要掌握好高爐可接受的最大噴煤量，減少因負(fù)荷調(diào)整對(duì)能耗降低、成本控制的不利影響。

3.7 加強(qiáng)爐前出鐵管理

在大渣量、高冶煉強(qiáng)度的情況下，爐前能否及時(shí)排凈渣鐵對(duì)高爐順行起著重要作用。2 000 m3高爐首先改善炮泥質(zhì)量，同時(shí)采取混配的方式，不但改善了鐵口通道狀態(tài)，同時(shí)使炮泥消耗降低到0.46 kg/t。其次根據(jù)鞍鋼專家建議，適當(dāng)降低鐵口深度，由3 000 mm降低到2 800 mm，減少了斷鐵口、鐵口噴濺大的現(xiàn)象。最后在渣前鐵速不能達(dá)到5 t/min且1 h不能下渣時(shí)，打開另一鐵口出鐵，保證及時(shí)出凈渣鐵。

4 應(yīng)用效果

原燃料條件劣化對(duì)高爐的不利影響是不可避免的，高爐只有通過調(diào)整操作，使高爐穩(wěn)定得到相對(duì)的改善，達(dá)到高爐穩(wěn)定、順行的目的。1#高爐通過以上措施，在入爐品位降低1%以上、原料條件波動(dòng)大的情況下，保證了爐況順行，保持利用系數(shù)和焦比基本不變，但燃料比有所上升，2010年高爐平均操作燃料比為524 kg/t，2011年高爐平均操作燃料比上升到528 kg/ t。圖4為1#高爐焦比、燃料比與入爐品位變化趨勢。

圖4 天鋼1#高爐2011年操作燃料比變化趨勢

5 結(jié)論

原燃料條件劣化，除導(dǎo)致高爐穩(wěn)定性變差、燃料比升高外，也使入爐有害元素增加，對(duì)高爐長壽帶來不利影響。特別是2011年燃料條件劣化、渣比升高后，1#高爐高溫區(qū)銅冷卻壁渣皮非常不易穩(wěn)定，出現(xiàn)冷卻壁破損現(xiàn)象。原燃料條件劣化對(duì)高爐的不利影響是不可避免的，高爐可以通過改善操作與原燃料條件相適應(yīng)，達(dá)到保證爐況順行、維持高強(qiáng)度冶煉的目的。大渣量下的高強(qiáng)度冶煉煤氣流調(diào)整方針應(yīng)以“保證中心，適當(dāng)控制邊緣”為指導(dǎo)思想。在原燃料條件劣化的情況下，抓好槽下篩分和爐前出鐵的作用十分重要。

Countermeasure against Degradation of TISCO 2 000 m3BF Raw Material and Fuel Condition

DONG Wen-ming,ZHAO Xuan and YANG Guang-tao
Iron-making Plant,Tianjin Iron and Steel Group Company Limited,Tianjin 300301,China

The degradation of raw material and fuel for 2 000 m3BF greatly affected the smooth production of blast furnace because of BF stability worsening,fuel ratio increase and detrimental element rise.A serious measures were taken,such as controlling the amount of＜5 mm pulverized material to minimum by cleaning screen,shrinking ore batch and speeding up material distribution,adopting"ensuring center;properly controlling edge"principle in material distribution adjustment, prolonging tuyere and reducing tuyere area,lowering load and coal ratio and enhancing cast house floor management.The goal of maintaining BF smooth running and high strength smelting was accomplished.

BF;raw material and fuel;operation;technology; high strength;smelting

董文明，工程師，現(xiàn)任天鋼集團(tuán)有限公司煉鐵廠1#高爐技術(shù)主管，E-mail：yang01757@sina.com。

（收稿 2012－05－24 編輯 崔建華）