林曉輝，王連昌

（萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司 銀山型鋼煉鐵廠，山東 萊蕪 271104）

1 前言

萊鋼銀山型鋼煉鐵廠3200m3高爐開爐后，對布料制度進(jìn)行了調(diào)整，燃料比降低。2011年6月以來，因提升產(chǎn)能的需要，3200m3高爐擴(kuò)大了進(jìn)風(fēng)面積。風(fēng)口面積擴(kuò)大，冶煉強(qiáng)度增加，煤氣利用下降，消耗增加。2011年10月由于控制產(chǎn)能，對風(fēng)口加襯套和更換小風(fēng)口再次調(diào)整送風(fēng)面積?？s小風(fēng)口面積的生產(chǎn)實(shí)踐表明，實(shí)際風(fēng)速過大，燃料消耗增加。2011年12月至2012年9月間逐漸優(yōu)化送風(fēng)面積，風(fēng)速和鼓風(fēng)動(dòng)能適宜，消耗降低。為進(jìn)一步探討3200m3高爐合理的送風(fēng)制度，對風(fēng)口面積調(diào)整情況進(jìn)行總結(jié)。

2 調(diào)整風(fēng)口面積生產(chǎn)及分析

2.1 第1階段：擴(kuò)大風(fēng)口面積

因提升產(chǎn)能的需要，2011年6月借更換布料溜槽的機(jī)會(huì)，對高爐送風(fēng)面積進(jìn)行了調(diào)整：將原有的36個(gè)Φ120mm風(fēng)口中的9個(gè)更換為Φ130mm，風(fēng)口面積由0.4072m2擴(kuò)大為0.4278m2。

爐況的典型表現(xiàn)：

1）穩(wěn)定性差，不抗波動(dòng)，冷卻壁溫度容易波動(dòng)，水溫差4～5℃。爐況波動(dòng)時(shí)燃料比上升，爐況穩(wěn)定時(shí)燃料比受控。

2）高爐不接受高風(fēng)溫、大礦批、高頂壓操作，不接受較重的焦炭負(fù)荷，入爐焦比由以前340～345kg/t的水平退到355～360kg/t。焦比低于355kg/t時(shí)風(fēng)壓高，爐況容易波動(dòng)。

3）入爐焦比高，煤比水平偏低。

4）與擴(kuò)大風(fēng)口面積前比較爐缸長期處于不夠活躍的狀態(tài)，風(fēng)口燒損增加。

2.2 第2階段：縮小風(fēng)口面積

進(jìn)入2011年11月因控制產(chǎn)能的需要，高爐于11月19日借休風(fēng)的機(jī)會(huì)，對6#、18#及30#風(fēng)口加直徑為84mm的襯套，高爐送風(fēng)面積由0.4278m2縮小到0.3957m2。調(diào)整風(fēng)口面積后，鼓風(fēng)動(dòng)能由14314kg·m/s上升到15275kg·m/s，爐缸逐漸活躍，透氣性指數(shù)由33～34上升到35～36，煤氣利用率逐漸改善，燃料比由522kg/t下降到512kg/t。因加襯套的風(fēng)口容易結(jié)焦和損壞，12月5日將18#、30#風(fēng)口小套直接更換為直徑120mm的風(fēng)口，保留1個(gè)加襯的風(fēng)口。12月23日因限制產(chǎn)量，再次休風(fēng)，將10#、22#、34#風(fēng)口加直徑為84mm的襯套，12月25日22#風(fēng)口壞，直接更換為直徑110mm的風(fēng)口。至此風(fēng)口面積為0.3997m2，實(shí)際風(fēng)速維持在290～300m/s（見圖1），平均鼓風(fēng)動(dòng)能達(dá)到16490kg·m/s。燃料比逐漸上升，26日燃料比由正常情況時(shí)的510kg/t上升到513kg/t，28日上升到519kg/t（見圖2）。

圖1 2011年12月縮小風(fēng)口面積后實(shí)際風(fēng)速變化

圖2 2011年12月燃料比變化

2.3 問題點(diǎn)的原因分析

受焦炭質(zhì)量的限制，長期維持與風(fēng)口相適應(yīng)的風(fēng)量比較困難，鼓風(fēng)動(dòng)能僅能維持在13800～14300kg·m/s，遠(yuǎn)不能達(dá)到15000～16000kg·m/s的正常要求，造成高爐鼓風(fēng)動(dòng)能長期不足，爐缸中心難以吹透，爐缸長期不活躍，爐況穩(wěn)定性差，冷卻壁溫度容易波動(dòng)，水溫差上升，燃料比因此上升。擴(kuò)大風(fēng)口面積后，焦炭質(zhì)量滿足不了高爐的強(qiáng)化需要，為了保證爐況順行，中心焦比例由20%增加到25%，煤氣利用水平下降，消耗增加，燃料比上升。再次大風(fēng)口面積冶煉條件下，操作制度不夠合理。

第二階段縮小風(fēng)口面積初期，保證了鼓風(fēng)動(dòng)能，爐缸逐漸活躍起來，中心逐漸吹透，透氣性改善，煤氣利用改善，燃料比下降。爐況接受風(fēng)量能力提高，仍維持6150～6250m3/min的大風(fēng)量作業(yè)，實(shí)際風(fēng)速大大增加，從正常的280m/s左右上升到300m/s，鼓風(fēng)動(dòng)能達(dá)到17000kg·m/s，造成爐缸中心過吹，煤氣利用下降，燃料比又呈現(xiàn)上升的趨勢。

3 改善爐缸活躍性的措施

針對擴(kuò)大風(fēng)口面積后爐缸活躍性下降、爐況表現(xiàn)煤氣流不穩(wěn)、爐況穩(wěn)定性差、燃料比上升以及縮小風(fēng)口面積后實(shí)際風(fēng)速過大、中心過吹、燃料比上升的現(xiàn)狀，采取優(yōu)化送風(fēng)面積、優(yōu)化高爐操作、穩(wěn)定和改善原燃料質(zhì)量等改善爐缸活躍性的措施。

3.1 優(yōu)化高爐送風(fēng)面積

2012年1月25日在原有送風(fēng)面積的基礎(chǔ)上，將原有的Φ110mm的風(fēng)口調(diào)整為Φ120mm的風(fēng)口，保留3個(gè)Φ130mm的風(fēng)口，所有加襯套的風(fēng)口全部去掉襯套，風(fēng)口面積為0.4130m2，高爐的正常風(fēng)量控制在6100～6200m3/min。需要控制產(chǎn)能時(shí)，風(fēng)口面積調(diào)整為0.4035m2，高爐的正常風(fēng)量控制在6000～6100m3/min。

主要送風(fēng)參數(shù)控制情況見表1。

表1 優(yōu)化送風(fēng)面積后主要參數(shù)的控制

3.2 優(yōu)化高爐操作，提高煤氣流的穩(wěn)定性

3.2.1 優(yōu)化爐頂壓力

正常爐況下高爐全風(fēng)作業(yè)時(shí)頂壓采用225 kPa，頂壓與風(fēng)量匹配，按照頂壓=0.0368×風(fēng)量來設(shè)定爐頂壓力。在爐芯溫度下降初期，爐況表現(xiàn)壓量關(guān)系寬松，十字測溫中心溫度正常，仍然采用正常的頂壓操作，爐芯溫度繼續(xù)下降，最低到了249℃。經(jīng)過3個(gè)月的摸索實(shí)踐，在爐芯溫度下降期間，預(yù)示著爐缸的活躍性下降，為保證鼓風(fēng)動(dòng)能和實(shí)際風(fēng)速，全風(fēng)作業(yè)時(shí)頂壓的使用比正常要低一些。優(yōu)化實(shí)踐表明：在爐缸不活躍期間，頂壓=0.0355×風(fēng)量，按照頂壓與風(fēng)量匹配的原則進(jìn)行調(diào)劑，保證鼓風(fēng)動(dòng)能和實(shí)際風(fēng)速，有利于爐缸活躍。

3.2.2 優(yōu)化礦石批重

3200m3高爐2010年3月開爐，同年8月成功進(jìn)行了大礦批生產(chǎn)實(shí)踐，礦石的批重長期穩(wěn)定在110～115 t。自從2012年2月爐芯溫度下降以后，在爐芯溫度下降3個(gè)多月期間，多次嘗試將礦石批重?cái)U(kuò)大到110 t以上，爐況不接受，氣流不穩(wěn)定。只要礦石批重超過105 t，爐況表現(xiàn)壓量關(guān)系比較緊張。通過摸索實(shí)踐，在爐芯溫度下降和回升期間，爐缸不活躍，將礦石批重穩(wěn)定在100～105 t。

3.2.3 優(yōu)化焦炭負(fù)荷

3200m3高爐爐芯溫度下降之前煤比水平穩(wěn)定在175kg/t左右，焦炭負(fù)荷持續(xù)在極限狀態(tài)下運(yùn)行。在爐芯溫度下降期間，爐況表現(xiàn)好時(shí)，及時(shí)將焦炭負(fù)荷、煤比水平調(diào)整到位，始終讓爐況處在極限焦炭負(fù)荷運(yùn)行，爐芯溫度始終沒有回升的跡象。2個(gè)多月的摸索實(shí)踐表明，在爐芯溫度下降和回升期間，高爐的焦炭負(fù)荷必須保持穩(wěn)定，保持煤比水平在170kg/t，比正常低5kg/t左右，有利于活躍爐缸。

3.3 穩(wěn)定和改善原燃料質(zhì)量

雖然精料對降低燃料比起重要作用，但由于企業(yè)自身?xiàng)l件的限制，不可能達(dá)到真正的精料水平。因此，在自身原燃料條件下，更要追求原燃料的穩(wěn)定。萊鋼3200m3高爐開爐以后，焦炭質(zhì)量有所下降，尤其是CSR下降到62%。為此，要求工長做好以下幾方面的工作：1）及時(shí)跟蹤原燃料的變化信息，做到預(yù)知預(yù)控，避免爐況波動(dòng)。2）加強(qiáng)看料，每班兩次，做好記錄。原燃料變差時(shí)，一是加強(qiáng)篩分和降低差料的入爐比例，二是要做好原燃料的理化數(shù)據(jù)檢測，及時(shí)匯報(bào)相關(guān)部門。3）加強(qiáng)槽下倉位、平鋪料、篩網(wǎng)和篩速的管理，堅(jiān)持半倉灌料，每班正常使用的振篩空振2次，檢查篩底，確保不被堵塞，以保證篩分效果

4 取得的生產(chǎn)效果

在調(diào)整風(fēng)口面積生產(chǎn)實(shí)踐中，采取了改善爐缸活躍性的一系列措施，爐況順行，爐況穩(wěn)定性增強(qiáng)，燃料比下降，生產(chǎn)效果顯著。與大風(fēng)口面積相比較，爐缸活躍性增強(qiáng)，燒損的風(fēng)口數(shù)量顯著減少（見圖3，2011年7—12月）；優(yōu)化送風(fēng)面積后平衡爐溫的燃料比由520kg/t降低到512kg/t（如圖4所示）；高爐接受大礦批、高風(fēng)溫操作，入爐焦比由350～360kg/t降低到335～340kg/t，煤比由150～160kg/t提升到160～170kg/t。

圖3 2011年7—12月調(diào)整風(fēng)口面積期間風(fēng)口燒損數(shù)

圖4 優(yōu)化送風(fēng)面積后平衡爐溫的燃料比變化趨勢

萊鋼3200m3高爐從2011年6月至2012年1月調(diào)整風(fēng)口面積的生產(chǎn)實(shí)踐表明：1）當(dāng)前原燃料條件下，送風(fēng)面積達(dá)到0.4278m2以后，高爐的產(chǎn)能雖然得到提升，但爐況的穩(wěn)定性差，抗波動(dòng)能力弱，爐缸活躍性下降，每月燒損的風(fēng)口數(shù)量增加，高爐的消耗增加，燃料比上升。2）大風(fēng)口面積冶煉條件下，高爐不接受高風(fēng)溫、大礦批操作，入爐焦比上升10～15kg/t，煤比下降10kg/t。3）現(xiàn)有原料條件下，適宜的高爐送風(fēng)面積在0.4035～0.4130m2，實(shí)際風(fēng)速在280～290m/s，鼓風(fēng)動(dòng)能在14500～16000kg·m/s是合理可行的，且能取得比較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。