供稿|惠國東 / HUI Guo-dong

本鋼新1號(hào)高爐生產(chǎn)能力分析與對策

Production Capacity Analysis and Countermeasures about New No.1 BF in BX Steel

供稿|惠國東 / HUI Guo-dong

作者單位：本鋼板材股份有限公司煉鐵廠，遼寧 本溪 117000

內(nèi)容導(dǎo)讀

本鋼板材新1號(hào)高爐開爐運(yùn)行至今，利用系數(shù)始終不高，生產(chǎn)能力沒有達(dá)到最佳。根據(jù)原燃料質(zhì)量條件，同時(shí)結(jié)合高爐的實(shí)踐運(yùn)行參數(shù)，對影響高爐爐腹煤氣量、K值的各個(gè)因素進(jìn)行詳細(xì)分析，并針對性的提出提高爐腹煤氣量的對策，為高爐下一步強(qiáng)化決策提供科學(xué)的數(shù)據(jù)依據(jù)。

本鋼新1號(hào)高爐設(shè)計(jì)容積為4350 m3，于2008年10月9日開爐投產(chǎn)。開爐后各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)水平，但自2009年1月開始，由于對4000 m3以上大型高爐操作經(jīng)驗(yàn)的欠缺，加上布料溜槽磨損、焦炭質(zhì)量波動(dòng)等原因，操作爐型被破壞，經(jīng)歷了一年多的操作制度的摸索和優(yōu)化，重新確立了各項(xiàng)技術(shù)操作參數(shù)，生產(chǎn)逐步走上了正軌，高爐順行狀況逐步改善，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)穩(wěn)步提高，尤其是2013年3—4月份，焦比達(dá)到了歷史最低水平(見表1)，但高爐燃料比較高，利用系數(shù)較低。

原燃料質(zhì)量分析

燒結(jié)礦由2臺(tái)265m2燒結(jié)機(jī)供給，燒結(jié)質(zhì)量相對穩(wěn)定；馬耳嶺球團(tuán)抗壓強(qiáng)度低，合格率低，我們的要求是合格率要達(dá)到100%。綜合入爐品位59.0%，較去年下降0.4%。

表1　本鋼板材新1號(hào)高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

新1號(hào)高爐以焦化廠焦四車間干熄焦為主，焦三車間干熄焦為輔，焦三干熄焦占入爐焦炭量的20%左右，焦炭的各項(xiàng)性能指標(biāo)相對穩(wěn)定。

目前噴吹的煤粉煙煤比例為43%，導(dǎo)致了煤粉的發(fā)熱值較低，煤粉的置換系數(shù)只有0.702，這直接影響著燃料比的升高；而且負(fù)200目的比例只有61%，距離要求≥80%還有很大的差距。

高爐運(yùn)行參數(shù)分析

進(jìn)入2013年，廠部推行穩(wěn)健的生產(chǎn)經(jīng)營計(jì)劃。新1號(hào)高爐采取了一系列措施，逐步優(yōu)化各種冶煉制度，實(shí)行穩(wěn)扎穩(wěn)打，逐步降低焦比。

穩(wěn)定操作

統(tǒng)一、穩(wěn)定的操作制度是爐況順行的基礎(chǔ)。嚴(yán)格落實(shí)“三穩(wěn)定”(料批、爐溫、堿度)的操作方針，認(rèn)真做好團(tuán)體配合，堅(jiān)決反對個(gè)人主義的操作風(fēng)格?！叭€(wěn)定”的主旨為穩(wěn)定熱制度，因此，特別需要穩(wěn)定風(fēng)量、氧量、加濕、頂壓、風(fēng)溫等參數(shù)，努力平衡爐溫在1500~1515 ℃。堅(jiān)決控制適宜壓差在160~175 kPa，上限壓差≤185 kPa。

上部調(diào)劑

為促使煤氣流合理分布，改善布料矩陣的檔位角差，在礦角差不變的條件下，調(diào)整第3、4、5檔位，使之由等角差發(fā)展為階梯角差，做到布料平臺(tái)更為平整。

為改善邊緣氣流，采取提高料線的措施。礦批料線由1.4 m調(diào)整為1.3 m，邊緣溫度穩(wěn)定在80~100℃。

縮小焦批，由23.5 t減少為22.8t，增加了焦炭負(fù)荷，穩(wěn)定了煤氣流的三次分布。

微調(diào)中心焦量，根據(jù)外圍原燃料條件的變化改善中心氣流，確保中心氣流發(fā)展和爐況順行。

下部調(diào)劑

進(jìn)入3月份后，天氣逐步開始轉(zhuǎn)暖，原燃料條件將逐步改善，為增加入爐風(fēng)量，3月28日季修時(shí)擴(kuò)大風(fēng)口面積，由0.4680 m2擴(kuò)大為0.4705 m2。

爐型管理

努力保持完整的操作爐型，在調(diào)整各項(xiàng)冶煉制度的同時(shí)嚴(yán)密監(jiān)視爐墻的工作狀況，包括渣皮的脫落情況，水溫差的上升等。經(jīng)過調(diào)整，入爐風(fēng)量、爐腹煤氣量緩慢增加，產(chǎn)量隨之提高。

高爐指標(biāo)影響因素分析

經(jīng)過近幾個(gè)月的運(yùn)行，對爐溫的控制越來越好，其波動(dòng)幅度越來越??；壓差水平不斷降低，平均壓差小于170 kPa；爐腹煤氣量逐步增加，目前已經(jīng)達(dá)到9000 m3/min，但爐腹煤氣量指數(shù)卻偏低，目前只有57.0 m3/(min·m2)的水平。大高爐爐腹煤氣量指數(shù)一般在58~66 m3/(min·m2)之間，寶鋼、太鋼等大高爐通常維持在60m3/(min·m2)左右(見表3)，因此還有較大的提升空間。

如果使?fàn)t腹煤氣量指數(shù)達(dá)到60 m3/(min·m2)，則需要爐腹煤氣量達(dá)到9500 m3/min，對影響爐腹煤氣量指數(shù)的各個(gè)參數(shù)逐一分析。

風(fēng)量

若保持其他參數(shù)不變，需要增加風(fēng)量360 m3/min，即入爐風(fēng)量達(dá)到6660 m3/min，電鼓完全有能力達(dá)到。風(fēng)量的增加會(huì)導(dǎo)致鼓風(fēng)動(dòng)能增加，活躍爐缸；同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致中心氣流發(fā)展，邊緣趨弱，K值上升。

增加富氧

增加富氧到33000 m3/h，使富氧率達(dá)到6.3%。新1號(hào)高爐的富氧管道經(jīng)過改造后，具備了提高富氧率的能力，但5.0%以上的富氧率還沒有嘗試過。增加富氧率通常會(huì)使理論燃燒溫度提高，降低透氣性，邊緣氣流發(fā)展。

增加濕度

表3　本鋼新1號(hào)、寶鋼4#、太鋼5#高爐操作參數(shù)對比

每5 g/m3的濕度可以增加0.5的爐腹煤氣量指數(shù)。本溪地區(qū)大氣濕度隨季節(jié)變化較大，夏季最高可達(dá)20 g/m3。為保持鼓風(fēng)濕度的穩(wěn)定，通常開加濕，將鼓風(fēng)濕度穩(wěn)定在每天的最高水平。但加濕會(huì)增加燃料比，每增加1 g/ m3濕度會(huì)提高0.8 kg/t燃料比。

提高噴煤量

隨著爐腹煤氣量的提高，煤比也會(huì)相應(yīng)的提高，焦炭負(fù)荷加重，透氣性變差，影響順行。煤粉影響爐腹煤氣量指數(shù)較小，每10 t/h煤量影響0.3的爐腹煤氣量指數(shù)。噴吹煤粉會(huì)降低理論燃燒溫度，而大煤比時(shí)會(huì)導(dǎo)致邊緣氣流發(fā)展。

根據(jù)爐況需要，同時(shí)調(diào)整風(fēng)量、富氧、噴吹、濕度等參數(shù)

綜合對策與方向

爐腹煤氣量的增加直接影響著煤氣流的初始分布。限制爐腹煤氣量增加的最主要原因是K值的上升。我們通過表3可以看出，寶鋼與太鋼分別采取了增加風(fēng)量和提高富氧率的方式來提高爐腹煤氣量指數(shù)，但二者的K值均處于下限值。4000m3以上高爐的K值通常小于3.0。新1號(hào)高爐目前K值在2.8~ 3.0之間，在此基礎(chǔ)上如果增加爐腹煤氣量勢必會(huì)增加K值，破壞順行。為使K值降低，我們需要從以下方面著手：

降低高爐的渣鐵比

渣量是煤氣順利穿過滴落帶的決定性因素。國內(nèi)指標(biāo)較好的大高爐渣比普遍低300 kg/t，而以寶鋼的渣比最低，達(dá)到250 kg/t。新1號(hào)高爐的渣比超過310 kg/t，有待進(jìn)一步降低。

提高原燃料的粒度

受成本壓力的影響，新1號(hào)原燃料入爐粒度在不斷的縮小，減小燒結(jié)篩孔直徑，但是這勢必影響高爐的透氣性，影響爐腹煤氣量的增加。

提高球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度

國內(nèi)同類型高爐入爐球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度為2300~ 2500 N/P，而馬耳嶺球團(tuán)的抗壓合格率僅有50%。因此需要提高球團(tuán)礦的抗壓強(qiáng)度，減少入爐粉末，改善透氣性。

調(diào)整布料制度，降低燃料比

在布料制度的調(diào)整過程中，我們始終在探索最佳的適合自身的制度。目前采取的中心加焦的布料制度已經(jīng)形成了相對完整操作體系，在爐況順行方面能有效的避免因外界波動(dòng)而導(dǎo)致的爐況波動(dòng)，但中心加焦布料的弊端便是能耗高，尤其在燃料比方面。在今后的布料制度調(diào)整中，我們將在目前的基礎(chǔ)上，逐步探索以平臺(tái)加漏斗形狀的布料制度。

提高煤粉發(fā)熱值

提高煤粉的發(fā)熱值，提高置換比，降低燃料比；提高煤粉?200目的比例，改善煤粉的燃燒性能。因中心加焦的高爐通常中心氣流比較發(fā)展，當(dāng)煤比大幅度提高后，未燃煤粉容易進(jìn)入爐內(nèi)與爐渣混合，降低高爐的透氣性。

擴(kuò)大風(fēng)口面積

擴(kuò)大風(fēng)口面積，給增加入爐風(fēng)量提供條件。目前新1號(hào)高爐的風(fēng)口面積為0.4705 m2，可以逐步提高到0.4750 m2。

提高爐頂壓力

提高爐頂壓力可以有效降低煤氣流速，降低壓差，改善透氣性，增加爐腹煤氣量。目前新1號(hào)高爐頂壓在240 kPa，可以逐步提高到250 kPa。

結(jié)語

原燃料的質(zhì)量決定高爐生產(chǎn)能力的大小，要想取得好的指標(biāo)，精料方針是首選。

高爐經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的提高需要高爐運(yùn)行穩(wěn)定，各項(xiàng)制度相對應(yīng)調(diào)劑，做到高爐操作與制度的統(tǒng)一。

爐腹煤氣量的影響因素眾多，提高爐腹煤氣量應(yīng)考慮對壓差、K值的影響，因地制宜，根據(jù)自身的生產(chǎn)條件，選擇符合當(dāng)前生產(chǎn)的冶煉制度。

作者簡介：惠國東(1971—)，男， 1993年畢業(yè)于鞍山鋼鐵學(xué)院，鋼鐵冶金，工程師，板材煉鐵廠技術(shù)科工作。

DOI:10.3969/j.issn.1000－6826.2015.04.11