尹憲偉， 李曉慧

（寧波鋼鐵有限公司， 浙江 寧波 315800）

寧鋼2號(hào)高爐爐身上部黏結(jié)處理

尹憲偉， 李曉慧

（寧波鋼鐵有限公司， 浙江 寧波 315800）

針對(duì)寧鋼2號(hào)高爐由于入爐鋅負(fù)荷控制不當(dāng)、邊緣氣流控制不合理、入爐粉末控制不到位等原因造成爐身上部黏結(jié)的現(xiàn)象，通過(guò)采取一系列措施，包括降料線處理上部黏結(jié)，控制入爐鋅負(fù)荷、采取合理的上部裝料制度、減少入爐粉末、優(yōu)化冷卻制度等，可有效控制爐身上部黏結(jié)情況，節(jié)約成本。

高爐 鋅負(fù)荷 上部調(diào)整 入爐粉末

1 爐身黏結(jié)情況

2012年2號(hào)高爐一直被周期性爐身上部黏結(jié)的問(wèn)題所困擾，雖然后期通過(guò)技術(shù)上的摸索和進(jìn)步，弱化了爐身黏結(jié)給生產(chǎn)帶來(lái)的影響，但是并沒(méi)有從根本上有效控制爐身上部黏結(jié)的發(fā)生。2012在3月、7月、11月份共進(jìn)行三次黏結(jié)的集中處理，相比較而言，3月份的黏結(jié)對(duì)生產(chǎn)影響最大，也是黏結(jié)最嚴(yán)重的一次；而7月份、11月份分別是利用定修契機(jī)和燒結(jié)低槽位機(jī)進(jìn)行的預(yù)防性處理，對(duì)生產(chǎn)影響不大。圖1為2012年3月份2號(hào)高爐黏結(jié)情況。

圖1 高爐黏結(jié)圖

2 主要原因分析

2.1 入爐鋅負(fù)荷控制不當(dāng)

入爐鋅負(fù)荷控制不當(dāng)，是導(dǎo)致?tīng)t身上部發(fā)生黏結(jié)的根本原因。鋅單質(zhì)的熔點(diǎn)為419℃，沸點(diǎn)907℃，鋅在爐料中多以多分子化合物以及鹽類(lèi)形式存在。含鋅化合物在大于1 000℃的高溫區(qū)被CO還原為氣態(tài)鋅，鋅蒸汽隨煤氣上升，到達(dá)溫度較低的區(qū)域時(shí)冷凝而再氧化。再氧化形成的氧化鋅細(xì)顆粒一部分附著于上升煤氣的粉塵中被帶出爐外；一部分在特定的爐況條件下，不規(guī)則地附著在爐墻上，形成最初的瘤根，隨著時(shí)間的推移而逐步增大；其余部分隨著下降的爐料再次進(jìn)入高溫區(qū)，周而復(fù)始，形成了鋅在高爐內(nèi)的富集現(xiàn)象，據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究，高爐內(nèi)部鋅的循環(huán)富集量較入爐鋅量大一個(gè)數(shù)量級(jí)，一般為10～30倍。由于鋅對(duì)高爐穩(wěn)定生產(chǎn)有較大潛在的危害，因此國(guó)內(nèi)外的鋼鐵企業(yè)對(duì)入爐鋅負(fù)荷的控制都十分嚴(yán)格，具體見(jiàn)表1。

表1 國(guó)外企業(yè)對(duì)入爐鋅負(fù)荷控制標(biāo)準(zhǔn)

2011年9月開(kāi)始，為應(yīng)對(duì)鋼鐵市場(chǎng)嚴(yán)峻形勢(shì)，寧鋼大力開(kāi)展固廢利用項(xiàng)目，壓縮制造成本。為克服煉鋼OG泥產(chǎn)耗不平衡問(wèn)題，在燒結(jié)混勻造堆中進(jìn)行了連續(xù)大比例配用，最高單月使用量達(dá)到了9 300 t。2012年初2號(hào)高爐入爐鋅負(fù)荷嚴(yán)重超標(biāo)，最高達(dá)到了700 g/t以上（見(jiàn)圖下頁(yè)2）；同時(shí)由于當(dāng)時(shí)對(duì)高爐平臺(tái)漏斗布料模式掌控不到位，造成高爐CCT溫度長(zhǎng)期處于較低水平，且波動(dòng)較大（見(jiàn)圖下頁(yè)3），對(duì)高爐排鋅十分不利，造成高爐內(nèi)部鋅富集嚴(yán)重，使?fàn)t身上部出現(xiàn)不均勻黏結(jié)現(xiàn)象；爐身14段、12段壁體溫度降幅明顯，極差加劇，造成周向氣流分布不均勻，爐況順行變差，塌滑料頻繁，煤氣利用低，燃料消耗居高不下。

圖2 2012年2號(hào)高爐14段壁體溫度與入爐鋅負(fù)荷推移圖

圖3 2012年2號(hào)高爐14段壁體溫度與CCT推移圖

2.2 邊緣氣流控制不合理

邊緣氣流控制不合理是導(dǎo)致?tīng)t身上部黏結(jié)加劇的直接原因。由于入爐鋅負(fù)荷不受控，爐身上部出現(xiàn)不均勻黏結(jié)，操作爐型不規(guī)則，邊緣氣流均勻性變差，十字測(cè)溫的邊緣溫度由原100℃左右升高至200～300℃（具體見(jiàn)圖4）；雖然在操作調(diào)整上也采取了一些抑制邊緣的措施，但從整體效果來(lái)看邊緣氣流并沒(méi)有得到有效控制，而此時(shí)邊緣氣流不受控主要還是由于爐身上部不均勻黏結(jié)造成的，邊緣氣流的不受控必然又進(jìn)一步造成黏結(jié)的加劇。2012年2號(hào)高爐整體煤氣利用偏低，且經(jīng)常性伴隨風(fēng)口的破損，也可以從另一個(gè)側(cè)面反應(yīng)出邊緣氣流控制是不到位的，存在邊緣小管道。從圖5可以看出，2號(hào)高爐爐體熱負(fù)荷是隨著十字測(cè)溫邊緣溫度的升高而逐步降低的，因此目前操作調(diào)劑的主導(dǎo)思想在嚴(yán)格控制入爐鋅負(fù)荷的同時(shí)，采取略微壓制邊緣的布料模式，確保邊緣溫度在合適范圍內(nèi)。根據(jù)前期的經(jīng)驗(yàn)，2號(hào)高爐煤比在170～180 kg/t時(shí)，邊緣溫度控制在180℃以?xún)?nèi)較為合適。

圖4 2011年-2012年2號(hào)高爐邊緣溫度推移圖

圖5 邊緣溫度與熱負(fù)荷散點(diǎn)圖

2.3 入爐含粉控制不到位

入爐含粉控制不到位，是導(dǎo)致?tīng)t身上部黏結(jié)加劇的另一原因。入爐含粉增加后不但直接影響到高爐的透氣性，造成中心吹不透，邊緣氣流易發(fā)展；同時(shí)由于爐料粉末粒度小、軟熔溫度低，在爐身上部便形成Fe0初渣與其他物料的混合物，黏結(jié)在爐墻上形成瘤根，且隨著其他條件的變化和時(shí)間的推移體積不斷增大。從圖6中也可以看出，2號(hào)高爐14段壁體溫度的變化與入爐含粉有一定的相關(guān)性。

圖6 2012年2號(hào)高爐14段壁體溫度與燒結(jié)入爐含粉推移圖

3 應(yīng)對(duì)措施和效果

3.1 加強(qiáng)入爐鋅負(fù)荷管控

針對(duì)寧鋼入爐鋅負(fù)荷不受控且長(zhǎng)期偏高的問(wèn)題，煉鐵廠專(zhuān)門(mén)成立了入爐原燃料管理小組，查找原因，制定控制標(biāo)準(zhǔn)，并采用工序倒推的方式確定混勻造堆中的配加量；同時(shí)實(shí)行高低鋅物料的分堆管理，并對(duì)高爐鋅元素的收支平衡進(jìn)行跟蹤計(jì)算，確保了入爐鋅負(fù)荷整體受控。為了進(jìn)一步降低對(duì)高爐的影響，目前入爐鋅負(fù)荷的控制標(biāo)準(zhǔn)由原500 g/t降至400 g/t，見(jiàn)圖7。2號(hào)高爐鋅負(fù)荷收支平衡圖見(jiàn)下頁(yè)圖8。

圖7 2012年2號(hào)高爐入爐鋅負(fù)荷與控制

3.2 通過(guò)上部制度調(diào)整，控制合適的邊緣氣流

隨著前期經(jīng)驗(yàn)的積累，目前寧鋼高爐操作人員已經(jīng)意識(shí)到邊緣氣流控制的重要性，特別是隨著煤比和富氧能力的逐步提高，控制合適的邊緣氣流顯得尤為重要。2012年11月份以來(lái)，在保證布料平臺(tái)穩(wěn)定的同時(shí)，上部料制的調(diào)整傾向于加重邊緣礦焦比，拉寬平臺(tái)的方式，在保證兩道氣流受控的同時(shí)，煤氣利用有了顯著提高，為降低消耗創(chuàng)造條件，2011年11月以來(lái)CCT與邊緣溫度推移圖見(jiàn)圖8。

圖8 2011年11月以來(lái)CCT與邊緣溫度推移圖

3.3 加強(qiáng)槽下篩分控制，減少入爐含粉

一方面，通過(guò)加強(qiáng)過(guò)程槽位控制，減少供料流程中的粒度破損；另一方面，嚴(yán)格控制不同品種物料的T/H值，同時(shí)推進(jìn)槽下篩網(wǎng)和篩板的標(biāo)準(zhǔn)化管理，強(qiáng)化工長(zhǎng)和操作人員對(duì)槽下篩分情況的監(jiān)督檢查力度。2012年2號(hào)高爐燒結(jié)入爐含粉推移圖見(jiàn)圖9。

3.4 強(qiáng)化工長(zhǎng)操業(yè)，穩(wěn)定爐溫控制

保持爐溫的穩(wěn)定性，以最低爐溫標(biāo)準(zhǔn)管理，以[Si]為主，w[Si]=0.3%～0.4%，禁止出現(xiàn)0.25%以下。PT為輔：1 510～1 520℃，下限不低于1 490℃。2012年2號(hào)高爐14段壁體溫度與鐵水物理熱推移圖見(jiàn)圖10。

圖9 2012年2號(hào)高爐燒結(jié)入爐含粉推移圖

圖10 2012年2號(hào)高爐鐵水物理熱推移圖

3.5 優(yōu)化冷卻參數(shù)，防止過(guò)度冷卻

寧鋼由于所處的地理位置特殊，年度氣溫差異較大，因此冷卻參數(shù)的選擇要根據(jù)季節(jié)的變化進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整（見(jiàn)圖11）；特別是爐墻出現(xiàn)黏結(jié)跡象時(shí)，及時(shí)通過(guò)冷卻制度進(jìn)行輔助調(diào)整，可以取得一定的效果。但同時(shí)要認(rèn)識(shí)到，處理爐墻黏結(jié)時(shí)調(diào)整冷卻制度并不能作為主要的手段，只能配合其他措施進(jìn)行輔助微調(diào)，保持穩(wěn)定冷卻制度對(duì)于高爐長(zhǎng)壽工作還是必要的，但也要防止過(guò)度冷卻。

圖11 2012年2號(hào)高爐冷卻制度調(diào)整

3.6 降料線處理上部黏結(jié)

通過(guò)將料線降到一定范圍，將爐身上部區(qū)域的黏結(jié)物露出料層表面，利用“熱脹冷縮”的原理以及低料線時(shí)爐料的沖擊作用，使?fàn)t墻黏結(jié)物脫落。目前該方法在寧鋼兩座高爐經(jīng)過(guò)多次嘗試和操作上不斷優(yōu)化，對(duì)處理上部黏結(jié)效果還是比較明顯的，但對(duì)黏結(jié)物根部處于較低位置的情況，通過(guò)降料線方法只能做到一段時(shí)間內(nèi)的緩解，并不能從根本上消除黏結(jié)物。2012年11月19日2號(hào)高爐降料線前后高爐順行變化圖見(jiàn)圖12。

圖12 2012年11月19日2號(hào)高爐降料線前后高爐順行變化

4 結(jié)論

1）高爐發(fā)生爐墻黏結(jié)情況，往往并不是單一因素引起的，而是多個(gè)問(wèn)題累加的結(jié)果。這就需要我們通過(guò)查找分析，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題根源，并逐個(gè)加以控制，才是解決問(wèn)題的根本。

2）對(duì)于寧鋼2號(hào)高爐來(lái)說(shuō)，引起爐墻黏結(jié)的根本原因就是鋅負(fù)荷偏高，而且短期內(nèi)波動(dòng)較大，雖然目前控制標(biāo)準(zhǔn)降低至400 g/t，但相比于行業(yè)內(nèi)高指標(biāo)下的同類(lèi)型高爐，400 g/t仍然是偏高的。

3）在入爐鋅負(fù)荷偏高，原燃料波動(dòng)較大的情況下，對(duì)于高爐邊緣氣流的控制顯得尤為重要，從2號(hào)高爐170～180 kg/t煤比情況下，邊緣溫度不宜長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)180℃。

4）冷卻制度的調(diào)整可以作為爐墻黏結(jié)處理的輔助手段，配合其他措施進(jìn)行微調(diào)，同時(shí)針對(duì)高爐長(zhǎng)壽考慮，維持穩(wěn)定的冷卻制度是十分必要的。

5）控制爐溫穩(wěn)定、降低入爐含粉要做為操業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容，常抓不懈。

6）通過(guò)降料線方法處理爐身上部黏結(jié)，對(duì)于寧鋼2座高爐還是有一定效果，但是不能從根本上改變高爐周期性黏結(jié)的問(wèn)題。

（編輯：王瑾）

Bonding Treatment for No.2 Blast Furnace Upper Shaft in Ningbosteel

Yin Xianwei,Li Xiaohui
（Ningbo Iron&Steel Co.,Ltd.,Ningbo Zhejiang 315800）

Due to improper control of zinc load,unreasonable control of edge gas flow and powder into the furnace,there is upper shaft bonding phenomenon in Nanbosteel No.2 blast furnace.By taking a series of measures,including upper bonding treatment of dropping stockline,control of zinc load,reasonable upper charging system,reducing powder,optimization of cooling system etc.,the upper shaft bonding can be effectively controlled,and the cost is saved.

blast furnace,zinc load,upper adjustment,furnace powder

TF549

A

1672-1152（2017）04-0099-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.04.37

2017-06-03

尹憲偉（1981—），男，本科，畢業(yè)于北京科技大學(xué)，工程師，現(xiàn)從事高爐煉鐵技術(shù)工作。