三鋼1800m³高爐低燃料比冶煉實踐

鐘指輝

（三鋼閩光股份有限公司煉鐵廠   福建  三明  365000）

摘  要：對三鋼1800m3高爐低燃料比冶煉實踐進行了總結。通過采取穩定入爐原燃料、積極探索上下部調劑、穩定操作爐型、持續推行低硅冶煉、加強爐前管理等一系列措施，實現了高爐爐況長期穩定順行和良好的技術經濟指標。

關鍵詞：高爐；操作爐型；燃料比；煤氣利用

Low fuel ratio smelting practice of sansteel's 1800m³ blast furnace

Zhong Zhihui

(Sansteel Min Guang Co.,Ltd.Iron Mill,sanming 365000,Fujian)

Abstract：the paper summarized the production experiences of low fuel ratio smelting practice of sansteel's 1800m3 blast furnace. By taking a series of measures, such as stabilizing the original fuel into the blast furnace, and actively explore the adjustment of the upper and lower parts, stable operation of furnace type, low silicon smelting continuous implementation, strengthen the management of blast furnace site, achieve long-term stable operation and good technical and economic indicators

關鍵詞高爐操作爐型燃料比煤氣利用

Key words: blast furnace；furnace profile；fuel ratio；gas utilization

三鋼南區高爐爐容為1800m3。設有2個出鐵口、26個風口。高爐采用了軟水密閉循環系統、銅冷卻壁、薄壁爐襯、皮帶上料、卡魯金頂燃式熱風爐等先進技術。南區高爐于2012年3月開爐，開爐后快速達產，燃料比也一度維持較低水平。受嚴峻的鋼鐵生產形式和鐵前低成本的巨大壓力，高爐積極探索，進一步降低燃料比，固有的高爐操作理念和技術不能適應原燃料條件的變化，通過加強原燃料的管理，優化高爐操作參數等措施，高爐生產取得了良好的技術指標，實現了高產低燃料比、長期穩定順行的目標。南區高爐主要技術經濟指標見表1。

注：2015年2月份年終檢修，爐況恢復不順，影響產量。

1 穩定入爐原燃料

1.1 合理搭配入爐原料結構，穩定燒結礦質量

南區高爐配套1臺220㎡燒結機，采用厚料層燒結、混合料蒸汽預熱及點火用煤氣、空氣雙預熱等技術，正常生產能滿足1800m³高爐生產需求。由于鐵礦石品種多樣，成分不穩定，通過合理配礦，力求達到入爐燒結礦強度高、含粉率低、質量穩定，220m²燒結礦指標見表2。為了進一步降低成本，合理搭配入爐原料結構，提高塊礦入爐量，入爐原料結構見表3。

1.2 優化、穩定高爐用焦結構

1800m³高爐主要使用2種焦炭，廠內干熄搗固焦和外購焦（閩光曲沃）。受產能影響，二種焦炭入爐使用量很不穩定，平均2天左右改比例一次。由于外購焦和廠焦水分不一致，頻繁改比例造成爐溫波動。通過協調，目前1800m³高爐一半用廠內干熄焦，另外一半使用閩光曲沃焦炭。這樣1800m³高爐使用的焦炭質量得以保證，為保持高爐爐況順行，降低燃料比提供有利條件。

1.3 強化原燃料管理

三鋼南區高爐加強對原燃料質量變化的監控，利用鐵前MES信息系統，實時掌握各種入爐原燃料質量狀況，提前調劑，減少原燃料質量波動對高爐爐況的影響。為了燒結礦成份有代表性，在取制樣環節，利用MES信息系統，對每一組燒結樣成份數據進行對比，若有重復數據視為弄虛作假，進行考核，大大提高了燒結礦成份的可靠性。

入爐原燃料含粉多，不僅會影響爐況穩定順行，而且焦粉會隨煤氣吹出，直接造成高爐燃料比升高。為了降低在卸料過程中的二次粉化，嚴格控制焦炭和燒結料倉的卸料時機，以倉底剩半倉料供料的模式，減少粉末入爐；槽下原燃料篩分，合理控制下料倉門開度，在保證正常上料的基礎上，控制料流≤0.060t/s，保證原燃料良好的篩分效果，盡量避免粉末入爐；定期測量篩后燒結的粉率，實時掌握入爐燒結礦粉率。

1.4 合理配煤改善噴吹煤質量

無煙煤固定碳含量高，但可磨性和燃燒性較差。煙煤燃燒性好，可磨性和燃燒性好，但爆炸性比無煙煤高。鑒于配吹單一煤種的局限性，2013年2月采用揮發份12%澳洲煤與無煙煤混合噴吹，噴吹配煤揮發份控制在6～10%左右，通過分析對比使用進口澳洲噴吹煤與白煤混合噴吹效果較理想，達到降低入爐焦比的目的，因采購和成本等方面因素，采用理化性能指標相當的國內噴吹煤替代進口噴吹煤，通過合理配比取得較好效果。煤粉主要理化性能指標見表4。

2 積極探索上下部調劑，尋求合理參數配置

2.1 優化上部裝料制度

上部裝料制度的調整是改善煤氣利用率的最有效手段之一，生產過程中根據原燃料情況和爐況順行狀況進行調整。上部調劑參照測得的布料角度（碰撞點α最大角度37.5°），1800 m³高爐在開爐之初為保證爐況順行，上部采取縮小布料角度，小角差，α礦為29.5°₃，27°₃，24.5°₂，α焦為29.5°₃，27.5°₂，25.5°₂，23°₂，16°₃，礦批40t。隨著爐況正常，為了獲得較好煤氣利用率。結合爐頂十字測溫和料面攝像裝置，逐步加大礦、焦角，采用礦石五環，焦炭六環，逐步加重邊沿。在保證中心氣流的前提下，α礦 38.5°₅ 36°₄ 33.5°₃ 31°₂，28.5°₂，α焦為34.5°₂，32°₂，29.5°₂，27°₂，24.5° ₂，礦批逐步擴大至59t。十字測溫邊緣5點溫度維持在60～80℃，次中心點溫度在180～220℃（中心點溫度壞），2014年平均頂溫為111℃，2015年1季度平均頂溫為103℃，燃料比維持在較好水平。

2.2 需求合理的下部送風制度

爐內煤氣流在高爐內經過三次分布，初始分布決定燃燒帶的長短、回旋區的大小，初始分布不合理，則上部裝料制度無論如何調整氣流都難控制，在一定的冶煉條件下，選擇適宜的風口長度和進風面積，獲得合理的風速和鼓風動能，使爐缸工作均勻，煤氣流初始分布合理。

1800m³高爐開爐時配用Φ120mm×470mm斜4°風口，風口面積為0.294m²，爐腹煤氣指

數為63m³/m²，風口理論溫度2200℃，風速為280m/s，風口鼓風動能為145kj/s。雖然上部裝料制度采取抑制邊緣氣流，但是效果不明顯，爐身中下部、爐腰、爐腹（標高15635～23918mm）熱電偶溫度頻繁跳升，而爐缸中心點溫度（第一層陶瓷杯墊下，標高7288mm）溫度偏低，500°左右，中心吹不透。

為了增加風速，吹透中心，逐步加長風口，縮小風口面積，目前爐腹煤氣指數為75m³/m²，風口理論溫度2250℃，風速為285m/s，風口鼓風動能為150kj/s。邊緣氣流穩定，爐缸活躍，高爐燃料比立竿見影，大幅下降。

3 穩定操作爐型

高爐爐況穩定，消耗低，維護好操作爐型是關鍵，利用爐襯、冷卻壁的溫度對操作爐型進行檢測。三鋼首次在1800m³高爐上使用薄壁爐襯、銅冷卻壁與軟水密閉循環冷卻系統，在這方面沒有操作經驗和控制參數。開爐初期查閱大量的資料和向外廠學習相關知識。生產中監控高爐各層熱電偶溫度和冷卻壁水溫差變化，并做好數據記錄，為以后的調節提供原始數據。

在爐型維護方面，中上部操作爐型控制爐墻既不發生大量黏結，又不過快侵蝕。三鋼1800m³高爐采取“分段式”管理，風口區以下1～5層冷卻壁為爐缸段，第1層采用鑄鐵冷卻壁，2～5層采用鑄鋼冷卻壁；第6層為風口區，采用鑄鐵冷卻壁；7～10層為銅冷卻壁段，是爐腹、爐腰、爐身下部區域，采用銅冷卻壁；爐身中上部11～13層冷卻壁為鑄鋼段，采用鑄鋼冷卻壁；14～17層采用鑄鐵冷卻壁，18層采用鑄鋼冷卻壁。依據銅冷卻壁段和鑄鋼段的熱電偶溫度和冷卻壁水溫差變化，適當控制邊緣氣流，降低高溫區高度，使軟容帶區間在銅冷卻壁段，利用銅冷卻壁冷卻強度大，能降低爐身熱負荷的優點，為強化冶煉提供了合適的爐型基礎，有利于提高高爐壽命。通過長期的摸索與修正，得到了較為合理的溫度控制范圍，進而建立起操作爐型維護系統。1800m³高爐中上部冷卻壁溫度控制標準見表5

4 持續推行低硅冶煉

低硅冶煉可以降低消耗，提高產量，生鐵中的硅含量每降低0.1%，可節約焦比4～5kg/t，提高產量1%～1.5%。1800m³高爐采取穩定原燃料質量、合理的下部送風制度為爐況順行提供保證；合理的裝料制度，提高煤氣利用率；加強爐型維護管理，降低熱損失。

操作上通過提高頂壓，1800m³高爐頂壓控制在225Kp，壓差165～195之間，可以抑制直接還原的發展，進一步抑制SiO氣體的產生，從而抑制硅還原反應的進行，降低鐵水含硅量；提高高爐爐渣堿度，降低爐渣中二氧化硅活度，有利于鐵水中[Si]的氧化，減少鐵水中硅的含量；穩定三班操作，穩定風量、風溫與料批，班與班之間的料批差控制在0.5～1批，保持小時燃料比穩定，從而穩定爐溫。

通過持續探索和操作實踐，生鐵硅含量大幅下降，2014年已降至0.36%，比2012年3月至12月的0.50%下降0.14%，減少入爐焦比約7kg/t 。

5 加強爐前出鐵管理

爐前工作穩定、均衡的排放渣鐵，能夠保證高爐煤氣流和熱負荷穩定分布，對提高爐缸活躍性和維持穩定的操作爐型有十分重要的作用。2014年1月～7月平均入爐綜合品位54.94%，渣比445Kg/t。及時出凈渣鐵至關重要，加強爐前開口、堵口操作，做到南北鐵口不間斷出鐵甚至重疊出鐵，若一鐵口開口后30min未見渣，要立即打開另一鐵口。保持穩定的鐵流速度4～6t/min, 既保證了出鐵速度大于爐內鐵水生成速度，又減少了因鐵流速度過大造成爐缸鐵水環流侵蝕。四班統一操作，穩定打泥量，使用ø55mm和ø45mm的鉆頭開成喇叭狀的鐵口。加強操作工日常設備點檢，發現隱患及時上報處理，避免因設備原因影響正常開、堵鐵口操作。

6 結語

高爐能夠長期穩定順行，若順行無法保證，低燃料比冶煉將無從談起。通過加強原燃料管理；逐步推行高爐標準化、精細化操作；加強對原始操作數據的統計分析工作；狠抓爐前出鐵管理，三鋼1800m3高爐取得較好的經濟技術指標。