本鋼北營(yíng)新2號(hào)高爐操作技術(shù)進(jìn)步

李 杰  王光亮  孫世家

（北營(yíng)煉鐵廠新2爐作業(yè)區(qū)  本溪市  117000）

摘  要：本鋼北營(yíng)新2號(hào)高爐是北營(yíng)煉鐵廠置換產(chǎn)能新建的第二座大型高爐，開爐后由于受原燃料條件所限，爐況穩(wěn)定性一般，平均生產(chǎn)指標(biāo)較低。2015年末，通過(guò)把控原燃料質(zhì)量、合理控制高爐各項(xiàng)操作制度后，高爐爐況得到明顯好轉(zhuǎn)，并且高爐生產(chǎn)指標(biāo)持續(xù)上升：截止2016年8月，實(shí)現(xiàn)高爐一氧化碳利用率48.5%～49.5%、燃料比518kg/t、高爐利用系數(shù)2.43以上的良好成績(jī)。

關(guān)鍵詞：高爐，原燃料，一氧化碳利用率，燃料比，利用系數(shù)

1 前言

本鋼北營(yíng)新2#高爐公稱容積3200m3，設(shè)有4個(gè)鐵口，32個(gè)風(fēng)口，采用盧森堡PW串罐無(wú)料鐘爐頂裝料設(shè)備等十幾項(xiàng)國(guó)內(nèi)外煉鐵新技術(shù)、新工藝，于2014年7月26日開爐。開爐后，由于所用燒結(jié)礦和焦炭質(zhì)量存在階段性下降及不穩(wěn)現(xiàn)象，導(dǎo)致高爐爐況順行在一定程度上受到限制，生產(chǎn)指標(biāo)較低，能耗較高。截至2015年末，為了實(shí)現(xiàn)高爐長(zhǎng)期穩(wěn)定順行以及獲得良好的生產(chǎn)指標(biāo)，對(duì)高爐原燃料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格管控，并結(jié)合之前高爐主要參數(shù)進(jìn)行分析、總結(jié)，優(yōu)化高爐各項(xiàng)操作制度，使高爐實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定順行，同時(shí)生產(chǎn)指標(biāo)得到有效改善。

2 開爐后主要生產(chǎn)指標(biāo)

根據(jù)對(duì)高爐爐況調(diào)整、優(yōu)化的時(shí)間，總結(jié)起來(lái)可分為三個(gè)階段：第一階段為基準(zhǔn)期：2014年8月至2015年11月；第二階段為調(diào)整期：2015年12月至2016年1月；第三階段為優(yōu)化期：2016年2月至2016年7月，各階段生產(chǎn)指標(biāo)見表1。

表1  新2爐階段指標(biāo)匯總

3 高爐穩(wěn)定生產(chǎn)技術(shù)措施

3.1強(qiáng)化原燃料質(zhì)量管理

3.1.1 穩(wěn)定爐料結(jié)構(gòu)，提高入爐品位

2015年初，400㎡燒結(jié)機(jī)投入生產(chǎn)，新2號(hào)高爐燒結(jié)礦供料緊張情況得到緩解，由原有300㎡燒結(jié)機(jī)供料，改為以360㎡燒結(jié)為主，配吃部分300㎡燒結(jié)礦，但受燒結(jié)礦產(chǎn)能影響，300㎡燒結(jié)礦配吃比例波動(dòng)較大，綜合入爐品位不穩(wěn)。2015年末，隨著燒結(jié)系統(tǒng)的不斷改進(jìn)，產(chǎn)能增加，300㎡燒結(jié)礦配吃比例實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制15%~20%之間，使高爐綜合入爐品位由原57.00%~58.00%穩(wěn)定至58.0%~58.50%之間，階段性實(shí)現(xiàn)59.00%。

3.1.2 加強(qiáng)篩分，減少入爐粉末

首先，定期檢測(cè)和及時(shí)控制原燃料的T/H值，滿足篩分要求，其中焦炭控制70~80t/h，燒結(jié)礦控制200~240t/h，球團(tuán)礦160~200t/h，這樣不僅可以降低高爐入爐粉末，同時(shí)可以監(jiān)控原燃料質(zhì)量；其次，強(qiáng)化篩網(wǎng)使用、更換及檢查制度，礦焦篩要根據(jù)使用壽命定期更換，并加強(qiáng)巡檢，對(duì)堵篩或斷齒及時(shí)處理，提高篩分效果，確保原燃料粒級(jí)穩(wěn)定，降低入爐粉末量。

3.1.3 加強(qiáng)原燃料質(zhì)量跟蹤

原料方面：對(duì)于入爐前的燒結(jié)礦，要求每隔兩小時(shí)進(jìn)行一次質(zhì)量分析，主要查看燒結(jié)礦品位、堿度以及FeO變化情況，以便及時(shí)調(diào)整四燒、五燒配比，穩(wěn)定爐況；燃料方面：要求每隔12小時(shí)對(duì)焦炭質(zhì)量進(jìn)行一次全分析，重點(diǎn)關(guān)注CSR變化，若低于65%，則要求技術(shù)科對(duì)焦炭再次檢測(cè)，以便確認(rèn)焦炭質(zhì)量實(shí)際變化情況，并及時(shí)調(diào)整裝料制度，穩(wěn)定中心氣流，確保高爐穩(wěn)定順行。

3.2優(yōu)化高爐操作制度

3.2.1 熱制度

熱制度是高爐生產(chǎn)的生命線，是高爐長(zhǎng)期保持順行的基礎(chǔ)條件，合理的熱制度控制，有利于改善高爐爐缸活躍性以及渣鐵流動(dòng)性等。新2號(hào)高爐在爐況調(diào)整期要求高爐在滿足合理壓差的同時(shí)，確保爐溫穩(wěn)定控制在0.45%~0.55%之間，PT 控制1500±10℃，以便改善爐缸活躍性。

2016年3月，爐況順行程度明顯好轉(zhuǎn)，爐芯溫度由560℃上升至580℃（如圖1所示），爐缸活躍性增強(qiáng)，并且爐溫穩(wěn)定率實(shí)現(xiàn)上升10%。此時(shí)，考慮高爐爐缸活躍性以及爐況運(yùn)行狀態(tài)，綜合分析，新2號(hào)高爐已經(jīng)具備低硅冶煉條件，所以，決定于同年4月份將爐溫降低0.10%，控制0.35%~0.45%之間，PT控制 1500±10℃。

3.2.2 裝料制度

布料矩陣是高爐裝料制度中的核心調(diào)劑手段，也是高爐上部調(diào)劑的重點(diǎn)。確定一種合理的布料矩陣應(yīng)根據(jù)原燃料條件、高爐內(nèi)型以及高爐操作水平等因素，并且其形成的基礎(chǔ)布料矩陣應(yīng)該是穩(wěn)定的，即使外圍條件發(fā)生變化，也是在基礎(chǔ)布料矩陣上進(jìn)行微調(diào)，比如中心加焦比例、邊緣負(fù)荷、中心負(fù)荷等。

新2號(hào)高爐在開爐初期，因受原燃料條件限制，采用中心加焦布料模式，雖爐況順行較好，但燃料比偏高。2014年12月，400㎡燒結(jié)機(jī)投入生產(chǎn)，新2號(hào)高爐燒結(jié)礦供料緊張情況得到緩解，同時(shí)結(jié)合北營(yíng)降耗攻關(guān)要求，決定采用“平臺(tái)+漏斗”布料模式，調(diào)整初期高爐各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)得到穩(wěn)定提升，但“平臺(tái)+漏斗”布料模式對(duì)原燃料波動(dòng)適應(yīng)能力較差，不能滿足高爐長(zhǎng)期穩(wěn)定順行要求。

2016年3月，為進(jìn)一步強(qiáng)化生產(chǎn)指標(biāo)，在調(diào)整期布料矩陣的基礎(chǔ)上，通過(guò)在生產(chǎn)實(shí)踐中不斷地對(duì)高爐主要參數(shù)進(jìn)行總結(jié)、分析，最終確定新2爐礦批在83t～89t，焦批18t條件下的布料矩陣主要參數(shù)：焦炭控制料線1.3m時(shí)，焦炭平臺(tái)寬度1.50m~1.60m，占半徑比例33.3%~35.6%，最大角距離爐墻0.2m~0.3m，焦角差11.5°；礦石控制料線1.5m時(shí)，礦石平臺(tái)寬度1.1m~1.2m，占半徑比例24.4%~26.7%，最大角距離爐墻0.05m~0.15m，礦角差8.5°,邊緣負(fù)荷8.5~9.5，中心負(fù)荷1.30~1.55。并根據(jù)原燃料質(zhì)量變化對(duì)邊緣及中心負(fù)荷進(jìn)行微調(diào)，控制好焦、礦平臺(tái)寬度，穩(wěn)定料面，防止中心氣流受阻。

3.2.3 送風(fēng)制度

新2爐高爐風(fēng)口為32個(gè)，風(fēng)口面積由原0.3997m2,調(diào)整至目前0.4137m2，其中21個(gè)φ130mm風(fēng)口，11個(gè)φ125mm風(fēng)口，風(fēng)口長(zhǎng)度由原610mm和580mm調(diào)整為16個(gè)643mm、16個(gè)610mm。在現(xiàn)有原燃料及各項(xiàng)制度的匹配下，標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速220m/s~230m/s，實(shí)際風(fēng)速245m/s~255m/s，鼓風(fēng)動(dòng)能12000 kg.m/s左右，理論燃燒溫度2200℃~2300℃，爐缸初始煤氣流分布合理，爐缸活躍。

另外，在風(fēng)量調(diào)劑方面，遵循以壓差為中心思想，以K值為操作依據(jù)，合理調(diào)節(jié)風(fēng)量，目前風(fēng)量基本控制在5500m3/min左右，壓差155kpa~160kpa，k值2.7~3.0之間，穩(wěn)定性較好。在風(fēng)溫控制方面，新2爐結(jié)合理論燃燒溫度控制及燃料比攻關(guān)要求，目前風(fēng)溫控制1220℃。

3.2.4 冷卻制度

新2爐冷卻壁本體系統(tǒng)由軟水Ⅰ系供水，沿本體縱向分為三個(gè)冷卻區(qū)域：一區(qū)：爐缸（1-5段光面冷卻壁）、二區(qū)：爐腹、爐腰和爐身下部（6-9段銅冷卻壁）單獨(dú)供水；三區(qū)：爐身中上部（10-16段鑄鐵冷卻壁），隨冶煉強(qiáng)度的提高，爐體熱負(fù)荷增大，通過(guò)調(diào)整旁通閥開度，平衡水量。爐底、風(fēng)口大套、中套由由軟水Ⅱ系供水。

通過(guò)控制水泵站的風(fēng)扇及噴淋泵的數(shù)量控制Ⅰ系進(jìn)水溫度：34℃～36℃，壓力0.65Mpa，流量8500m3/h；Ⅱ系進(jìn)水溫度：26℃～28℃，壓力0.65Mpa，流量1650m3/h；高壓水進(jìn)水溫度23℃～25℃，壓力1.0Mpa，流量2100m3/h。

3.2.5 出渣鐵制度

新2爐共有4個(gè)鐵口，采取兩用兩備制度，交叉鐵口出鐵。在鐵口維護(hù)方面，嚴(yán)格控制打泥量，保證鐵口深度3.5m~3.8m之間；渣鐵排放控制方面，堅(jiān)持無(wú)間隔出鐵，出鐵時(shí)間控制在2.5h~3.0h之間，且40分鐘出鐵鐵口不見渣則立即打開另一鐵口，防止因虧渣而影響高爐順行，總體控制效果顯著。

3.3 強(qiáng)化操作人員技術(shù)水平

為了更好的維護(hù)高爐生產(chǎn)，提升高爐操作人員業(yè)務(wù)水平，新2爐車間每月均對(duì)高爐操作人員進(jìn)行考核，其中包括理論知識(shí)競(jìng)賽、高爐實(shí)際操作競(jìng)賽、觀察生鐵成分競(jìng)賽等等，通過(guò)以上考試，對(duì)考核結(jié)果優(yōu)秀的人員進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，有效帶動(dòng)了車間員工的學(xué)習(xí)熱潮。

4 結(jié)語(yǔ)

本鋼北營(yíng)新2爐通過(guò)合理應(yīng)用現(xiàn)有原燃料條件，采取與原燃料條件相適應(yīng)的各項(xiàng)操作制度，并提升操作人員業(yè)務(wù)水平，實(shí)現(xiàn)新2爐長(zhǎng)期穩(wěn)定順行，而且各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)得到很大提升，總體效果顯著。

參考文獻(xiàn)

[1] 王筱留.高爐生產(chǎn)知識(shí)問答.北京，冶金工業(yè)出版社，2008