本鋼北營新1#高爐特護期間調整裝料制度降低燃耗的實踐

黃波

（北營煉鐵廠新1#高爐作業區 本溪市117000）

摘要：本文詳述了本鋼北營新1^#高爐特護后采取長期堵風口、降低富氧率、提高爐溫及配加釩鈦礦等護爐措施造成燃料比大幅上升時，以降低燃料比為目標，對調整布料矩陣過程及效果進行了總結。通過對控制冶煉強度后送風制度及熱制度的改變及氣流分布前后變化的對比進行系統分析，探索相應的布料矩陣，以爐況穩定，降低燃耗為最終目標，通過近一個月的摸索，確定了護爐時期上下部相適應的裝料制度，燃料比由585Kg/t降到了565Kg/t，實現了高爐特護期間爐況穩定，降低燃料比的預期目標。

關鍵詞：高爐特護、燃料比

1.概述高爐特護情況

本鋼北營新1#高爐是由中冶京城設計，有效容積3200m3，共設有4個鐵口，32個風口，爐缸結構型式為進口大塊碳磚(爐缸關鍵部位)＋國產大炭塊(爐底、爐缸上部)＋國產陶瓷杯形式。爐底、爐缸耐材結構設計方案為爐底水冷封板上第1層為滿鋪國產高導熱石墨炭塊，第2層為半石墨碳磚，第3、4層國產微孔碳磚，第5層即爐底最上面一層碳磚為引進SGL大塊超微孔炭磚（9RD-N），爐底共砌5層大塊炭磚，厚度2100mm。滿鋪炭磚的頂面設置二層剛玉莫來石質小塊砌筑的陶瓷墊，高度為800mm。爐缸異常侵蝕區和爐缸中下部引進SGL超微孔炭磚9RD-N(共10層)爐缸上部環砌4層國產大塊微孔炭磚。死鐵層和鐵口區域的炭磚局部加厚，爐缸炭磚內側砌小塊剛玉質陶瓷杯砌筑。爐底冷卻水管中心線以上至爐底密封板間以及封板上部的找平層采用導熱性能好、便于施工優質碳素搗料，冷卻水管中心線以下采用CN130澆注料。爐底爐缸部位光面灰鑄鐵冷卻壁冷卻壁與大塊炭磚之間留有80mm填料縫，其間充填導熱率與大塊炭磚相近的炭素填料。

新1#高爐自2017年10月31日爐缸第2段45#冷卻壁與3段42#之間的TE-171002點熱電偶溫度達到997℃，爐缸的TE-090603點也達到849℃。自2018年2月13日集團公司成立了特護小組，制定了特護方案。為確保新1#高爐安全穩定運行和檢修的科學合理，邀請了國內部分鋼鐵企業和大專院校、設計院的煉鐵專家，于4月26日對北營新1#高爐進行了為期一天的現場調查和座談，對爐缸侵蝕原因進行了分析并制定了護爐措施如下：。

1．第一個侵蝕原因，鐵口區域炭磚加厚，局部存在“渦流”現象，爐缸內鐵水環流造成局部侵蝕加劇，局部存在異常侵蝕。

2．第二個原因是炭磚冷面與冷卻壁之間有間隙，水蒸氣進入后，耐材老化，導熱系數急速降低，造成熱負荷波動，致使炭磚受到侵蝕。

3．侵蝕嚴重區域的局部炭磚殘余厚度估算在430mm-600mm，按照預警、警戒、危險三個階段劃分，已經達到危險階段，應該進行大修。

4．改善現場環境，增加視頻監控與照明，要做到全方位監控，不留死角，增加重點區域單支單塊冷卻壁與冷卻強度監測，可以考慮改開路高壓水，加強冷卻，同時增加2段、3段冷卻壁的溫度監控密度。

5．鐵水含鈦低，鈦負荷要達到7～8㎏，含鈦0.12-0.15%。

6．中心焦過多，煤氣利用只有42%，為了減少環流，可以縮小風口面積，增加風量使用，提高鼓風動能，并改善中心焦焦炭粒級；

7．加強水質與水壓的管理，水質要增加檢測，提高水速與水壓，可將供水泵改“3用0備”，對漏水風口要及時更換，爐缸排水孔也要及時排水。

8．加強對鉀、鈉、鋅等有害元素的檢測與控制，可以考慮購買承德球團礦，或在球團礦中直接配加鈦粉。

9．產量的安排要以安全為基礎，應減產三分之一左右。

2.布料矩陣調整前高爐各參數及燃耗情況

自2018年2月15起，北營新1#高爐開始特護生產，高爐冶煉強度大幅度下降，通過長期堵TE-171002點熱電偶上方對應的30#、31#風口，減少富氧量、配加釩鈦礦等護爐措施，有效的制止了爐缸耐火材料的進一步侵蝕，TE-171002點熱電偶溫度下降并穩定在相對安全的一個箱體內波動，同時產量大幅下降，燃耗上升，相比正常生產時燃料比上升近30kg/t.Fe，高爐參數及燃料比具體情況見表1。鑒于此，2019年2月起，本鋼集團北營公司決定成立由北營煉鐵廠廠長擔任組長的降耗攻關小組，對新1#高爐特護狀態下進行降燃料比攻關工作。

表 1：2018年4月-2019年1月布料矩陣調整前高爐參數及指標

3.布料矩陣調整過程及效果

新1#爐原布料矩陣為,2019年1月23日，新1#爐計劃檢修20小時，檢修時觀察料面，料面整體圓周截面均勻，邊緣爐料局部有塌陷，焦炭平臺窄，約1.2m左右，中心漏斗小，對此進行了客觀分析，此料面形狀因休風時為檢修噴補爐頂錐段內襯項目而進行了壓料作業所形成，與生產時料面形狀有很大差異。生產時，爐喉十字測溫邊緣溫度長期在38℃左右，中心溫度在900℃以上，圓周大部分風口均有不同程度的下沉，曲損現象明顯，高爐順行尚可，燃料比居高不下，長期在580Kg/t.Fe以上，根據上述情況，初步判斷邊緣負荷過重，確定調整布料矩陣方向，保持合理的中心氣流，適當的疏導邊緣氣流。具體調整過程及爐況變化情況見下表2。其間，2月13日到2月25日，因焦化廠二焦設備故障及三焦定檢定修，焦炭供應不穩定，以焦化廠實際生產情況每天做動態平衡，主要影響為二焦化焦炭和三焦化焦炭來回轉換，二焦化的干熄焦階段性混入水熄焦。

這是本鋼北營新1#高爐特護期間因采取護爐措施改變了送風制度而進行的一次相應的裝料制度調整探索，只是一個調整方向的選擇、確定，調整中，下部送風制度是基礎，上部裝料制度調整是對下部送風制度的彌補或補充下部制度變化的不足，滿足生產需要，提高煤氣的利用率。要形成一種穩定的操作制度，還需要時間去修正，調整過程中遇到了焦炭質量變化和性能不穩定等因素的干擾，對爐況變化的判斷形成一些負面作用，經過認真全面的分析，最終確定了正確的調整思路，實現了降低燃料比的預期目標。2019年2月高爐參數及指標見表3。

表2：布料調整過程及爐況變化

表 3：2019年2月布料矩陣調整前高爐參數及指標

4.總結

1、料制調整的實質是尋求爐料透氣性與煤氣利用的平衡點，中心發展型高爐在疏松邊緣氣流時應先尋求邊緣和中心兩道氣流作為過渡，使煤氣流由中心向邊緣橫向移動過程中，煤氣流邊緣和中心氣流存在合適的差距，既不能過分均勻也不能過分集中，中心加焦高爐可采取增加外環焦量的同時調整中心焦量，保持原中心焦量不變的方法。調整方向與調整量是否合理，其效果表現于煤氣利用率的高低變化及穩定與否，結合熱風壓力、壓差升降及是否穩定，爐料下降順暢與否綜合判斷，壓力壓差穩定表明氣流穩定，壓力壓差高低表明氣流分布的差別程度。料制調整要結合送風制度，使二者相匹配，即上下部相結合調整，使煤氣流滿足三個條件，即煤氣流要有通路，分布要有適當差別，分布不能過于均勻或差別過大。

2、調整料制要以原燃料質量為基礎，料制應以適應原料條件為原則，因地域及各企業狀況不同有不同性質和質量的原燃料，對高爐冶煉會產生不同的影響，這一點各煉鐵廠無法統一，但在管理上我們要做到原燃料性質和質量的穩定。這次調整料制過程中，因焦化廠設備原因導致調整初期焦炭供應不穩定，頻繁改變一焦、二焦、三焦供給量，給調整料制時爐況變化原因的準確判斷帶來較大干擾，使料制調整進程受到一定的影響，所以我們在尋求一種新的操作制度探索過程中，我們應先做好外圍條件的保障工作，力求在一定時間內有一個穩定的原燃料條件下開展。

3、料制的調整到形成一種常用的操作制度是一個漫長的過程，最終是一個操作爐型的改變。調整料制時下部調劑是基礎，直接決定了初始煤氣流的分布，即初始邊緣煤氣流發展或初始中心氣流發展，料制調整是對下部調劑的促進和抑制作用，彌補或補充下部調劑的不足，滿足生產需要，提高煤氣的利用率。無論哪種初始煤氣流，選擇不同的裝料制度，即發展邊緣的料制，發展中心的料制，邊緣和中心兩道氣流的料制，都可以找到一個能夠保證爐況順行的操作參數，調整過程中要以保證爐況順行為前提，每一步調整應先找出對應的爐況順行的操作參數，針對每一步調整觀察高爐參數變化情況，對變化進行準確詳盡分析，而制定下一步措施，最終形成一種制度，實現我們降耗的目標。這次調整過程中，我們通過休風時對料面的觀察，風口狀態的表現以及爐內操作參數的分析和生產指標情況，先確定的疏導邊緣氣流的調整方向，通過調整布料矩陣焦量分布，實現煤氣流穩步地由中心向邊緣的橫移，并形成合理的分布，將燃料比由585Kg/t.Fe降到了565Kg/t.Fe，實現的我們的預期目標。

參考文獻

[1]劉云彩. 高爐布料規律－3版 北京：冶金工業出版社,2005.1

[2]周傳典. 高爐煉鐵生產技術手冊北京：冶金工業出版社，2002.8

作者簡介：

黃波（1977-）,男，助理工程師，1999年畢業于重慶工業高等專科學校煉鐵專業，現從事煉鐵生產運行管理