天鋼3 200 m3高爐操作技術優化

姚紅新 楊曉棟 張國忠 徐巍 （天津鋼鐵集團有限公司煉鐵廠,天津 300301)

天鋼3 200 m3高爐操作技術優化

姚紅新 楊曉棟 張國忠 徐巍 （天津鋼鐵集團有限公司煉鐵廠,天津 300301)

天鋼3 200 m3高爐開爐后一直處于低水平冶煉狀態，為改變這種狀態，學習了寶鋼的先進經驗和操作理念，通過主抓精料、探索適合天鋼高爐的裝料制度、提高爐頂壓力和高爐整體壓差、富氧大噴吹和加濕鼓風等強化措施，取得了較好的冶煉效果，促使天鋼3 200 m3高爐各項冶煉指標處于全國前列。

高爐 強化冶煉 焦炭 精料 風溫 操作 優化

1 概況

由中冶京誠工程技術有限公司設計的天鋼3 200 m3高爐爐型為矮胖型，高徑比為2.15，共32個風口，4個鐵口，鐵口夾角為39.375°。爐底采用水冷炭磚爐底、爐缸采用陶瓷杯等先進技術，爐體為全冷卻壁設計薄壁爐襯，其中爐腹、爐腰及爐身下部共5段銅冷卻壁。冷卻系統采用軟水閉路循環冷卻，爐頂為PW公司串罐式無鐘爐頂，INBA法水沖渣工藝，及4座俄國卡魯金頂燃式熱風爐等先進設備。2006年5月2日，3 200 m3高爐送風點火開爐投產，開爐順利，但一直維持較低冶煉強度。2009年邀請寶鋼專家組專家來2#高爐幫助調整爐況，同時派爐內操作人員到寶鋼學習、交流，經過近一年的反復學習、摸索，汲取爐況波動的經驗，結合寶鋼先進的操作理念和天鋼自身的原燃料條件，摸索出了一套適合天鋼原料特點的高爐操作制度，使3 200 m3高爐2010年各項技術經濟指標大幅度改善，打破了3 200 m3高爐長期處于低水平生產并且容易波動的局面，保證了爐況長期穩定順行。

2 強化冶煉措施

2.1 抓好精料工作

（1) 抓好焦炭篩分

焦粉入爐過多會影響高爐整體料柱的透氣性，致使壓損過高，影響風量的增加，不利于高爐長期順行。3 200 m3高爐加強入爐料的管理，2010年2月份，焦炭預篩分投入，減少了高爐焦篩的篩分壓力，入爐粉末明顯減少。同時對焦篩進行改造，焦炭篩網從28 mm到現在25 mm。焦篩改造后效果比較明顯，使槽下焦炭原先小于25 mm大約占25%，到現在大約占5%。為了充分利用好當前的焦炭，高爐增加對小焦炭的用量，入爐小焦丁比從20 kg/t增加到30 kg/t。結果證明，加大對焦炭的分級入爐，有利于改善料柱的透氣性和透液性，降低料柱壓差，使高爐順行、穩定。高爐焦炭和礦石倉均為雙層篩網，通過增加下料閘門，可以控制料流的大小，既滿足了生產供料量，又使爐料充分通過雙層篩網，保證篩分效果。中控程序上通過排料延時的方法，使入爐料混勻，減少了原料入爐時的邊界效應。嚴格控制焦炭粉末率，對焦炭槽下振動篩要求每班進行四次清篩工作，減少焦粉入爐。

（2) 燒結礦實行T/H值管理

對高爐入爐料進行精細管理，確保精料入爐。通過控制下料閘門及加裝料流擋板等措施，控制燒結礦的過篩量，保證燒結礦的充分過篩效果。要求燒結礦的T/H值（小時過篩量)＜120，在中控室電腦增加了實時曲線圖，并納入全員投入產出管理進行考核;每天對篩分情況進行抽查，并抓好篩網的清堵工作，使篩分率提高，降低了入爐料的粉末。

（3) 優化爐料結構

為降低噸鐵成本，對高爐采取了合理的爐料結構，同時兼顧高爐順行情況，在減少球團的同時，增加塊礦的使用量，提高入爐品位，減少渣比。爐料結構為：燒結礦75%（最低)+烏球13%+塊礦12%，充分保證入爐品味大于57%。在造渣制度上，由于原燃料經常變化，尤其燒結的變化較大，工長每班最少看料兩次，密切關注焦炭水分和燒結礦的變化，燒結堿度波動大時，及時進行校料，保證爐渣堿度的穩定。同時，關注渣中Al2O3的變化，在渣中Al2O3高時，Al2O3上升到16.5%，保證高爐充足的熱量以利于渣的流動性，同時關注MgO的變化影響。

（4) 提高原料進廠質量

2009年，公司原料部對焦炭質量嚴格考核，煉鐵廠生產技術科對焦炭監督取樣，焦炭各種指標與2009年相比有了較大的變化，冷熱強度的提高也為高爐技術的攻關奠定了基礎。2009年5月份后，公司購買了優質的卡拉加斯礦粉，使得燒結礦品位及融滴性能有了大幅提高，使得燒結礦品位在2009年8月份后突破了57%，在2010年2月份出現了58%。入爐品位的提高使得渣鐵比大幅下降，促進了高爐料柱的透氣性，為高爐強化冶煉奠定了堅實的基礎。

2.2 提高壓差，加大風量

高爐操作觀念對煉鐵技術的進步起著十分重要的作用，決定了高爐操作者在所允許的范圍內能采取的措施和調節的方向。以前受原燃料條件等其它因素的制約，3 200 m3高爐一直維持低水平順行的思路，通過與寶鋼專家的交流，意識到高爐需要在一定的高強度上才能保證長期穩定順行。2010年初對3 200 m3高爐進行了大膽嘗試，突破原來的操作思維，采取了許多有益于強化冶煉的措施。

以前為了防止心壓差過高引起爐況不順，探尺走不好甚至引起懸料，經常將壓差控制在160 kPa左右。2010年初改變傳統觀念，在保持爐況穩定順行的基礎上，將壓差提高到185 kPa以下，控制并維持在上限，爐況整體上保持穩定順行。壓差提高后，風量由原來的5 900 m3/min增加到現在的6 200 m3/min，提高了入爐的實際風速和鼓風動能，保證了中心氣流的穩定，促進了爐缸的活躍，另一方面也有利于煤氣流的合理分布。風量加大、料速加快使產量又上了一個臺階。

2.3 提高爐頂壓力

根據理論計算，爐頂壓力每提高0.01 MPa，可增加冶煉強度2%左右，提高爐頂壓力，高爐工作空間壓力也隨之提高，煤氣體積縮小流速降低，壓差損失也隨之降低，從而促進高爐順行。3 200 m3高爐在設備允許的范圍內逐步提高爐爐頂壓力。高爐在強化冶煉的過程中,爐頂壓力從原來的220 kPa提高到235 kPa，進一步提高了高爐煤氣利用率，為強化冶煉奠定了基礎。

2.4 合理的上下部調劑

2009年3 200 m3高爐爐況一直不穩定，邀請寶鋼專家組來3 200 m3高爐幫助調整爐況，下部調劑利用休風機會將原來8個?140 mm的風口全部換成?130 mm的風口，縮小了風口面積，提高了標準風速和鼓風動能，保證中心氣流的穩定。調整前和調整后參數對比見表1。最初上部采取寶鋼無中心加焦的裝料制度，見表2，爐況一直處于波動狀態，經常造成管道和懸料。后結合寶鋼先進的操作理念和天鋼自身的原燃料條件，摸索出了一套適合天鋼原料特點的高爐裝料制度，見表3，基本上確立了邊緣平臺+中心漏斗+少量中心焦的布料模式。同時引進寶鋼高爐各項操作參數，尤其是Z、W、Z/W值對兩股煤氣流的匹配起到了關鍵的作用。在保證中心煤氣流的基礎上采用了大礦批增加料層厚度，并適當抑制邊緣氣流的布料制度，獲得了合理的煤氣流分布，爐況基本能保證穩定順行。當然，生產工作在不斷進行中，影響爐況的各種因素也在不斷變化中，操作制度也不是一成不變的，要在生產實際中根據不斷變化的實際爐況，不斷改善、完善現有的操作制度。

表1 調整前后參數對比

表2 寶鋼裝料制度

表3 天鋼現裝料制度

2.5 高富氧大噴煤、高風溫和加濕鼓風相結合

富氧大噴吹是高爐強化冶煉的重要標志。天鋼3 200m3高爐噴煤系統采用新型總管+分配器，濃相輸送煤粉濃度監測等新技術設備，實時監測每根煤槍的噴煤量，發現有賭槍的情況及時處理。既提高了噴煤量，又使煤粉在高爐內均勻分布，有利于煤氣流分布合理，保證了高爐的穩定順行。2009年，天鋼3 200 m3高爐逐步提高風溫的使用水平，4座卡魯金頂燃式熱風爐采用空氣煤氣雙預熱系統，保證了穩定的高風溫操作，實施快速燒爐法，增加換爐次數，保證高風溫。2009下半年開始給高爐裝上加濕設備，同時認識到鼓風加濕的重要性，為高富氧后維持穩定的風口前理論燃燒溫度創造了條件，并按照風口前理論燃燒溫度的合理范圍操作鼓風濕度。以上先進的設備為高爐強化冶煉提供了保證，3 200 m3高爐逐步將煤比提高到150 kg/tFe，富氧率達到3%的水平，風溫基本維持在1 200℃。2010年4月，3 200 m3高爐主要操作指標創開爐以來歷史最好水平，實現了高效煉鐵的技術效果，見表4。

2.6 保護合理的操作爐型

合理的操作爐型是高爐順行的保障，操作爐型不規矩，高爐難以維持順行，更不利于技術指標的創新。3 200 m3高爐強化后尤其重視爐型的管理，強化后邊緣氣流容易發死，通過裝料制度調整控制合適的邊緣溫度，防止銅冷卻壁波動造成渣皮脫落破壞爐型，同時又要預防爐墻結厚造成爐況波動。高爐休風裝料采取了寶鋼的高爐休風減礦管理模式，休風減礦率的選擇應根據具體休風的時間長短，做到認真、謹慎、合理，否則減礦率過高會造成不必要的成本上升而且復風后爐溫高，[Si]長時間降不下來，爐墻脫落，高爐整體熱量上升，引起冷卻壁破損。而減礦率過低會造成爐缸虧熱，送風后爐溫低下，影響順利加風，進一步影響產量。2010年，3 200 m3高爐打破了以前長時間休風大幅度提高焦比的方式，為長時間休風快速恢復爐況提供了保障。通過以上措施，3 200 m3高爐操作爐型得到了控制，強化冶煉得以順利進行，促使高爐各項技術指標更上一個新臺階。

表4 天鋼3 200 m3高爐2010年1～6月主要技術指標

各種措施的實施相互制約又相互影響，壓差和頂壓的提高促使入爐風量加大，保證了爐缸的活躍性，同時煤氣量增大有利于爐墻的沖刷，保持了合理的操作爐型。高富氧和大噴吹有利于降低焦比，同時下料速度加快，下料速度加快對爐墻結厚也有一定的抑制作用。適宜的風口面積會在一定程度上抵消原燃料變化影響和其它不利因素給高爐帶來的波動。以上各種措施相互促進，保證了3 200 m3高爐長期穩定順行。通過操作技術優化，3 200 m3高爐指標取得了質的飛躍，特別是產量實現歷史性突破，焦比、煤比、燃料比等主要技術指標處于國內領先水平，見表5。

3 經驗總結

3.1 嚴格控制壓差在規定范圍內，禁止長時間高壓差操作，壓差控制以調整氣流為主，擺脫以前爐況波動就提焦比的思想，用調整上部料制來適應當前的原燃料的變化對高爐的影響。

3.2 保證充足的熱量是一切調整和順行的基礎。現在糾正了以前靠低爐溫維持順行的思想，鐵水溫度都控制在1 510℃以上，同時控制好適宜的堿度，出現變化及時調整，減少高爐波動。

表5 天鋼3 200 m3高爐前后的主要操作參數比較

3.3 在操作理念上，擺脫之前低水平維持順行的思路，意識到高爐需要在一定高的強度上才能保證長期穩定順行。

3.4 在管理上，統一四班操作，從作業區到各班工長現在已經意識到高爐風量需要維持在一個較高的水平。目前的平均風量已達到6 200 m3/min，比以前上升約300 m3/min。各班工長都具有較強的加風意識，在作業區制定風量目標，盡量達到目標風量。在操作上，作業區放開管理，工長的操作空間進一步擴大，對工長的水平提高有很大的作用。

3.5 在產量上升的過程中，吸取了以前的經驗，嚴格控制鐵口深度、出鐵正點率，杜絕出現因為爐前出鐵影響高爐順行的情況，為高爐的進一步上強度創造了條件。

4 存在的不足

4.1 爐況到目前為止仍在不斷調整過程中，在上強度的過程中仍有一些問題需要解決。現在的原燃料對應3 200 m3高爐仍不適應，煤氣利用在45%～46%還可以承受，若要再上指標，進一步降焦比、提煤比需要原燃料的改善來支持，對高爐順行和進一步控制成本有影響。

4.2 高爐泵站的冷卻能力偏弱，當發生壁體脫落時，不能及時將進水溫度及時控制在規定數值內，在氣溫低時還可勉強堅持，到夏季對安全生產將有較大的影響，存在安全隱患，同時對高爐的穩定順行也不利。

4.3 爐前出鐵產量提高后，現有的炮泥質量不能滿足正常的鐵口深度，爐前鐵口的壓力較大，需要較好的炮泥來保證鐵口深度。現在到出鐵后期，渣流偏大導致出現泡沫渣，嚴重時需要帶鐵堵口，否則易造成高爐憋渣，影響高爐順行，不利于強化冶煉。

4.4 礦槽的各種篩子仍存在不合理的地方，在日常生產中，篩子的點檢、清理存在一定的困難，還需要進一步的改造。

4.5 目前焦炭水分值采取人工設定值，焦炭的中子水測定不準，使入爐的焦炭量不能隨焦炭的含水量變化，經常造成熱量的不穩定，引起爐況波動，不利于操作技術的優化。

Optimization of TISCO 3 200 m3BF Operation Technology

Yao hongxin,Yang Xiaodong,Zhang Guozhong,Xu Wei

TISCO 3 200 m3BF had been maintained in a working state of low level since start-up.In order to change the state,strengthened measures of focusing on high quality burden,attempting a charging system suitable to TISCO BF,increasing the pressure difference between top of BF and the furnace and adopting big blasting flow rate with enriched oxygen and humidified blasting were taken after a study of the advanced experience and operating concept on BAOSTEEL was carried out.Good smelting results were obtained and all indices of TISCO 3 200 m3BF promoted to the front rank domestically.

BF,strengthened smelting,coke,high quality burden,blast temperature,operation,optimization

（收稿 2011－07－28 責編 趙實鳴)

姚紅新，男，2005年畢業于內蒙古科技大學冶金工程專業，現任天津鋼鐵集團有限公司煉鐵廠3 200 m3高爐工長。