宣鋼2號高爐調(diào)整操作增產(chǎn)降耗實踐

裴生謙 李 洋

宣鋼2號高爐有效容積為2500m3，于2010年9月18日點火投產(chǎn)，采用大型高爐先進的工藝技術及裝備主要有：爐缸石墨炭磚+陶瓷杯復合爐襯、爐腹至爐身下部四段銅冷卻壁、聯(lián)合軟水密閉循環(huán)冷卻、PW型并罐無料鐘爐頂、“嘉恒法”爐渣處理系統(tǒng)、高爐煤氣干法除塵、高溫內(nèi)燃式熱風爐等。由于開爐方案制定科學合理，準備工作周密細致，開爐后第5天，高爐利用系數(shù)達到2.002t/m3.d，實現(xiàn)了達產(chǎn)目標。

1.高爐達產(chǎn)后的生產(chǎn)概況

2號高爐于2010年9月18日9：58點火開爐，22日實現(xiàn)達產(chǎn)。24日-27日連續(xù)出現(xiàn)送風系統(tǒng)設備故障，導致高爐3次長時間休風，造成爐缸堆積，雖然在12月份高爐風量水平恢復到4600-4700m3/min的正常水平，但在中心注焦量較大的情況下煤氣利用率低，入爐焦比、綜合焦比等燃耗指標差，并長時間處于虧產(chǎn)狀態(tài)。2號高爐達產(chǎn)后主要生產(chǎn)技術指標見表1。

從2010年9月到2011年8月，在近一年的時間里，高爐一直處于不穩(wěn)定狀態(tài)，風量在4000m3/min-4700m3/min之間波動，爐缸不活躍。為了維持一定的風量確保中心氣流，高爐采取了中心注焦的布料模式，注焦量在4-5圈。通過休風觀察，中心注焦形成了一環(huán)焦炭擋墻，阻擋了礦石向中心滾動，中心無礦區(qū)擴大，中心氣流很強，但造成煤氣利用率低，頂溫高，爐頂打水量經(jīng)常在20t/h左右，對爐頂設備安全、爐況穩(wěn)定、指標改善影響很大。因此高爐要實現(xiàn)高產(chǎn)、低耗，必須改變現(xiàn)有操作制度，特別是上部裝料制度，以便提高煤氣利用率，降低燃耗。

2.高爐操作制度調(diào)整

2.1 第一階段（9月中上旬）

此階段主要通過休風堵風口，減礦批輕負荷，配加錳礦、螢石洗爐劑等措施處理爐缸堆積，同時還采取了集中加焦熱酸洗的方法，但風量持續(xù)萎縮。9月中旬逐步增加中心注焦量，以提高風量，效果同樣不理想，爐頂打水量大，煤氣利用率低，入爐焦比、綜合焦比高。9月16日，將主要操作制度調(diào)到月初時的水平。第一階段高爐主要操作制度參數(shù)見表2。

2.2 第二階段（9月下旬至11月上旬）

此階段多次調(diào)整布料矩陣，但效果不理想。9月19日-21日，將中心注焦由5圈減至3圈，隨著注焦量的減少，頂溫由200℃-250℃降低到150℃-200℃，爐頂打水量大幅減少，煤氣中CO2含量由13%-14%提高到15%-16%。但此時通過爐頂攝像發(fā)現(xiàn)布料溜槽襯板掉落并卡在溜槽中間，嚴重破壞了布料規(guī)律，導致氣流分布紊亂，滑尺崩料頻繁出現(xiàn)，風量萎縮。為防止事故擴大，24日休風5小時更換了布料溜槽，送風后將中心注焦角度由13°變?yōu)?0°，并將礦環(huán)位由5環(huán)減至4環(huán)，維持一定的中心氣流。由于爐內(nèi)原有爐料分布較亂，氣流不穩(wěn)定，爐況恢復困難，直到27日爐況才趨于穩(wěn)定，但風量僅在3500 m3/min左右低水平下徘徊。為盡快提高風量，28日又將中心焦由20°(3圈)調(diào)回13°(3圈)。10月中上旬風量在4200 m3/min-4500m3/min，但頂溫高，煤氣利用率低，燃耗高。鑒于制度調(diào)整效果不理想，10月18日高爐休風堵4個風口以適當提高風速和鼓風動能，活躍爐缸。當風量恢復到4300m3/min時，風速達到230kpa，鼓風動能由堵風口前的8000kg.m/s左右提高到10000kg.m/s，料柱透氣性也明顯提高。隨著陸續(xù)捅開所堵風口，到11月上旬，在堵一個風口情況下，風量達到4400 m3/min -4500m3/min，礦批擴到55t，頂溫得到控制，打水量由之前的15t-20t/h降到5t-10t/h，但爐況仍不穩(wěn)定，風量波動較大，入爐焦比430kg/t，仍然持高不下。第二階段高爐主要操作制度調(diào)整見表3。

表1 2號高爐開爐達產(chǎn)后主要生產(chǎn)技術指標

2.3 第三階段（11月中下旬）

2.3.1 調(diào)整布料矩陣。之前取消中心注焦后導致風量大幅萎縮，分析原因主要是邊緣氣流疏導不夠，在邊緣氣流不通暢的情況下，中心氣流受到抑制后導致風量降低，因此11月中旬再次將中心焦13°環(huán)位揚至20°時，將最外環(huán)礦角取消，為氣流提供適當通路。此次調(diào)整取得了良好效果，在中心氣流得到控制后邊緣氣流明顯趨于活躍，爐體各部溫度呈升高趨勢。經(jīng)過兩天的氣流轉換適應后，爐況穩(wěn)定性明顯增強，風量水平提高到4600m3/min以上。

2.3.2 提高煤氣利用率，降低燃耗，提高產(chǎn)量。針對宣鋼原燃料特點，制定了新的工藝操作思路，改變了過去一味追求大風量的操作理念，提出了控制適當風量，通過提高煤氣利用率降低燃耗來提高產(chǎn)量的操作方針。11月中旬風量水平穩(wěn)定在4700m3/min，逐步擴大礦批，到下旬礦批擴到63t，焦比降到380kg/t。隨著礦批擴大，焦比降低，煤氣利用率明顯提高，煤氣中CO2含量由16%-17%提高到19%-19.5%，頂溫比之前進一步降低，完全避免了爐頂打水。煤氣利用率的提高反過來又進一步促進了燃耗的降低，綜合焦比在11月底降到了490kg/t，日產(chǎn)水平由月初的4700t/d提高到5800t/d。

2.3.3 合理控制操作參數(shù)，爐況實現(xiàn)穩(wěn)定順行。大高爐要實現(xiàn)長期穩(wěn)定順行，除了原燃料條件基本保證外，控制合適的操作參數(shù)和選擇合理的操作制度也非常重要。以往宣鋼高爐習慣采用縮小風口面積，提高風量、提高風速及鼓風動能的操作制度，希望盡可能吹透爐缸中心，保證爐缸活躍。但從幾次爐況調(diào)整的實踐看，追求過高的鼓風動能反而適得其反，中心氣流過強，煤氣利用率降低導致燃耗升高，同時爐缸邊緣氣流不足，環(huán)帶不易活躍，爐身中下部渣皮容易結厚，特別是在出現(xiàn)非正常減風、休風后爐缸容易堆積，爐況恢復困難。宣鋼高爐入爐品位在57%-57.5%，鈦負荷在9kg-10kg/t，鋅負荷在400g-500g/t，原料條件不好，爐缸活躍難度大，因此還需要保持一定的風速和鼓風動能，結合以上兩方面，將標準風速控制在230m-240m/s，最高不超過245 m/s，鼓風動能控制在11000 kg.m/s -13000kg.m/s，風口前理論燃燒溫度控制在2150℃-2250℃。

表2 第一階段2號高爐主要操作制度參數(shù)

表3 第二階段2號高爐主要操作制度參數(shù)

表4 第三階段2號高爐主要操作制度參數(shù)

表5 2號高爐調(diào)整制度前后主要生產(chǎn)技術指標對比

通過調(diào)整布料矩陣和合理控制操作參數(shù)，2號高爐爐況恢復到了正常水平，燃耗大幅降低，產(chǎn)量明顯提高。第三階段主要操作制度調(diào)整見表4，制度調(diào)整前后主要生產(chǎn)技術指標見表5。

3.結語

（1）此次爐況調(diào)整成功的重點是將中心注焦的布料模式變成平臺加漏斗的布料模式，同時取消了最外環(huán)礦角，疏導了邊緣氣流，確保了煤氣流的通暢，改善了料柱透氣性，提高了煤氣利用率，取得了良好效果。

（2）改變原有通過大風量、高風速、高鼓風動能、維持爐況穩(wěn)定獲得高產(chǎn)的操作觀念，轉變?yōu)榭刂七m當風速、適當鼓風動能、控制合理的操作參數(shù)來保證煤氣合理分布，實現(xiàn)爐況穩(wěn)定順行。通過提高煤氣利用率，降低燃耗，提高產(chǎn)量。

（3）目前，2號高爐從技術經(jīng)濟指標改善方面還有很大潛力，需要在操作制度上進一步完善，最終煤氣中C O2要達到2 0%以上，入爐焦比要降到360kg/t以下