新鋼10#高爐優化爐料結構的生產實踐

李偉華, 盧 勤（1. 江西理工大學,江西 贛州 341000；2.新余鋼鐵集團有限公司,江西 新余 338000）

新鋼10#高爐優化爐料結構的生產實踐

李偉華1，2, 盧 勤1，2
（1. 江西理工大學,江西 贛州 341000；2.新余鋼鐵集團有限公司,江西 新余 338000）

為適應低品位礦導致的大渣比冶煉，10#高爐從優化原燃料質量、調整裝料制度等多方面著手，采取精細管理、精準操作后，一年來，高爐爐況順行，各項技術及經濟指大幅上升。

高爐；優化；爐料結構

0 概況

新鋼10#高爐（2500m3）于2009年11月10日投產，在高爐投產后的生產中過程中，10#高爐通過采用優質精料，大風量、高風溫、高頂壓、高富氧、高煤比、高冶強以及計算機控制一系列等煉鐵新技術，自投產以來經濟技術指標曾取得較好的成績。但受鋼鐵行業產能過剩影響，鋼鐵企業間的競爭日趨激烈。為提升企業競爭力，新鋼從降低噸鐵成本出發，盡可能的降低高爐原料的入爐品位。進入2010年以來，10#高爐入爐品位基本維持在53.2%～54.7%。隨著10#高爐入爐品位的下降，10#高爐爐況的穩定性逐步變差，對爐外的各種干擾，10#高爐爐況波動變化表現十分敏感，經常因壓差高而被迫減風、減氧、甚至慢風作業，同時由于10#高爐抗爐況波動性差，導致10#高爐的各項經濟技術指標大幅下降。

1 高爐優化爐料結構所采取的操作措施

針對目前的10#高爐原燃條件惡化及高爐操作管理中存在的不足，今年元月開始，在10#高爐實行合理優化爐料結構的操作嘗試。

1.1 “精料”觀念

1.1.1穩步提高原燃料質量，持續優化爐料結構，結合新鋼地理受限等先天不足條件，不斷提高自產焦炭質量，在煤比不斷提高的同時，進一步提高焦炭在爐中“骨架”作用。

表1 新鋼2×2500m3高爐近幾年焦炭質量情況

1.1.2強化槽下對入爐原燃料的控制與管理，主要加強對入爐原燃料輸送過程各焦炭種類和礦石種類對應入倉和原燃料質量異常管理及檢查，嚴格控制影響入爐礦石、焦炭質量及水分等參數的跟蹤。比如：篩網是否破壞，是否有大塊的礦石焦炭漏出，篩網是否要更換，返礦中礦焦的比例多少。

1.2 優化焦炭使用配比

目前10#高爐使用的焦炭主要有三種，即：6m焦、4.3m焦和外購焦（主要為新昌南焦和趙城焦），各焦炭具體成分如表1。10#高爐6m焦分別放在21#、23#、25#倉；4.3m焦放在22#、24#倉；26#倉位外購焦，三種焦炭按一定比例往爐內拉料，當其中有一種或兩種以上焦炭成分及冶金性能發生變化時，所在倉的焦炭應用量減少，防止焦炭成分波動帶來爐溫及爐況的大波動。

1.3 提高原燃料質量水平及加強原燃料的管理

（1）10#高爐為了實現精料入爐，一鐵廠加強了槽下各倉篩分工作的管理，為減少入爐粉末量，10#高爐采用大礦批與焦丁混裝入爐，大大改善料柱透氣性性能。同時在減少入爐粉末原則上，對各倉篩分設備進行改進。把槽下投產前使用的焦炭振動篩條梳形篩改為棒條篩。棒條篩具有篩分效率高，篩分效果好等特點，更換后數據測定，燒結礦入爐粉末小于5mm 的比例控制在2%以下，下降0.3%。焦炭粒度小于25mm 的比例控制在1.7%以下，下降0.4%[1]。同時，一鐵廠還固定9#、10#高爐供料模式，如新昌南和4.3M焦炭半月一輪轉。還規定外購焦不能集中上同一座高爐，高爐在使用濕焦時不能超30%，超過30%高爐必須按濕焦重新計算高爐負荷；加強原燃料各倉位的管理，實行半倉位以上模式供料，減小原燃料在轉運過程中二次粉化，減少了粉末量。

表2 高爐主要使用的焦炭成分

（2）加強原燃料檢查工作。針對現有的原燃料條件必須做好槽下原燃料管理工作。為了最大程度減少其粒度波動，力求做到薄料層、多料嘴下料，同時對槽上料位低于3m的料倉必須停用，聯系原料進料再用。每天常日班工長必須到槽下巡檢現場檢查原料情況，遇有篩網損壞積極聯系更換。避免粒度小的燒結進入爐內引起風壓波動。當班工長每班檢查原燃料2次以上，并作好詳細記錄，及時了解燒結礦質量及焦炭水分變化的第一手資料，有利于提前調劑。

1.4 優化礦石粒級，減少粉末入爐比例

10#高爐通過加強了槽下篩分工作的管理，大大減少入爐粉末比例，采用焦丁與大礦批混裝，改善料柱透氣性。同時在減少入爐粉末原則上，對各倉篩分設備進行改進，把槽下投產前使用的燒結礦振動篩條梳形篩改為雙層梳形篩（上層5mm，下層3mm）。篩分效率高，篩分效果好[2]。并且通過調整焦丁與礦石放料時間，10#高爐實現了焦丁與礦石混裝（目前主要混在塊礦中），效果很好。同時，為了改善10#高爐爐內的透氣性，我們加強了槽下篩分工作，對10#高爐槽下振篩、上料進行調整，嚴格控制8個燒結礦倉、6個焦炭倉、4個球團礦倉、2個塊礦倉，高爐原燃料的倉位管理保持半倉位上料模式，減少二次摔碎的現象，減少了粉末量。

1.5 “時間法”布料方法

“時間法”布料對每個檔位的布料重量有和好的控制，特別是對于中心加焦量來講，保證中心通路開放，布料模式根據爐體熱負荷，煤氣利用率等參數有開爐初期的C調整為適應邊緣的CO，中心與邊緣煤氣分布合理，爐內料柱透氣性大大改善，爐體各段熱負荷比例穩定，煤氣利用率達到46%以上，高爐爐況抗波動性能增強。為日后10#高爐實現低硅冶煉、擴O大礦批、降低燃料比打下了良好的基礎，10#高爐高爐在實現煤比150kg/t以后，并根據爐身、爐腰冷卻壁溫度變化，再控制鼓風動能在135-140kJ/s的同時，通過調整邊緣與中心的布焦量，達到了10#高爐合理的煤氣分布，經驗在于保證中心加焦量的同時（3500-3800kg）擴大礦批（66-70t）穩定煤氣流，確保料面有一定平臺寬度，合適的邊緣O/C層厚度，一是避免爐墻附近邊緣負荷過重，造成邊緣軟熔帶根部過低，二是確保強勁的中心氣流。保持兩股氣流穩定發展。（十字測溫見圖2）。

表3 新鋼10#高爐2014年5月煤氣利用率趨勢

1.6 裝料制度的合理選擇

隨著低品位礦使用后高爐穩定性變差，為保證順行高爐一直采用中心加焦的技術。中心加焦技術雖然有利于爐況順行，但難得到好的經濟技術指標。為此，通過控制布料檔位角度、布料圈數、布料時間及中心焦炭質量來穩定爐況[3]。為滿足中心加焦技術對焦炭的質量的要求，高爐結合由外向里布料的規律，將焦炭質量最好粒度大的6m干熄焦裝在稱量罐的上部布于中心。中心氣流出現短期不足，則采取延長布焦時間來增加中心焦炭量以改善中心料柱透氣性。布料圈數和布料檔位的角度的調整則主要是在當中心氣流長期不足，調整布料時間效果不理想時，一般布料圈數在1～3間變化；中心氣流寬而顯弱時，壓差≤150KPa，則適當縮短布焦時間，隨后調整布料矩陣CO→CO，增加用礦石第四檔收中心，提高煤氣利用率至46%以上，煤氣利用率維持在47.45%-49.74%（見表3）。

1.7 加強爐內上下部的合理調節

10#高爐在調整煤氣流時，主要是在爐況穩定的基礎上微調，煤氣流在爐內的總體反映趨勢是中心主導氣流約偏強，邊緣適當發展。

表4 2011年的爐喉十字測溫表

從表4的爐喉十字測溫我們可以判斷出：10#高爐在這種狀況下是中心主導偏強，邊緣氣流適當發展約偏弱，導致10#高爐煤氣利用率小于45%，偏低，高爐燃料比高，各指標欠佳。同時邊緣負荷過重，邊緣氣流較弱，導致爐墻易粘瘤，特別是在原燃料大幅波動后，導致爐溫及堿度不穩定，易造成高爐爐墻結厚，極易破壞高爐的理想操作爐型，給爐況的抗穩定性帶來較大的影響。10#高爐在2011年7月就是因為爐墻結厚的現象導致高爐爐況出現了失常，通過相當長的時間才處理好。

表5 2012年的爐喉十字測溫表

在今年，10#高爐在處理爐內氣流時以兩股氣流的均衡發展為模式。在保證中心主導氣流強勁的條件下，適當放輕高爐邊緣負荷，發展邊緣氣流。實現兩股氣流的均衡發展，主要通過中心加焦的比例，10#高爐是通過布焦時間的調整來控制兩股氣流的合理分布。

從表5的爐喉十字測溫我們可以判斷出：在采取措施后10#高爐爐喉十字測溫邊緣第五點溫度下降至117℃，實踐操作中來觀察十字測溫，來調整煤氣流分布，不僅保證了10#高爐理想的操作爐型，而且使10#高爐爐況得到長期穩定順行，兩股氣流的合理分布大大的提高了10#高爐的煤氣利用率。煤氣利用率從2011年7月的44%上升到47%，燃料比下降了30kg/t，取得較好的經濟效益[4]。

表6 主要經濟技術指標對比

2 效果

10#高爐通過實行優化爐料結構操作后，高爐爐況的穩定性到明顯的改善，各項經濟技術指標（見表6）處于同類型高爐前列。

3 結論

（1）大渣比冶煉主要影響高爐的透氣性和透液性，通過改善用焦情況，調整好中心氣流分布，依舊能夠獲得較好的經濟技術指標。

（2）低品位礦冶煉生產中需要密切關注中心氣流。強勁有力的中心氣流是保證高爐順行和指標良好的關鍵。

（3）高爐操作即有它的共性也有各自的個性，發展穩定的煤氣流至關重要。針對操作爐型不均勻情況，不必要求初始煤氣流完全均勻，應立足形成合理煤氣，果斷調整裝料制度，確保煤氣流分布合理，創造最好的經濟技術指標。

[1]韋韜，黃日清.穩定煉鐵生產的技術措施[J].柳鋼科技,2010，第S1期山東冶金 2007，煉鐵專輯（S1期）：1-4．

李偉華 ,男，江西新余人，碩士研究生，助理工程師，主要從事：高爐操作和管理工作。