萊鋼1880m3高爐爐役后期經濟冶煉實踐

王尚東

（萊蕪鋼鐵集團有限公司 銀山型鋼煉鐵廠，山東 萊蕪271104）

萊鋼1880m3高爐爐役后期經濟冶煉實踐

王尚東

（萊蕪鋼鐵集團有限公司 銀山型鋼煉鐵廠，山東 萊蕪271104）

萊鋼兩座1880m3高爐均處于爐役后期，操作上通過大量使用長風口，上部調整裝料制度，并不斷開發爐料平鋪技術，高爐順行情況不斷改善，實現了經濟冶煉的目標，配料焦比降低了26 kg/t，燃料比降低7 kg/t，生礦比例提高8.4%，年創效益4000萬元以上。

高爐；爐役后期；經濟冶煉；爐料

1 前言

萊鋼兩座1880m3高爐分別于2004年6月和2005年2月投產，至今已安全運行了十余年，均已進入爐役后期，期間未進行過爐缸大修。按業界傳統觀點，爐齡8～12 a為中等壽命，12 a以上則屬于長壽高爐。萊鋼型鋼煉鐵廠通過不斷優化高爐各項操作制度和加強各個方面的管理，最終實現爐役后期安全、穩定順行、經濟冶煉的效果。

2 護爐操作

因鋼鐵行業持續不景氣，從2011年11月開始高爐限產操作，入爐風量從正常的4300m3/min逐步降到3750m3/min，產量從日產5300 t以上降到4400 t左右，產能只有原設計水平的80%。在限產過程中，采取了堵風口、加襯套、使用小風口等措施，爐缸均勻活躍性下降，爐缸二層側壁溫度階段性地出現上升現象，對高爐爐役后期的安全運行產生嚴重威脅。

為實現高爐長壽的目標。型鋼煉鐵廠通過不斷調整，優化1880m3高爐的送風制度和裝料制度，抑制邊緣，發展中心，在低冶強條件下減少鐵水環流對爐缸的沖刷，穩定了爐缸側壁溫度。

2.1 大量使用長風口

合理的爐內煤氣流分布和良好的爐缸活躍性，有利于高爐爐缸高效長壽。爐缸主要受鐵水流動沖刷，渣鐵化學侵蝕，鐵水、堿金屬、鋅對磚的滲透及熱沖擊。在爐缸耐材表面形成一層持久的保護層非常重要，該保護層就是穩定的渣鐵凝固層。爐缸鐵水環流對爐缸的侵蝕是導致爐缸燒穿的根本原因，尤其是不均衡侵蝕。操作控制上，主要通過中心加焦來發展中心，抑制邊緣。結合用小風口、堵風口、加襯套降低冶煉強度，配加鈦球、控制好生鐵成分等措施，來保證爐缸耐材和鐵水之間的保護層不會變薄或者消失，以延緩爐缸的被侵蝕速度，把側壁溫度控制在安全范圍之內。縮小風口面積后，經過調整實際風速可以維持不變。但由于限產、風量降低，鼓風動能大幅下降，回旋區和燃燒帶縮小，造成邊緣氣流及鐵水環流難以控制，影響爐缸側壁溫度的穩定。

萊鋼1880m3高爐原使用φ120mm×500mm的風口，風口面積縮小后，風口長度未變。至2015年底，2座1880m3高爐各自增加了10個長度520mm的風口。進入2016年后，2座1880m3高爐逐步增加長度520mm的風口的使用數量。2016年11月，2座1880m3高爐風口全部改為長風口。隨著長風口的大量使用，在中心加焦基礎上進一步發展中心，抑制了邊緣氣流，減輕了爐缸鐵水環流對碳磚的沖刷侵蝕，使高爐長壽成為可能。當前，2座高爐二層側壁溫度在140℃以下穩定運行，未再突破歷史高點。近2 a來，有時甚至因為側壁溫度低而臨時取消鈦球的配加。

2.2 調整裝料制度

萊鋼2座1880m3高爐入爐品位在56%左右，上部裝料制度一直使用“大礦批+中心加焦”的技術，基本使用相同的裝料制度。由于風量小，鼓風動能低，中心氣流弱。為發展中心，抑制邊緣，減輕鐵水環流，中心加焦比例基本在30%以上。但中心加焦數量太多容易造成中心氣流不集中，消耗高。中心不集中的表現主要是十字測溫次中心溫度高于中心點的溫度，見圖1。兩個第6點在300℃以上，最高點不在中心8點上，而在第7點上。同時，中心不集中的另一個表現是休風后觀察爐頂料面中心鼓包大。

在采用長風口的基礎上，通過不斷調整裝料制度，最終形成了布料矩陣。實行錯檔位布料后，第6點降低到200℃左右，第7點降低到400℃左右，中心氣流趨于集中，形成規則的煤氣流分布。

圖1 十字測溫棒圖

3 經濟冶煉

3.1 開發爐料平鋪技術

在經濟冶煉、低成本生產方面，除了配加經濟爐料，降低入爐品位外，高比例配加生礦也是一個重要的途徑。生礦價格與燒結礦和球團礦相比要低很多，所以提高生礦比例就是間接降低噸鐵成本，達到降本增效的目的。但是生礦的冶煉特性一直是制約高爐高比例配加的一個主要原因。生礦的冶煉特征主要表現在：1）生礦的軟融溫度低、軟融帶寬、滴落性區間大，這些特點將使得軟融帶和滴落帶的透氣性差；2）生礦的熱爆性能和球團礦相似，一般在中溫區產生大量的粉末，嚴重影響透氣性和煤氣流的分布；3）生礦的軟融滴落性能嚴重變差，影響煤氣流分布，影響高爐順行；4）生礦的Al2O3偏高，對高爐造渣影響較大。開發科學的平鋪技術可以最大限度地消除生礦帶來的不利影響。

3.1.1 球團、生礦平鋪

萊鋼1880m3高爐采用皮帶上料，含鐵爐料無法單獨混勻，但可以通過控制各料種在皮帶上的厚度和放料時間實現兩種或兩種以上爐料在皮帶上的疊加，其同時進入上、下罐時便經過了混勻。為了實現爐料混勻，在皮帶上一種爐料疊加在另一種主體爐料上所占的長度百分比即前者在主體爐料的平鋪率。2015年前，型鋼煉鐵廠對球團、生礦、焦丁平鋪要求不夠嚴格，更沒有平鋪率的具體要求，氣流不穩現象時有發生，尤其高比例配加生礦時對中心氣流影響較大，嚴重時導致燃料比升高（10～20）kg/t，因此月配加塊礦比例從未突破15%。

國外文獻認為，不同礦石混合后可以部分抵消某些礦種的缺點，并且混合后可以實現爐料粉末的平均分布，進而有利于煤氣流的均勻分布、礦石還原和爐況順行。2015年底，2座1880m3高爐開始加強爐料的平鋪研究：一方面要求球團、生礦不能布到燒結礦料最后的30%區域，以免布料時進入中心區域影響中心氣流；另一方面根據粉末均勻分布理論，粉末集中將導致局部預熱還原不充分，對爐況產生不利影響，因此要求酸性料平鋪率不得低于50%（酸性料比例＞15%時）。經過平鋪調整，2015年9月開始逐步增加生礦比例，2016年全年生礦平均比例17.37%，遠高于2015年9.6%的水平，見圖2。生礦比例大幅提高后，爐況運行、高爐消耗均保持了穩定。

圖2 2015年1月—2016年12月高爐生礦比例

3.1.2 焦丁平鋪

2015年12月前對焦丁的平鋪無明確要求。國外文獻認為高爐邊緣粉末比例高，且此區域加熱和還原速度慢使得含鐵爐料還原粉化率高，導致在邊緣區域的含鐵爐料還原和熔化困難。焦丁平鋪在此區域一方面有利于改善透氣性，另一方面有利于改善含鐵爐料還原，保護大焦。2016年開始將焦丁平鋪開始位置由距料頭30%的距離調為10%的距離，隨后幾個月將焦丁開始位置又調為距料頭5%的距離，同時調整槽下焦丁閘門開度，將焦丁在燒結礦上的平鋪率從原來的10%提高到30%左右，此時焦丁基本布在礦石的最外2檔。

3.1.3 穩定平鋪

萊鋼1880m3高爐槽下共有3個生礦倉、2個球團倉、1個焦丁倉、6個燒結礦倉，日常生產中各個倉隨機組合。2016年以來，多次對各個倉放料后的料頭到K1、K2皮帶導料槽的時間進行測量，調整各個倉放料的連鎖關系，并從主皮帶機頭位置實地測量，保證了在各種組合條件下各種料料頭在主皮帶上相對位置的絕對穩定。通過調整下料口閘門插板的開度，保證了每一種料在主皮帶上長度的相對穩定。通過這一系列措施，保證了整個料段的后面是純燒結礦，避免了生礦、球團礦布到高爐中心區域。實行標準化操作，規定了生礦不同比例條件下各種爐料的平鋪率，見表1。

表1 高爐爐料平鋪率 %

3.2 加強爐前出鐵管理

爐前出鐵對于爐況順行和指標改善至關重要，在入爐品位低、渣量大時更是如此。進入2016年后，萊鋼1880m3高爐加強爐前出鐵的組織與管理，規范爐前的日常作業行為，強化出鐵檢查制度，及時出凈每一爐渣鐵。首先對鐵口難開問題持續攻關，減小難開對爐況的不利影響。其次對鐵口卡焦進行攻關，制定一系列爐內外的應對措施，避免因出不好渣鐵爐況出現波動的情況。

3.3 加強上料管理

通過主控監控畫面，一旦發現布料時間或者圈數與設定數值差距大，及時督促上料人員找出原因，并做好記錄。每個班次記錄2次礦石、焦炭的料流開度，有大的變化要查找原因。槽下上料人員每個班次至少2次匯報各個料倉的情況。每天2次到燒結機區域觀察燒結礦實物質量，重點對燒結終點溫度、各溫度曲線的穩定性、紅火層厚度、機速、料層厚度等進行關注，對燒結礦的顏色、粒度、氣孔度等進行拍照，摸索燒結礦質量與爐況的對應關系。當發現燒結礦質量有問題時，及時與燒結車間進行溝通，督促其及時改進。

4 應用效果

1）萊鋼2座1880m3高爐截止到2017年5月，已安全運行13 a和12 a，單位爐容產鐵分別為10910 t和10453 t。兩座高爐爐缸二層側壁溫度在140℃以下運行，對應爐襯厚度在650mm以上，實現了高爐長壽的目標。

2）通過對高爐上下部制度進行優化和調整，萊鋼2座1880m3高爐生礦配比由2015年的9.6%提高到2016年的17.37%，高爐未因生礦比例提高爐況出現波動，年創效益4000萬元以上，實現了經濟冶煉的效果。

3）在爐役后期配加經濟爐料、大比例生礦的條件下，高爐的各項經濟技術指標持續提升，配料焦比從2015年的381 kg/t降低到當前的355 kg/t，燃料比從2015年的531 kg/t降低到當前的524 kg/t，生礦配加比例也從2015年的9.6%提高到當前18%左右，有力地降低了生鐵成本。

信息園地

山鋼濟鋼鋼鐵產線全線安全停產

2017年7月8日，山鋼濟鋼煉鐵廠3#1750m3高爐順利出完最后一爐鐵水后，濟鋼鋼鐵產線上的爐火全部熄滅。這標志著濟鋼在濟南的鋼鐵產線全線安全停產，濟鋼轉型發展邁出堅實一步。

鋼鐵產線流程長、工序多，特別是涉及高溫鐵水、鋼水，以及水、電、風、氣等能源介質，停產過程存在安全、環保等諸多方面的風險，組織難度非常大。為保證鋼鐵產線全線安全停產，山鋼集團統籌研究、周密安排。濟鋼專門成立了安全停產組織機構，制訂了包含128個子方案的《濟鋼鋼鐵主體工序總體停產方案》，詳細規定了各個工序的停產順序和要求，并對方案進行了反復研究和推演。各相關單位各級安全監督管理人員盯在現場，嚴厲制止各類違章指揮、違章操作行為，做到了停產工作全過程、全方位、全員受控。濟南市環保部門協同濟鋼，對在線設備風險源（點）進行了系統排查；濟南市檢測站通過選點，共檢測了54項環保指標，確保停產過程污染物達標排放。截至7月8日，濟鋼各主體工序全部實現安全、環保停產，沒有發生一起事故或污染投訴。

停產過程中，濟鋼所有領導干部24 h輪流值班，保持24 h通訊暢通；廣大職工在各自崗位上精準操作，忠于職守。整個停產過程實現了“五個確保”和“四個不讓”。“五個確保”即：確保停產過程安全平穩，確保停產順序節點明確，確保停產過程各類污染物排放受控，確保停產前最大化消納各類危險廢棄物、危險化學品，確保各類資源利用最大化；“四個不讓”即：不讓一個安全隱患因停產而被忽視，不讓一塊產品因停產而質量不合格，不讓一臺設備因停產而損壞，不讓任何污染物因停產而失控。

濟鋼鋼鐵產線安全停產后，山東省及濟南市黨委、政府和濟鋼將按照工作方案，繼續全力做好人員分流安置工作，最大限度地維護職工合法權益。同時，濟鋼將按照國有資產處置有關規定，分類分批、有序公開地處置各類物料、設備、設施，實現各類資源利用最大化，避免國有資產流失。

（摘自《中國冶金報》）

Practice of Economic Smelting in the Later Stage of 1880m3BF in Laiwu Steel

WANG Shangdong

（The Yinshan Section Steel Ironmaking Plant of Laiwu Iron and Steel Group Corporation,Laiwu 271104,China）

The two 1880m3BF are in the later stage of campaign of blast furnace operation.Through a large number of long air outlet,the upper adjusting charging system,and constantly develop charge tiling technique blast conditions continue to be improved.The economic goal of smelting was achieved.Themixing coke ratio is reduced by 26 kg/t,the fuel ratio is decreases by 7 kg/t,a 8.4%in the proportion of raw ore is increased,the annual benefit ofmore than 40million Yuan can be get.

blast furnace;the later stage of campaign of blast furnace operation;the economic goal of smelting;charge

TF538

B

1004-4620（2017）04-0014-03

2017-05-27

王尚東，男，1971年生，1994年畢業于山東冶金工業學校鋼鐵冶煉專業。現為萊蕪鋼鐵集團銀山型鋼有限公司型鋼煉鐵廠工程師，從事煉鐵生產技術研究與組織管理工作。