柳鋼2 650 m3 高爐強化冶煉操作實踐

范 磊

（廣西柳州鋼鐵集團有限公司， 廣西 柳州 545002）

2 號高爐于2012 年9 月3 日開爐投產，有效容積2 650 m3，年產生鐵230 萬t。車間堅持“穩生產，控成本，求創新，強管理，重文化，促立人”的十八字工作思路，落實好“以焦定產，定產降焦，降焦增產”十二字生產組織策略，近幾年總體保持了生產的均衡穩定，通過對制約高爐強化冶煉的因素分析，摸索出2 650 m3高爐高強度冶煉下高產操作模式，為大高爐提產操作積累了一些經驗。

1 制約高爐強化冶煉的因素

1.1 原燃料質量不穩定

1.1.1 原料方面

燒結礦的RDI（低溫還原粉化指數）長期偏高，尤其是進入2017 年6 月份之后，RDI 偏離≤25%的控制范圍，抽查最高達到29.02%，燒結廠采取提高FeO、MgO、外配高硅粉等措施來降低RDI，其中w（FeO）由之前的8.5%提高到9.0%、w（MgO）由1.95%提高到2.10%，直到10 月中旬RDI 才達到控制范圍內，見圖1。

圖1 2017 年燒結礦的性能

1.1.2 燃料方面

2017 年3 月下旬至4 月中旬，焦炭含S 高且各班波動大，兩個班之間焦炭S 含量（質量分數）波動值維持0.2%左右。焦炭含硫量的大幅波動造成入爐硫負荷波動，高爐需頻繁調節燒結比來保證鐵水質量，使得爐料的軟熔性能也出現波動，引起軟熔帶上下移動容易引起爐墻結厚。進入6 月，因二焦干熄焦檢修，造成M10大幅下降，抽檢最高達到7.5%，M40最低不足84%。9 月份，因一類1/3 焦煤斷料和一類主焦煤不足，焦炭熱強度呈下滑趨勢，直到10 月中旬，焦炭各項性能才有所改善，詳見圖2 和圖3。根據統計，2017 年焦炭反應后強度CSR 檢驗次數總共53次，焦炭CSR 在60%以上有47 次，檢測達標率88.7%。

圖3 2017 年焦炭的熱強度

噴吹用煤的品種較多且有些煤種儲存量不夠，導致噴煤結構調整頻繁。部分噴吹用煤燃燒性和反應性偏低，風口存在結焦或堵槍現象，影響高爐噴煤的均勻性和穩定性，同時未燃煤粉與CO2發生熔損反應變弱，致使大量固相的未燃煤粉卷入初渣中，在渣中形成了非均勻相，從而強烈地影響了爐渣的黏度[1]，高爐軟熔帶的透氣透液性及渣鐵流動性變差，加劇爐況波動，制約高爐進一步強化冶煉。

1.2 操作爐型不合理

2017 年，高爐風口長度存在670 mm×Φ115 mm和560 mm×Φ118 mm 兩種類型，風口長短不一直接影響到初始氣流分布的均勻性和合理性，容易造成氣流偏行，影響合理操作爐型的形成，在后期調整中，中心氣流不容易打開，加上對冷卻壁溫度下降未引起足夠的重視，導致渣皮頻繁脫落燒損風口小套。

2 采取措施

2.1 加強原燃料管理

俗話說“七分原料，三分操作”，精料是強化冶煉的基礎。適時監控入爐的原燃料質量情況，通過微信交流平臺及時進行信息分享與反饋，并重點從以下幾方面改善原燃料性能。

1）降低入爐有害元素，尤其是堿金屬和鋅，控制其負荷分別≤3.5 kg/t、≤0.5 kg/t。

2）穩定焦炭質量，保證焦炭的冷熱強度達標，以確保焦炭在爐內的骨架作用。

3）穩定噴吹煤結構，少用高硫煤或燃燒性和反應性不好的煤種，保證煤粉在風口帶完全燃燒，降低未燃煤粉在爐內的殘留。

4）加強爐料的篩分管理，制定了篩網使用、控制和檢查更換制度，并建立臺賬，達到控制焦炭和燒結篩分速度分別為≤25 kg/s 和≤28 kg/s，從而確保入爐燒結礦＜5 mm 的粒度所占比例在5%以內。

5）做好混料工作，通過控制斗門大小、放料順序、報警提示等手段實現燒結、球團、塊礦、焦丁均勻混合。

2.2 調整操作制度

2.2.1 熱制度

爐溫直接反應爐缸工作的熱狀態，冶煉過程中控制充足而穩定的爐溫，是保證高爐穩定順行的基本前提。面對原燃料質量不穩定，高爐爐溫按0.50%～0.65%進行控制，提高爐缸熱量儲備增強爐況抗波動能力，同時物理熱也保證在1 500 ℃以上。

2.2.2 造渣制度

造渣制度應適合于高爐冶煉要求，有利于穩定順行，有利于冶煉優質生鐵。2018 年，考慮到鐵水流動性和排堿的需要，爐渣堿度進行下調0.05，控制1.10～1.15，同時鐵水中硫的質量分數控制在0.020%到0.040%之間。此外，為降低堿金屬危害進行常態化排堿，每周進行堿平衡計算，檢驗排堿效果。

2.2.3 送風制度

風口是煤氣的發源地，對初始氣流分布起著重要支配作用，確定合理風口面積，是維持較高風速和適宜鼓風動能，確保吹透中心，實現合理的下部操作制度的關鍵[2]。2017 年，逐步統一風口尺寸為560 mm×Φ118 mm，風口面積較之前增大0.016 5 m2，為增加風量和氧量提供了條件，風量由4 800 m3/min 提高到4 950 m3/min，富氧率由3.3%提高到3.6%，標準風速和鼓風動能均相應增大，有利于吹透爐缸中心，減少死焦堆。同時對于一些上翹嚴重的中套，利用年修的機會進行更換，達到圓周氣流和操作爐型穩定的目的。

2.2.4 裝料制度

本著“高爐穩定靠中心氣流，指標靠適當的邊緣氣流”的思路，礦石平臺寬度和中心焦量保證是這次主攻方向。2017 年7 月，高爐通過程序成功控制焦炭放料，該程序實現溜槽布完倒數第二個焦角時關閉料流避免焦炭落到環帶，溜槽到達最低焦角再重新打開料流布料，能夠最大限度地把焦炭布到中心，量化中心焦炭量。中心焦量保證后，增強了中心氣流的強度和力度，根據加入10%的中心焦時，煤氣利用率降低3.17%，當加入20%的中心焦時，煤氣利用率降低6.34%[3]，為兼顧煤氣利用率情況，通過不斷實踐，焦炭制度K404383352322291261131能夠長期使用。

礦石平臺寬度調整經歷時間較長，總體思路是當壓量關系緊張時，礦石平臺搓堆減環；當壓量關系適當時，礦石平臺拉寬增環。2017 年，礦焦基本呈負-1°，礦石平臺寬度在8°，礦批66 t 左右。進入2018 年，開始嘗試同角布料，以裝料制度P383363343322302K404383352322291261131 作為基礎，不斷尋找合理的礦石平臺。先使用制度P401383363342322302 進行實踐，觀察高爐參數變化情況，爐況接受后有步驟地擴大批重，并觀察十字測溫邊緣溫度變化，出現溫度大于150 ℃，及時采取壓邊措施，在保證礦石平臺寬度基礎上增加最外環礦石圈數，最終形成裝料制度P402383363343322302K404383352322291261131，批重70 t，負荷4.50～4.60。

2.3 強化出鐵管理

日常操作中，爐前渣鐵的排放是否及時，直接關系到爐況順行和技術經濟指標的提升。隨著產量不斷提高，爐前出鐵模式做了相應調整：確定1 號、3號鐵口作為主出鐵口，2 號鐵口備用，并嚴格控制修溝時間在3 天以內；量化爐前操作，開鐵口鉆頭由50 mm 變為55 mm 或60 mm，打泥量由2.5 格調整為3.0 格，控制出鐵間隔在15 min 以內。此外，加強與外圍的溝通，為高爐生產創造良好的外部環境，通過與運輸溝通，爐前拉對罐時間間隔較之前縮減5 min，極大地減少帶鐵堵口次數。

3 實施效果

通過對制約高爐強化冶煉因素進行調整，取得較好實施效果。2018 年高爐平均日產大幅上升，其中11 月創造平均日產7 201 t 的好成績，其他各項指標也有不同程度進步，見表1。

4 結論

1）高爐強化冶煉是一個系統工程，需要多方面分析制約的因素，措施要有針對性。

2）原燃料質量與高爐強化冶煉息息相關，高爐只有先解決原燃料穩定問題，才能為強化冶煉創造條件。

表1 2013 年—2018 年柳鋼2 650 m3 高爐主要指標情況

3）強化冶煉過程中合理氣流是關鍵，上下部調劑要匹配，下部是基礎，上部是保證，操作實踐時要盡量穩定焦炭平臺，調整好礦石平臺，同時配以大風量、大富氧，使得兩道氣流合理分配。