長鋼1080m3高爐干濕焦轉換冶煉實踐

曹 鋒

首鋼長鋼現(xiàn)有兩座高爐在線運行，每座高爐有效容積1080m3，設計有2個出鐵場（一用一備），20個風口。高爐正常生產(chǎn)使用全干熄焦，受焦化系統(tǒng)產(chǎn)能限制，一旦遇到干熄焦系統(tǒng)檢修，高爐就必須被迫摻用部分濕熄焦甚至全部使用全濕熄焦冶煉，屆時，有可能會造成爐況和爐溫波動。

1.濕熄焦與干熄焦性能的對比

濕熄焦與干濕焦因生產(chǎn)工藝不同，除焦炭水分相差較大外，其余各項指標性能上較干熄焦也都明顯差別，對高爐冶煉產(chǎn)生不利影響。見表1。

（1）由于焦炭在焦爐進行干熄焦生產(chǎn)時，在預存段會有保溫的作用（相當于燜爐），而當在溫度的均勻化、殘存的揮發(fā)分在析出的過程中焦炭成熟度會進一步提高，從而消除生焦。

（2）焦炭從炭化室被推出后，溫度約1000℃，由于噴水快速降溫冷卻，濕熄焦內部的結構會產(chǎn)生較大的熱應力，使得網(wǎng)狀的裂紋增多，易碎裂為小塊焦。在干熄焦的過程中，焦炭被緩慢冷卻，從而降低了其內部的熱應力，使得網(wǎng)狀的裂紋變少，焦炭的機械強度得到提高。

（3）焦炭在干熄焦爐里進行向下的流動時，由于受到機械力的作用，使其結構脆弱的部分和生焦會變成焦粉而被篩除，不會影響焦炭的性能，焦炭的穩(wěn)定性得到提高。

（4）濕熄焦時，因水分蒸發(fā)，焦炭的表面、氣孔內會有堿金屬的鹽基物質沉積，而干熄焦則不會有沉積，從而使得干熄焦的反應性偏低。

2.干濕焦轉換對高爐冶煉的影響

焦炭在高爐冶煉過程中的作用主要是熱源、還原劑、料柱骨架。在高爐風口的前端，焦炭與鼓風中的氧發(fā)生燃燒反應后產(chǎn)生煤氣，同時放出大量的熱量。煤氣在上升過程中不斷將熱量傳遞給高爐爐料，同時參與高爐內部的各種物理、化學反應。焦炭呈多孔狀，約占高爐整個料柱體積的30%-50%，對改善高爐料柱透氣性起著決定性的作用，隨著高爐大型化和采取噴吹煤粉替代部分焦炭，焦炭對料柱透氣的作用更顯突出。

在干濕焦轉換的過程中，一方面焦炭水分的急劇波動，會造成高爐熱制度的失常，惡化爐況，造成生產(chǎn)不穩(wěn)。另一方面濕熄焦的冷態(tài)強度、反應性、熱強度等指標都有較大幅度的下降，會嚴重導致高爐料柱透氣性惡化，煤氣利用變差，影響高爐順行，甚至引起高爐爐缸堆積。因此，干濕焦轉換必然對高爐冶煉行程產(chǎn)生較大影響，操作者必須有足夠的重視和有效的手段，以最大限度地保證爐況的穩(wěn)定順行。

3.轉換前準備工作

（1）高爐作業(yè)區(qū)通過優(yōu)化操作，確保高爐爐況順行，爐缸活躍，透氣性良好等。

（2）生產(chǎn)技術科、高爐作業(yè)區(qū)對焦炭計量稱和槽下工藝稱進行校驗，確保稱量準確。

表1 干濕熄焦與干熄焦性能比較

（3）設備材料科和高爐作業(yè)區(qū)對焦炭料倉、振動篩、稱量等設備進行檢查，確保轉換期間運行正常，防止在干濕焦搭配使用時出現(xiàn)故障。

（4）安全環(huán)保科和高爐作業(yè)區(qū)對熱風爐排放在線檢測儀器進行檢查，確保工作正常，并對可能發(fā)生短時間超標的情況制定應對措施。

（5）生產(chǎn)技術科、安全環(huán)保科、除塵噴煤作業(yè)區(qū)針對干熄焦倒運過程揚塵問題，制定細化應對方案，杜絕無組織排放。

表2 焦炭成分對燃料比的影響

表3 裝料調整情況

表4 送風調整情況

4.干濕焦轉換的應對措施

4.1 熱制度調整防止爐涼

穩(wěn)定而充沛的熱制度是高爐穩(wěn)定順行的基礎。濕熄焦比干熄焦炭水分急劇增加的同時焦炭冷態(tài)強度、反應性、熱強度等指標明顯下降，這對高爐負荷帶來了較大的波動，這次干濕焦轉換過程中，我們全面考慮干、濕熄焦質量指標的差異和及使用比例情況，精密計算退負荷的的幅度，將生鐵含[si]標準由0.25%-0.50%提高到0.3%-0.6%，物理熱由1480℃提高到1500℃，保證了爐缸有充足的熱量，避免了因干濕焦轉換導致爐涼而對爐況穩(wěn)定和氣流分布造成影響。見表2。

4.2 裝料制度調整保證氣流分布合理

裝料制度是高爐重要的調劑手段，決定著煤氣流分布、煤氣利用率以及高爐順行狀態(tài)。100%干濕焦轉換后除焦炭水份、灰分、硫均會升高、熱態(tài)性能和冷態(tài)指標會大幅降低，會導致氣流分布不均，中心不暢從而引發(fā)爐況失常。此次干濕焦轉換在裝料制度的選擇上，采取打開中心、照顧邊緣保證兩道煤氣流的原則，保證了煤氣流分布得到了有效疏導和控制，爐況保持爐況穩(wěn)定順行的狀態(tài)。見表3。

4.3 送風制度調整保證足夠的動能

送風制度調整以堅持高爐全風為原則，保證足夠的鼓風動能，實現(xiàn)活躍爐缸的目的。我們高度重視高爐的鼓風動能參數(shù)，根據(jù)干濕焦轉換情況和爐況變化，及時調整風量水平，確保高爐適宜的風速和鼓風動能吹透中心，活躍爐缸。同時在日常操作上適當降低壓差水平，由165kpa降低到160kpa,使風量與料柱透氣性相匹配，避免因高爐局部過吹發(fā)生管道，使高爐爐況順行得到有效保障，爐缸工作活躍。見表4。

4.4 出凈渣鐵保證生產(chǎn)穩(wěn)定

重視爐前出渣鐵管理，爐前細化開鐵口操作，及時打開鐵口，提高炮泥質量，穩(wěn)定鐵口深度，保持出鐵時間穩(wěn)定；及時聯(lián)系鐵水罐，保證鐵水罐運行滿足要求，實現(xiàn)爐前兩鐵口交替不間斷出鐵，通過上述措施，出鐵場出凈渣鐵工作得到明顯提高，確保渣鐵及時出凈，為穩(wěn)定爐內操作，為100%干濕焦轉換提供了基本保證。

5.100%干濕焦轉換冶煉效果

此次1080高爐干濕焦轉換冶煉，通過熱制度、裝料制度、送風制度調整、爐前出凈渣鐵等一系列措施，快速消除了干濕焦轉換帶來的不利影響，保證了爐況的穩(wěn)定順行，取得了較好的經(jīng)濟技術指標。見表5。

表5 長鋼高爐干濕焦冶煉技術經(jīng)濟指標

6.結語

（1）干濕焦轉換冶煉過程中，由于焦炭質量的全面大幅下降，極易引起爐況的大幅波動，處理不當甚至會引發(fā)高爐長期爐況失常。

（2）100%干濕焦轉換，轉換前確保高爐爐況順行良好，爐缸活躍。