劉成欽
(辛集市澳森鋼鐵有限公司,河北 辛集052360)
澳森鋼鐵公司煉鐵廠6#高爐有效爐容1 050 m3,設東、西兩個出鐵口,料車上料,爐體采用全冷卻壁、薄壁爐襯結構、軟水密閉循環冷卻系統、串罐式無料鐘爐頂、嘉恒法水渣處理、BPRT煤氣余壓利用等一系列先進實用技術。高爐于2016年底開爐,開爐以后,通過提高原燃料質量,優化高爐操作,加強爐前管理等措施,高爐利用系數突破了4.5 t/(m3·d),并且保持了長期穩定順行。
多方面入手,改進原燃料的質量,為提高冶煉強度打下物質基礎,保證高爐在大風、高壓、高風溫、高負荷的生產條件下仍能穩定順行。近年來出現了一些經濟原料操作的高爐,但是高爐所用的原燃料必須與高爐的容積及冶強相適應,才能取得相對較好的指標[1]。
1)焦炭的質量要有最低限度的保證。受各方面的制約,公司高爐使用的焦炭按灰分和硫含量,屬于二級焦,但是通過生產實踐經驗,對高爐使用的焦炭指標提出了如下要求:M10<7%,CRI(焦炭反應性)<30%,CSR(焦炭反應后強度)>60%,這樣的焦炭基本上能滿足本高爐強化冶煉要求。
2)要求高堿度燒結礦二元堿度在2.0左右,轉鼓強度>75%,低溫還原粉化率RDI+3.15>65%。
3)優化高爐入爐原料配比,生礦比一般在8%左右,保證了熟料比90%以上。
4)加強槽下篩分工作。槽下嚴格控制振篩的篩分速度,要求<30 kg/s,減薄料層厚度,提高篩分效率。焦炭用間距16 mm的陶瓷棒條篩底,保證入爐<20 mm的焦炭低于5%,礦石采用雙層棒條篩,下層間距3.5 mm,保證入爐<5 mm的比例低于5%;每班統計返礦、返焦數量,超出正常及時分析原因,采取應對措施。
5)控制入爐原燃料的K、Na、Zn負荷。堿金屬對高爐的危害很大,根據近幾年的經驗,對高爐入爐堿金屬含量提出了自己的控制范圍:K2O+Na2O<5 kg/t鐵,高爐入爐ZnO<0.5 kg/t鐵。通過控制入廠、入爐原燃料中的K、Na、Zn,降低高爐的K、Na、Zn負荷,杜絕了其富集后對操作的不利影響,保證了高爐的順行[2]。
在高爐操作中,上下部調劑相結合,保證以中心氣流為主,適當照顧邊緣。
1)送風制度。風口以Φ115 mm的為主,適當配加2~4個Φ120的調整局部氣流;因為本高爐設計的爐腹角偏大,所以風口長度選型較長,為520 mm,并向下傾斜5°,以吹透中心,活躍爐缸,保證了初始氣流分布合理;熱風溫度能穩定在1 200℃;富氧用煉鋼富裕的深冷氧,配加吸附氧,富氧率5%左右。
2)裝料制度:采用礦焦分裝,多環布料。根據開爐前現場實驗,將布料最大角度限定為不超過37°。經過多次調整,形成了焦5礦5,平臺加漏斗的布料模式:焦炭角度34°、31°、28°、25°、22°(圈數3、3、3、2、2),礦石角度33°、30°、28°、26°、23°(圈數2、2、2、2、2)。沒有中心加焦,但是中心氣流比較充足,保證了爐況的穩定性。
3)造渣制度。為了避免堿金屬富集危害,提高爐缸穩定性,爐渣R2控制在1.15~1.2,保證鐵水成分合格。
4)熱制度。保證鐵水溫度為1 480~1 500℃,保證爐缸活躍,避免爐缸虧熱,鐵水Si控制在0.3%~0.4%。
1)統一3班操作,穩定風壓±5 kPa,風量±30 m3/min,氧氣均衡使用,保證按規定的料批穩定下料,不突出單班產量。
2)杜絕高壓差操作,壓差超過190 kPa時,必須采取措施,避免氣流失常造成管道或者懸料。
3)操作中及時發現波動的苗頭,做到早調、勤調,根據外圍因素提前預判,保證[Si]0.3%~0.4%,[S]0.020%~0.030%。
隨著高爐冶強的不斷提高,爐前出鐵管理逐漸成為高爐順行的重要環節。爐前出不凈鐵或者開口晚、流速低都會造成爐況憋風難行,為此要求爐前做到以下3點。
1)巡檢好出鐵場設施,及時聯系生產調度協調鐵水包,保證兩個鐵口輪流出鐵,并且保證全風堵口率99%以上。
2)爐前鐵口工控制好打泥量,每爐35塊左右,將鐵口深度穩定在2.8 m,避免過深造成鐵口泥包斷裂,過淺鐵口難開憋鐵、跑大流出不凈鐵。
3)每天至少出鐵16爐,出鐵間隔保證在15 min以內,按照出鐵時間比90%計算,保證合適的出鐵流速(一般在3.8~4.0 t/min),當鐵量差>10 t/爐時,責令爐前鐵口工和班長分析原因。
1)通過強化爐體和風口小套冷卻,穩定渣皮,減少因渣皮脫落造成的風口小套損壞,減少無計劃休風換套。通過加粗高爐風口小套的進出水管道和閥門,使單個風口小套的水量控制在30 m3/h以上,水溫差控制在5℃以下;高爐密閉循環軟水水量由原來的3 500 m3/h增加到4 200 m3/h,爐體溫度穩定在50~100℃,很少有長時間大幅度的波動,保持了爐內渣皮的穩定。通過以上兩項措施,杜絕了風口小套損壞,減少了因更換漏水風口小套而導致的無計劃休風。
2)通過日常設備點檢、維護,及時發現設備隱患,實行點檢定修,降低休風率。爐前重要設備專人加油潤滑,保證設備完好;卷揚設有專職點檢工程師,對所有卷稱設備運行情況預知預控。
3)高爐輔助系統單獨設立工段,橫向管理。分別負責熱風爐、布袋除塵、鼓風機、水泵房、環保除塵等設備的運行、管理、維護工作。在煉鐵廠的統一管理下,服務于高爐生產,對高爐長期穩定順行提供了堅實的保障。
經過開爐3 a多的實踐,已經逐步摸索出適合本薄壁爐型高爐的操作要點:高冶強要有一定的原燃料條件作為支撐;操作制度要找出適合本高爐的具體控制范圍,重點是維護好爐內渣皮的穩定性;爐前操作要作為一項重點來抓,形成出鐵制度;把外圍設備維護好,為高爐穩定順行創造條件。