衡鋼1 號高爐強化冶煉實踐

肖國梁

（湖南華菱衡陽鋼管有限公司，湖南 衡陽 421001）

衡鋼煉鐵配備1000m3高爐一座，年設(shè)計利用系數(shù)2.357t/（m3.d），生產(chǎn)煉鋼鐵水能力82.5 萬t/a，同時為高爐配套配有130m2燒結(jié)機一臺、綜合原料場。衡鋼煉鐵1 號高爐于2017 年11月開始大修，11 月8 日開爐投產(chǎn)，投產(chǎn)后的高爐快速達產(chǎn)達效，利用系數(shù)最高達到3.45。

1 強化冶煉的瓶頸

1.1 生產(chǎn)情況簡介

1#高爐2017 年11 月份開爐達產(chǎn)后，爐頂設(shè)備故障頻繁發(fā)生，爐況順行破壞，爐前鐵次無法滿足生產(chǎn)要求，燒結(jié)礦質(zhì)量波動較大，生產(chǎn)形勢異常被動，一系列的問題在生產(chǎn)中暴露出來。從3 月份開始轉(zhuǎn)變思路，裝料制度實現(xiàn)較大突破，由中心加焦轉(zhuǎn)變?yōu)槠脚_+漏斗的模式，在生產(chǎn)過程中不斷摸索、驗證，確立了適應(yīng)本高爐的基本裝料制度，狠抓高爐內(nèi)部爐前和爐內(nèi)管理操作，外部要求原材料質(zhì)量保證，自4 月份開始整體生產(chǎn)經(jīng)營效果有了較大改善，2018 年1 月～4 月的生產(chǎn)指標，詳見表1。

表1 2018 年1 月～2018 年4 月的高爐生產(chǎn)技術(shù)指標

1.2 強化冶煉的瓶頸

1.2.1 無計劃休風(fēng)、慢風(fēng)多

上料系統(tǒng)以及煤氣系統(tǒng)設(shè)備故障多，造成高爐長時間的無計劃休風(fēng)、慢風(fēng)以及低料線作業(yè)。2 月和3 月主要受布料溜槽以及爐頂上料系統(tǒng)故障影響導(dǎo)致高爐非計劃休風(fēng)慢風(fēng)多；4 月～5月主要受上料系統(tǒng)和爐前鐵口導(dǎo)致高爐非計劃休風(fēng)慢風(fēng)多，短期內(nèi)頻繁及較長時間的無計劃休慢風(fēng)，引起爐墻熱負荷大幅波動，導(dǎo)致氣流分布不合理，同時爐缸的活躍程度急劇下降，從而對爐況的穩(wěn)順造成較大的影響。

1.2.2 爐頂布料溜槽磨損故障導(dǎo)致爐況失常

2018 年元月初從料面成像中發(fā)現(xiàn)溜槽布料時料流軌跡不集中，有時料流開叉；元月31 日休風(fēng)后發(fā)現(xiàn)溜槽側(cè)壁穿孔，更換了新溜槽復(fù)風(fēng)后爐況順行狀況可。從2 月12 日爐況開始不穩(wěn)定，上部裝制多次調(diào)整都未取得好的效果，后于3 月4 日休風(fēng)檢查溜槽和測布料最大角度時發(fā)現(xiàn)新?lián)Q布料溜槽底部鋼板脫焊導(dǎo)致翹起，料流軌跡完全改變，導(dǎo)致此次爐況不順。

1.2.3 燒結(jié)礦質(zhì)量穩(wěn)定性差

燒結(jié)礦質(zhì)量波動大：燒結(jié)礦R 和轉(zhuǎn)鼓強度波動大，特別是進入1 月份以來，燒結(jié)礦R 穩(wěn)定率和轉(zhuǎn)鼓強度整體指標偏差。燒結(jié)礦R 穩(wěn)定率低會影響高爐的造渣制度，影響軟熔帶的穩(wěn)定性，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度低容易導(dǎo)致燒結(jié)礦在高爐爐身上部的低溫區(qū)嚴重破裂、粉化，使高爐料柱的空隙度降低、透氣性差、壓差升高，嚴重影響高爐爐況順行。

1.2.4 爐前渣鐵排放差

衡鋼1#高爐設(shè)置雙鐵口，正常情況下雙鐵口交替除鐵，由于受到炮泥質(zhì)量、爐前操作、泥炮設(shè)備等原因，經(jīng)常導(dǎo)致鐵口深度偏淺、出鐵時間短導(dǎo)致高爐渣鐵排放不凈，出鐵時間普遍在60min 以內(nèi)，鐵次14.2 次，鐵口合格率低于80%，引起高爐出現(xiàn)減風(fēng)操作，直接制約高爐提產(chǎn)強化冶煉。

2 強化冶煉攻關(guān)措施

2.1 加強原燃料篩分與管理

（1）加強焦炭的管理。根據(jù)焦炭質(zhì)量進行配比搭配，確保北方焦70%+省內(nèi)焦30%配比，質(zhì)量穩(wěn)定的焦炭給高爐穩(wěn)順提供基本的保障；根據(jù)槽下焦炭水分波動大的情況，值班室配備快測水分分析儀，不定期校對減少熱制度的波動。

“一家人，一件事，一起做。”這既是姜友善與中阿公司合作的態(tài)度，也是行動指南。他深信，既然握手就不能松手，只有廠商一家親，堅守為農(nóng)服務(wù)理念，才能共渡難關(guān)，在行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的陣痛中突出重圍。

（2）加強原燃料精料清篩管理[1]。充分利用好離線篩和在線篩，設(shè)定原料堆取料機取料流量標準：焦炭取用流量≤300t/h，塊礦取用流量≤500t/h，流量上限的設(shè)定有利于減薄料層厚度，提高篩分效率，減少小粒級燒結(jié)礦入爐。

（3）督促每班加強清篩管理，在槽下焦炭和燒結(jié)礦振動篩出料口位置增設(shè)節(jié)流裝置，能夠有效降低焦炭和礦石料流厚度，確保篩分效率。

2.2 強化入爐有害元素管理

圍繞高爐建立保高爐穩(wěn)順有害元素底線管理保障體系，樹立紅線底線意識。入爐Zn 負荷≤400g/t 鐵，入爐Pb 負荷≤60g/t 鐵，入爐堿金屬≤3kg/t 鐵，入爐S 負荷控制4.5kg/t 鐵，針對Zn 負荷建立Zn 平衡計算，如果出現(xiàn)富集情況則采取減少配礦帶入等措施進行控制，通過保高爐穩(wěn)順有害元素底線管理對入爐有害元素實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控，為高爐穩(wěn)順和進一步強化冶煉提供有力的支撐。

2.3 加強爐前操作管理

針對衡鋼高爐爐前鐵口現(xiàn)狀，明確渣鐵排放工作要求和標準：要求鐵口深度≥2.7m，日鐵次12 以下，出鐵時間70min ～80min，出鐵間隔時間40min 內(nèi)；針對高爐鐵口開口機晃動大、泥套維護難度大、員工操作技能差等特點制定以下措施：

（1）爐前開口機的鉆桿晃動大，開口過程中孔徑42.5mm 可能會擴徑到50mm，不利于出鐵時間穩(wěn)定，建議在開口機前端加2 個鉗子手夾住鉆桿減少開口機的晃動。

（2）強化鐵口維護，每次出鐵前必須檢查泥套，針對以前的泥套容易破損導(dǎo)致冒泥的情況，對鐵口泥套框架用鋼板加厚進行優(yōu)化改造，改造后的鐵口泥套大大提高了使用壽命，保證了泥套的完整性減少了冒泥次數(shù)；后續(xù)將根據(jù)泥套周邊易結(jié)渣的情況，在鐵口泥套周邊安裝壓縮空氣管，出鐵過程中開啟避免泥套周圍結(jié)渣導(dǎo)致冒泥。

（3）強化員工技能培訓(xùn)，杜絕拉風(fēng)堵口等事故發(fā)生，開展爐前操作技能培訓(xùn)和比武，充分調(diào)動員工的積極性，對爐前嚴格實行標準化作業(yè)和標準化考核。

2.4 加強高爐設(shè)備管理

高爐強化冶煉后，產(chǎn)量得到大幅提升，高爐定修間隔時間延長，設(shè)備運行負荷增大，設(shè)備故障率升高，尤其是高爐上料系統(tǒng)中的襯板和皮帶壽命降低，通過近段時間的摸索，在全員設(shè)備管理做到以下要求：

（1）加大全員設(shè)備管理宣傳和培訓(xùn)力度，讓現(xiàn)場操作員工充分意識到設(shè)備對生產(chǎn)的重要性，操作工充分掌握設(shè)備點檢技能。

（2）重點抓好現(xiàn)場點巡檢落實工作，利用白班設(shè)備部組織專業(yè)點檢和操作工點檢兩者結(jié)合[2]，相互交流答疑解惑，解決操作工疑惑和提高操作工的實操技能。

（3）實行設(shè)備壽命化管理。對高爐本體重點易損設(shè)備建立壽命檔案，到期利用定修檢修機會更換，避免非計劃性休風(fēng)。如爐頂下密封圈墊、爐前風(fēng)口、風(fēng)筒密封圈墊等實行定期更換。

2.5 摸索合理的送風(fēng)和裝料制度

（1）裝料制度。爐頂裝料投產(chǎn)初期采用的裝料制度為O：40.5°（3）38.5°（3）36.5°（2）34°（2）J：40.5（3）38.5（2）36.5（2）34（2）15（3），采用中心加焦模式，爐況順行，達產(chǎn)順利。隨著強化冶煉以及外圍影響故障多，休風(fēng)頻繁的影響，爐況出現(xiàn)波動、穩(wěn)定性差的情況，尤其是在2 月中旬布料溜槽出現(xiàn)故障后，布料角度出現(xiàn)變相擴大，邊緣氣流過分抑制，中心氣流強引發(fā)的失常，調(diào)整整體思路一直以放邊緣為主，料線由1.4m 提至1.2m，減輕邊緣礦焦比，邊緣礦3 圈減至2 圈，且采取了礦前焦的模式，最大礦角前還墊了1圈焦，同時平臺角度一直在往里推，由40°推至目前的38.5°，視中心氣流可，則將中心焦量一直在減少，由3 圈減至2 圈、1 圈，且在3 月7 日取消了中心加焦，最終裝制變成平臺+漏斗模式O：39.5°（2）37.5°（3）35°（2）J：40°（1）39.5°（2）37.5°（3）35°（2）32.5°（1.5），取消中心加焦后爐況順行得到較大改善，煤氣流分布趨于合理，懸料次數(shù)大幅減少，4 月～10 月懸料僅2 次，月平均風(fēng)量由2400m3/min 上升到2480m3/min 左右，日減風(fēng)次數(shù)明顯下降，目前班減風(fēng)次數(shù)1 次～2 次，甚至出現(xiàn)連續(xù)幾個班無減風(fēng)的現(xiàn)象，風(fēng)量連續(xù)穩(wěn)定，煤氣利用率穩(wěn)定在47%左右，給下部降耗提產(chǎn)創(chuàng)造條件。

（2）合理的送風(fēng)制度。高爐操作堅持“以下部操作為基礎(chǔ)，上下部操作相結(jié)合”的原則。根據(jù)爐況制定適宜風(fēng)量，控制風(fēng)壓達到穩(wěn)定壓差，調(diào)整鼓風(fēng)參數(shù)、風(fēng)口布局對爐況進行處理，因為2 月份爐況波動則利用休風(fēng)機會調(diào)整風(fēng)口布局，元月31 日休風(fēng)將1#、6#直徑110mm 的風(fēng)口調(diào)整成100mm，風(fēng)口面積由0.1901m2縮小至0.1868m2，增大鼓風(fēng)動能，穩(wěn)定邊緣氣流，有利于爐況恢復(fù)；后為了強化冶煉提高產(chǎn)量分別于3 月13 日和5 月7日逐步將風(fēng)口面積擴大至0.1901m2、0.1937m2，風(fēng)口面積的擴大有利于減小風(fēng)壓提高風(fēng)量，為高爐強化冶煉提供基礎(chǔ)保障。

（3）熱制度。設(shè)定爐溫控制范圍，加大對鐵水物理熱控制力度，物理熱要求控制在1475℃～1495℃之間，鐵水Si 要求控制0.3%～0.6%之間，內(nèi)部加強管理，制定操作參數(shù)，及時根據(jù)上班操作適時調(diào)整燃料比操作范圍，修訂低料線和少煤等對熱制度影響大預(yù)案，加強對低爐溫控制和考核，所以強化冶煉期間高爐熱制度整體穩(wěn)定，未出現(xiàn)爐涼等惡性事故。

2.6 采用高頂壓操作

衡鋼1 號高爐第一代爐役受爐缸側(cè)壁溫度制約風(fēng)量無法提高，爐頂壓力僅160kpa，高爐大修后，隨著高爐產(chǎn)能釋放，風(fēng)量加至全風(fēng)2550m3/min，爐頂壓力逐步提高并穩(wěn)定在185kpa ～193kpa 之間，壓差控制150kpa ～170kpa 之間，高頂壓的使用有利于穩(wěn)定煤氣流分布，保持爐況穩(wěn)定順行，提高高爐煤氣利用率，提高高爐的冶煉強度。

2.7 采用高風(fēng)溫富氧噴煤措施

衡鋼1 號高爐有三座頂燃式熱風(fēng)爐，采用空氣和煤氣雙預(yù)熱技術(shù)，8 月份空氣預(yù)熱器更換完畢后，優(yōu)化熱風(fēng)爐各項操作參數(shù)，控制好空燃比與燒換爐周期等，月平均熱風(fēng)溫度由1100℃逐步提高并穩(wěn)定在1140℃左右，最高風(fēng)溫使用可達1150℃，為降低焦比創(chuàng)造了條件，也為提高煤比打下了基礎(chǔ)。在富氧率在1.3%～1.5%之間高爐噴煤比最高達到143.1kg/t 鐵，風(fēng)口理論燃燒溫度達到2150℃，煤粉燃燒充分，焦比降低至375.9kg/t 鐵。

3 結(jié)語

通過以上措施，衡鋼煉鐵1#高爐獲得了長周期穩(wěn)定順行并不斷強化，產(chǎn)量逐步提高，焦比降低，煤比提高，主要技術(shù)經(jīng)濟指標達到國內(nèi)先進水平。2018 年10 月份高爐利用系數(shù)達到歷史新高3.33，取得了衡鋼1#高爐開爐歷史最好水平。