漢鋼2號高爐穩(wěn)定爐溫操作實踐

徐號鋒

（陜鋼集團漢中鋼鐵有限責任公司，陜西 勉縣 724200）

1 穩(wěn)定爐溫實踐背景

高爐爐溫穩(wěn)定是體現高爐操作者水平和保證爐況穩(wěn)定的基礎，因此，要對影響爐溫的諸多因素進行梳理分析，分清主次，制定切實可行的措施，以確保目標的實現。爐溫穩(wěn)定是實施低硅冶煉的前提，降低硅偏差及生鐵含硅量，一方面可提高產量，降低燃料比，降低生鐵成本；另一方面可減少CO2排放量，滿足“碳中和，碳達峰”的控制要求，增加經濟效益。漢鋼2號高爐（2 280 m3）于2012年8月15日投產，投產后在穩(wěn)定高爐爐溫方面已采取了一系列措施，相關操作技術已得到了提高。2018年為響應公司號召，進一步降低生鐵成本，提升高爐技術經濟指標，對穩(wěn)定爐溫操作進行攻關，通過加強原燃料管理、固定高風溫操作、細化爐溫調劑及加強爐前出鐵管理等技術措施，使高爐硅偏差及生鐵含硅量有所降低。

2 穩(wěn)定爐溫操作措施

2.1 加強原燃料管理

漢鋼2 280 m3高爐的焦炭全部為外購水熄搗固焦，因供焦炭廠家多，指標參差不齊，質量難以保證，為了穩(wěn)定焦炭質量，通過與公司采購部門進行溝通，穩(wěn)定焦炭供應廠家3~4家，同時派駐廠人員對焦炭的質量進行跟蹤，不滿足條件時及時反饋調整，通過該舉措已取得了階段性的效果。目前高爐用焦炭的灰分在12.0%～12.6%，水分在6%～8%，固定碳質量分數在85.5%～86.5%，M25≥92%，M10≤7%，反應性CRI在28%～30%，反應后強度CSR在60%～62%之間，可滿足高爐的正常使用。

針對燒結礦堿度穩(wěn)定率低、冶金性能不穩(wěn)定的情況，要求燒結廠在礦粉的堆放上必須做到按品種、成分分類堆放，配料中穩(wěn)定主流礦粉配比在60%以上，并控制當地缺陷的高鈦、高硫礦比例不能超過20%，燒結時堅持燒熟、燒透的原則，提升燒結礦質量。球團質量要從抗壓強度合格率上下狠功夫，礦粉進行二次潤磨后-200目的比例要達到80%以上，以具備配料條件。將球團燒結用的煤氣中混入熱值較高的轉爐煤氣，可提升爐膛溫度，使球團抗壓強度合格率（≥2 000 N）從68%提升至75%以上。在現有原燃料條件下，為了穩(wěn)定爐溫、降低硅偏差及生鐵含硅量，積極從以下幾方面對高爐加強原燃料管理，以減少原燃料波動對爐況的影響。

1）做好物料的分類堆放、定點取料和物料的防雨工作，原則上露天不堆放焦炭、煤粉等物料，做好上下道工序的銜接工作。

2）加強內部管理，隨時掌握、傳遞原燃料的質量指標數據，為高爐用料做好參考；嚴格倉位管理，在原燃料供應正常情況下，中間倉采用三倉均衡放料原則，中間倉倉位不低于2 m，高架倉倉位不低于4 m，同時每班需對成品倉、高架倉燒結礦進行至少1次的篩分檢測。

3）定期做好篩板的檢查更換工作，完善更換篩己板的記錄臺賬，在日常點檢中，及時發(fā)現斷齒并進行焊補，杜絕焦炭進入焦丁倉；要求礦石振料速度≤40kg/s、焦炭量≤25 kg/s，以保證篩分效果，最大限度減少粉末入爐，改善料柱的透氣性。

4）優(yōu)化上料方案、降低運輸成本，持續(xù)推廣集裝箱的運輸方式，減少噸鐵焦末產生量，以高爐穩(wěn)產、高產為中心，不斷提升高爐的各項技術經濟指標。

5）建全完善原燃料質量預警機制，高爐工長隨時在值班室電腦上查看上傳至OA系統(tǒng)的原燃料質量異常信息，根據原燃料波動情況及時進行調劑，要求料場的管理人員不僅要知道外觀物料質量，而且要對物料的理化質量指標做到心中有數。

6）當原燃料質量產生較大波動影響順行時，高爐嚴格執(zhí)行“攻守退”操作預案，并將信息反饋至相關單位。

2.2 固定高風溫操作

高爐煉鐵熱風帶入能量占總能量的16%～19%，使用高風溫已經成為高爐煉鐵節(jié)能減排、降低焦比以及提高煤比的主攻方向[1]。漢鋼2 280 m3高爐采用了3座卡魯金頂燃式熱風爐，熱風爐使用高爐煤氣，熱風溫度穩(wěn)定在1 220~1 230℃，2018年為提高熱風溫度，采取了將高爐煤氣中混入少量熱值較高的轉爐煤氣的措施，目前轉爐煤氣的混入比例可達到20%，熱風爐的廢氣溫度不超過350℃，風溫可達1 280℃，平時可穩(wěn)定在1 250~1 280℃，較之前提高30℃左右，達到了國內先進水平。在操作上，為固定高風溫1 250℃，爐溫主要靠煤粉、氧量、料速等其他數段來進行調劑，實現了高風溫的利用。高風溫的利用可有效補償風口前煤粉分解吸收的熱量，使爐缸熱量充沛，渣鐵溫度充足，有利于爐況順行和爐溫的穩(wěn)定，從而確保了爐溫基礎。

2.3 細化爐溫調劑

2.3.1 正確判斷爐溫變化的趨勢

高爐中表示爐溫的指標有兩個：一個是“物理熱”，即指鐵水溫度；另一個是“化學熱”，即指生鐵含硅量。一般鐵水中含硅量越高，鐵水溫度越高，反之則鐵水溫度越低[2]。2號高爐為避免因人為判斷調劑失誤而造成爐溫波動，統(tǒng)一了爐溫判斷調劑標準（見表1）。

表1 漢鋼2 280 m3高爐爐溫判斷調劑標準

2.3.2 勤觀察，做到“早調、微調”

要穩(wěn)定爐溫，高爐值班工長應勤觀察，可分別從料速、風壓風量變化、爐頂溫度、風口明亮變化、上下兩爐次鐵火、鐵樣斷面顏色及渣樣顏色的變化等方面來對爐況進行綜合判斷。要求每半小時必須檢查一下料速，每一爐鐵必看一下渣鐵和風口情況，每班至少要到槽下檢查原燃料2次，如發(fā)現焦炭變濕，需適當補充水分焦，這樣能及時發(fā)現爐溫發(fā)展的趨勢，在爐溫有較小波動時便能采取微調煤量或氧量的方式來平衡爐溫，從而達到穩(wěn)定多因素、減少變動量的目的。

2.3.3 根據不同的爐況，選擇合適的調劑手段

一般情況下，調劑手段應優(yōu)先使用對爐缸煤氣量和煤氣壓力波動影響較小的手段，即采用控制煤氧量的調劑手段。在爐溫波動小或未變料時，一般不采用風溫、風量、凈焦和負荷等調劑手段。負荷調劑在變料、引起爐熱（涼）的因素具有長期性、有計劃性的升降爐溫時采用。風量調劑是在爐溫變化較大（爐溫已涼），為快速扭轉爐溫時采用。凈焦調劑在扭轉或預防爐溫劇烈變化時采用。現從以下四方面具體介紹調劑操作措施。

1）爐溫有向熱的趨勢時，調劑操作順序為：減少噴煤量（1 000～2 000 kg/h）→增加富氧量（500～1 000 m3/h）→增加鼓風量（壓差允許，風壓未達到規(guī)定值時）。如有爐熱難行征兆，在減少煤量后，不得增加氧量；為保證爐況順行可撤風溫，爐況順行后，要先提風溫，而后再增加煤量，以防止爐溫返涼。

2）爐溫有向涼的趨勢時，調劑操作順序為：增加噴煤量（1 000～2 000 kg/h）→減少富氧量（500~1 000 m3/h）→提風溫20～30℃（風溫有余地時）→減少鼓風量（料速較快時）。如風溫和煤量已用盡，此時爐涼趨勢較大，所耗時間較長，要減輕焦炭負荷，在輕負荷未下達前要相應減風，為抑制涼勢。

3）爐溫劇烈變化時，為預防爐況失常，可同時采用減風、加凈焦、退負荷等多種調劑手段。如爐溫下降較快，且一時查不出原因，應先適當加凈焦、并大退負荷幅度，甚至改全焦冶煉，然后繼續(xù)查明原因（漏水或原燃料變化），明確原因后，迅速采取相應的調劑措施。

4）在爐況失常（如管道行程、崩料、懸料）時，應及早加入足量凈焦，這樣不但能迅速改善爐料透氣性，而且能補充爐料預熱還原不充分在爐缸造成的大量熱耗，從而縮短失常時間，減少損失。

2.3.4 把握好每種調劑手段對爐溫的調節(jié)幅度及滯后時間

煤量調節(jié)在正常情況下的變動量不超過2000 kg/h，滯后時間一般為1/3～1/2冶煉周期；風溫調節(jié)變動量不超過50℃/h，一般在2 h之內起到效果；風量調節(jié)的作用最快，必須1次減到需要水平，但加風時要酌量，一般在1 h左右見到效果；凈焦和負荷作用最慢，滯后時間為1個冶煉周期。

2.3.5 保持渣鐵排放的穩(wěn)定

渣鐵排放不均勻，爐缸內憋渣鐵，易導致鐵前料慢、鐵后料快，影響高爐下料的均勻性，還易引起渣皮的脫落，造成爐溫波動，甚至造成爐況難行、崩料等。因此工長應抓好爐前鐵口的操作和維護，確保兩鐵口出鐵均勻，渣鐵排放穩(wěn)定。

2.4 加強爐前出鐵管理

2 280 m3高爐出鐵穩(wěn)定率低，渣鐵不能及時出凈已成為制約爐溫穩(wěn)定的限制性因素。爐前管理應重點在不漏泥、不燒鐵口、不帶鐵堵口、不減風或休風堵口、保證鐵口深度合格、能夠及時出凈渣鐵上下功夫，具體措施如下：

1）推行爐前標準化操作，縮短出鐵間隔時間至15 min以內；

2）穩(wěn)定鐵口深度2 800～3 200 mm，根據季節(jié)變化及階段性冶煉特性，持續(xù)改善炮泥質量，以滿足生產需要；

3）嚴格落實好熔融金屬管控責任及措施，督促做好渣鐵溝的檢查、維護，確保渣鐵溝安全運行、不影響正常出鐵；

4）出鐵前做好各項確認工作；

5）日出鐵次數控制在9～12次，正常使用直徑55 mm鉆頭，控制出鐵流速不小于5.5 t/min，出鐵時間控制在100～130 min；

6）在水沖渣管理方面，根據設備運行周期及實際情況實施定修計劃，檢查內、外篩網磨損，收集池積渣等情況，并及時對其進行更換、清理，通過提升穩(wěn)定率，杜絕爐內憋渣鐵情況，有效地控制了鐵量差，為穩(wěn)定爐溫的創(chuàng)造了條件。

3 應用效果

采取加強原燃料管理、固定高風溫操作、細化爐溫調劑以及加強爐前出鐵管理等技術措施后，高爐平均硅偏差為0.10%，生鐵w（Si）為0.38%，其中7月份硅偏差為0.08%，生鐵w（Si）為0.35%，創(chuàng)歷史最好水平。高爐硅偏差變化情況如圖1所示，生鐵含硅變化情況如圖2所示，注：2月份因2號高爐檢修6天，檢修完后又因兩次更換送風裝置休風923 min，生鐵含硅及硅偏差未做統(tǒng)計；9月份2號高爐停爐。

圖1 漢鋼2 280 m3高爐生鐵硅偏差變化情況

圖2 漢鋼2 280 m3高爐生鐵含硅變化情況

4 結語

通過對2 280 m3高爐進行穩(wěn)定爐溫操作攻關，雖然階段性取得了一定的成績，但與國內同行業(yè)先進水平相比還有一定的差距。為進一步穩(wěn)定爐溫，降低硅偏差，降低燃料比，提高經濟指標，必須解決以下幾個制約因素：

1）入爐焦炭量會隨水分的波動引起爐溫的波動；減少焦炭料場的堆放轉運環(huán)節(jié)，直接用管帶將焦炭從焦炭大棚機打入料倉，避免因天雨或天晴而造成焦炭水分的大幅度波動，并盡快在槽下安裝中子測水儀。

2）燒結礦堿度穩(wěn)定率低、冶金性能差，球團礦抗壓強度低；需繼續(xù)在優(yōu)化燒結及球團工藝上想辦法，以提高質量。

3）做好爐前管理工作，進一步提高爐前耐材質量及加強設備的點巡檢管理，以確保高爐能按時出凈渣鐵，避免高爐憋渣鐵而影響順行。