通才煉鐵廠3號爐提產降耗實踐

李亞光，魏紅玉

（山西通才工貿有限公司，山西 臨汾 043400）

山西建邦集團通才工貿有限公司煉鐵廠（以下簡稱我廠）現有3座高爐，其中1號爐有效容積為450 m3，2號爐有效容積為550 m3，3號爐有效容積為1 860 m3。由于只有一座大高爐，使得3號爐的正常生產在公司的生產調度中占有很大的作用，且生鐵產量對保障煉鋼的正常生產意義重大。本文從改善外圍原料和原燃料入爐條件入手，通過合理優化入爐結構、采用大礦批、富氧燒爐提高風溫、合理控制爐頂煤氣流、加強外圍出鐵管理、低硅冶煉等措施，實現了3號高爐的提產降耗。

1 提產降耗的措施

1.1 提高燒結質量

燒結質量的穩定是高爐穩定產出的保證，燒結礦的轉鼓強度、粒度組成等物理指標對高爐的透氣性影響非常大，而高溫冶金性能的熔滴性能、低溫還原粉化性能和還原性能，對于高爐軟熔帶的形成位置及高爐的透氣性也有較大影響。我廠緊抓燒結內部管理、持續優化燒結配礦結構及進行現場技改，在優化燒結礦化學成分的同時，燒結料層厚度逐步由720 mm提高到830 mm，燒結礦轉鼓指數穩定在80以上，平均粒徑穩定在20 mm以上，燒結礦產質量明顯改善。3號高爐的燒結粒度和燒結轉鼓強度如表1、表2所示。

表1 3號高爐燒結粒度分析

表2 3號高爐燒結轉鼓強度

1.2 管理入爐焦炭

通才公司由于沒有自己的焦化廠，焦炭全部來自于外購。受到市場等因素的影響，前期進入煉鐵廠的焦炭廠家多，進廠數量不穩定，造成入爐焦炭全部是混焦，且進廠焦炭的質量本身就有差別，給后期高爐的操作帶來很大的困擾，尤其是高爐正常爐況下的爐溫波動問題，更是多次將問題矛頭指向混焦。我廠積極與公司溝通，克服困難，實現了入爐焦炭的分堆堆放和分倉入爐，并加強對入廠焦炭的粒級管理，最終實現了對焦炭問題的追根溯源。

1.3 變化爐料結構

由于受到鐵礦石漲價影響，外購球團價格也上漲較多。3號爐入爐結構由原來的燒結+本廠球團+外購球團=65%+11%+24%，改變為燒結+本廠球團+外購球團+塊礦=69%+9%+12+10%，綜合入爐品位由59.36%下降到58.42%。

1.4 應用大礦批

大礦批在實踐中的應用對高爐的提產降耗作用明顯。礦批重決定著爐內料層的厚度，對爐料在爐喉的分布情況有較大影響。批重小時布料不均勻，若小到一定程度，將使邊緣和中心無礦石；批重增大，礦石分布變均勻，中心會出現加重而邊緣相對疏松，而且軟熔帶氣窗增大，料柱界面效應減小，有利改善透氣性。3號高爐通過摸索實踐，礦批由原來的50～52 t，提升到63～64.5 t。隨著礦石批重的增加，焦層厚度由原來的490 mm提高到595 mm，高爐穩定性和煤氣利用率明顯提升。經過12月份一個月的運行，每日礦耗較11月份增加550 t左右，煤氣利用率變化如圖1所示。

圖1 3號爐煤氣利用率趨勢

1.5 熱風、富氧燒爐提高風溫

熱風是高爐的直接能源，提高風溫就能降低燃料消耗。3號高爐配備有4座頂燃式熱風爐，采用兩燒兩送的模式，全部燒高爐煤氣。采用富氧燒爐進行改造后，富氧量達到了1 500 m3/h，燒爐速度明顯加快，同時優化熱風爐的燒爐和換爐模式，實現對煤氣和空氣的雙預熱，使煤氣預熱到220℃左右，助燃風預熱到190℃左右，提高風溫到1 220℃。

1.6 高富氧和高噴煤相結合

提高富氧率有利于高爐提產，富氧率每提高1%，產量就能提高2.5%左右，3號高爐采用機前富低壓氧、加機后富高壓氧氣的模式。在安全前提下進行機前富氧，并穩定最大量使用，一般將富氧量控制在13 000 m3/h，機后高壓氧氣量穩定在8 500 m3/h左右，高爐富氧率基本穩定在7%以上。目前行業內對噴煤比的認識是一致的[1]，在增加煤量的同時，高爐的燃料比沒有升高，高爐除塵灰中的w（C）沒有升高，高爐順行并未受到影響。3號高爐有穩定的1 220℃的高風溫以及7%的富氧率，為噴煤創造了條件。配煤結構采用煙煤+無煙煤=30%+70%，提高煤粉的細度，加強管理，實現均勻噴吹和穩定噴吹。目前煤比穩步提高，現已實現了175 kg/t以上的煤比。隨著煤比的增加，高爐保持了順行的態勢，且燃料比呈下降趨勢，定期跟蹤布袋除塵灰w（C），均保持在20%左右。

1.7 加強外圍管理的管理水平

實現對高爐進口關和出口關高效管理一直都是高爐工作者追求的目標。由于3號高爐爐缸直徑小，隨著冶強的進一步提高，爐前出鐵對爐內的操作影響愈發重要。鐵口狀況一旦不穩定，將會嚴重影響到爐況穩定順行，對高爐各項指標的提升也會造成很大影響。因此，根據高爐生產實際，對炮泥廠家提出了出鐵時間大于80 min的要求，對爐前提出將出鐵間隔控制在10 min以內的要求。此外，與炮泥廠家就炮泥使用情況進行了密切的溝通與協調，以保證炮泥的性能與高爐生產的匹配達到良好狀態,并制訂嚴格的鐵口日常維護與保養計劃，使鐵口合格率顯著上升，爐前的漏鐵口以及出鐵延誤現象明顯減少，現全天爐次基本控制在15～16爐。

1.8 應用低硅冶煉

低硅冶煉技術是現代高爐煉鐵工作中追求低燃料比最常采用的技術，該技術有利于爐況順行、煤氣流分布合理、爐缸工作活躍，為低硅冶煉創造了條件。3號爐在日常操作中堅持低硅不低熱、低硅不低質的方針。在高爐降硅的同時，對工長提出了物理熱需控制在1 490℃以上的要求，在降硅的同時也保證了生鐵質量，為下道工序提供了保證。目前3號爐高爐鐵水w（Si）基本控制在0.30%以內，具體指標如圖2所示。

圖2 3號爐生鐵含硅變化情況

2 取得的效果

采取了一系列提產降耗措施和技術手段后，3號高爐的產量明顯提升，燃耗也穩步降低。在2020年12月份取得了較好的指標，具體指標見表3。

表3 3號高爐12月份技術經濟指標

3 存在的問題

在3號爐提產降耗的進程中，也暴露了一些問題，制約著指標的的進一步提升。主要問題總結如下：

1）邊緣氣流不穩定，導致渣皮不穩定，工作中陸續出現小套漏水現象，休風更換后發現，基本都是由小套上部破損引起，說明了在操作中存在邊緣氣流不穩定的情況，小套的漏水和休風對高爐的產量和指標影響都比較大，因此，加強對邊緣氣流的控制是下一步生產中的重點工作；

2）目前，我國煉鐵的結構仍是以燒結為主要爐料結構，提高和穩定燒結質量是高爐取得高產低耗的保證，因此，為高爐提供優質燒結礦仍是今后主要的工作；

3）在此次3號爐提產過程中，對焦丁料序進行了優化，并在每批料前后進行了兩次布料的試驗，由于時間較短，且焦丁量較少，整體對生產的影響還有待觀察；

4）通才新1 280 m3高爐將于今年投產，現有的360 m2燒結機肯定無法滿足兩座高爐的生產，因此，必須采用大球團比例的爐料結構，并對大球團比例的生產做好準備；

5）在12月份的生產中，3號爐出現了一次設備故障休風，因此也對設備工作者提出更高的要求，需要運用目前先進的設備管理手段TNPM，以實現精益化生產，提高設備運轉率，降低事故休風。

4 結論

1）穩定的外圍原燃料和原料條件是高爐穩定順行和高產低耗的保證。

2）大礦批在生產實踐中對產量的提升和燃料的下降有積極的作用。

3）在高風溫和高富氧的配合下，煤粉有較好的置換比，為進一步的提高煤比打下了基礎。

4）在日常進行低硅冶煉時，充足的物理熱是實現高效冶煉的保證，還要加強對爐缸溫度的監控，保證活躍的爐缸溫度。