北營(yíng)新2號(hào)高爐大礦批冶煉操作實(shí)踐

王光亮

（北營(yíng)煉鐵廠，遼寧 本溪 117000）

北營(yíng)新2號(hào)高爐（3 200 m3）是由中冶京誠(chéng)設(shè)計(jì)，采用了多項(xiàng)先進(jìn)的煉鐵技術(shù)和裝備，高爐于2019年8月28日大修后順利投產(chǎn)，投產(chǎn)后高爐爐況穩(wěn)定順行，但高爐冶煉強(qiáng)度低、利用系數(shù)低、焦比高，其主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 新2號(hào)爐經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

針對(duì)焦比居高不下的現(xiàn)象，北營(yíng)煉鐵廠通過(guò)對(duì)高爐冶煉原理及本鋼北營(yíng)新2爐歷年的操作制度及操作參數(shù)進(jìn)行研究、分析，并借鑒同類(lèi)型高爐的成功經(jīng)驗(yàn)，在生產(chǎn)操作實(shí)踐中進(jìn)行操作技術(shù)優(yōu)化，礦批重逐漸增加至100 t/批，高爐經(jīng)濟(jì)指標(biāo)大幅提高。

1 原燃料管理

1.1 提高篩分效率

為保證篩分質(zhì)量，首先調(diào)整部分篩網(wǎng)規(guī)格：燒結(jié)礦由單層篩網(wǎng)調(diào)整為雙層篩網(wǎng)，并且其中一個(gè)調(diào)整為上層9 mm、下7 mm雙層篩網(wǎng)，固定配吃落地料，塊礦及球團(tuán)由單層篩網(wǎng)調(diào)整為雙層篩網(wǎng)，焦丁由單層10 mm篩網(wǎng)調(diào)整為單層15 mm篩網(wǎng)。并且統(tǒng)計(jì)按照過(guò)料量及每周檢查，做到及時(shí)更換，避免篩網(wǎng)損壞，影響篩分效果。另外保證正常上料的前提下，將篩分速度控制在最小，提高篩分效率。

1.2 穩(wěn)定原燃料質(zhì)量及結(jié)構(gòu)

新2爐配吃全干熄焦，其中6 m焦?fàn)t及4.3 m焦?fàn)t的焦炭按照其焦炭產(chǎn)量，固定比例配吃，其焦炭成分見(jiàn)表2。燒結(jié)礦由300 ㎡及360 ㎡燒結(jié)機(jī)供給，并且穩(wěn)定比例配吃，其成分見(jiàn)表3。塊礦為澳礦或南非礦；球團(tuán)為自產(chǎn)球，爐料結(jié)構(gòu)為77%燒結(jié)+15%球團(tuán)+8%塊礦。

表2 2020年焦炭質(zhì)量參數(shù)

表3 2020年燒結(jié)礦質(zhì)量參數(shù)

1.3 調(diào)整排料順序

因不同爐料堆角、形狀的不同，在高爐內(nèi)對(duì)煤氣流的阻力也有不同的影響，根據(jù)各種爐料對(duì)煤氣流阻力影響的不同以及各種爐料的性質(zhì)，合理安排爐料排料順序，以達(dá)到形成穩(wěn)定的礦焦平臺(tái)，尤其是焦炭平臺(tái)，同時(shí)能夠保證邊緣、中心有合適而穩(wěn)定的煤氣流。首先排燒結(jié)礦，延遲排焦丁，控制焦丁稱(chēng)量漏斗料閘開(kāi)度，保證焦丁足夠的排料時(shí)間，使焦丁與燒結(jié)礦、塊礦在礦皮帶上“疊料”，而后依次排球團(tuán)、燒結(jié)礦，爐料轉(zhuǎn)運(yùn)到主皮帶，經(jīng)過(guò)爐頂固定受料罐分料器，跌入固定受料罐、稱(chēng)量料罐，由此實(shí)現(xiàn)燒結(jié)礦、塊礦與焦丁的充分混勻，并保證球團(tuán)布在中間檔位，燒結(jié)礦布在最內(nèi)檔位，有效保障了平臺(tái)的穩(wěn)定性。

1.4 精確布料

形成操作者所希望得到的礦焦平臺(tái)，最重要的基礎(chǔ)就是稱(chēng)量的準(zhǔn)確性。北營(yíng)新2號(hào)高爐投產(chǎn)前就著手稱(chēng)量斗校稱(chēng)工作，保證稱(chēng)量值與設(shè)定值差值＜500 kg，并設(shè)置稱(chēng)量補(bǔ)償，保證備料的精確度。

正常生產(chǎn)時(shí)采用重量布料方式，依據(jù)開(kāi)爐測(cè)量的FCG曲線(xiàn)，設(shè)定合理的料流調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，并根據(jù)布料量、爐料質(zhì)量及時(shí)跟蹤和調(diào)整，以保證各檔位布料量精確且無(wú)縫隙銜接，通過(guò)控制合適的料流調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，可保證礦石外環(huán)實(shí)際布料量誤差在0.2%以?xún)?nèi)，中心環(huán)布料量誤差在3%以?xún)?nèi)；焦炭外環(huán)實(shí)際布料量誤差在1%以?xún)?nèi)，中心加焦布料量誤差在5%以?xún)?nèi)。

2 上下部相結(jié)合，優(yōu)化操作制度

上下部調(diào)劑相結(jié)合，上部調(diào)劑采取調(diào)整邊緣、中心的焦礦負(fù)荷，形成W形軟熔帶的形狀，形成兩道氣流的發(fā)布模式，下部調(diào)劑以加長(zhǎng)風(fēng)口長(zhǎng)度及縮小風(fēng)口面積，以此提高風(fēng)速及鼓風(fēng)動(dòng)能，最終形成“上穩(wěn)下活”的上下部氣流分布模式，促進(jìn)高爐爐缸工作狀態(tài)進(jìn)入良性循環(huán)，改善爐況穩(wěn)定性，最終有利于礦批重的增加。

2.1 送風(fēng)制度的調(diào)整

送風(fēng)制度決定初始煤氣流分布，合理的初始?xì)饬鞣植际茱L(fēng)量、風(fēng)溫、風(fēng)壓、風(fēng)中氧含量、濕度、噴吹燃料以及風(fēng)口直徑、風(fēng)口傾斜角度、風(fēng)口深入到爐內(nèi)長(zhǎng)度等參數(shù)的影響。北營(yíng)新2號(hào)高爐通過(guò)對(duì)風(fēng)量、富氧、風(fēng)口直徑、風(fēng)口深入到爐內(nèi)長(zhǎng)度等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到煤氣在上升過(guò)程中徑向與圓周分布均勻，同時(shí)提高風(fēng)速和鼓風(fēng)動(dòng)能，增加回旋區(qū)長(zhǎng)度，減少無(wú)風(fēng)區(qū)比例，改善爐缸工作狀態(tài)。合理的裝料制度和送風(fēng)制度能夠解決煤氣流和爐料逆向運(yùn)動(dòng)之間的矛盾，使氣流分布合理，高爐穩(wěn)定順行。兩者在高爐操作中都很重要，而又都是局部，只有上下部調(diào)劑相匹配，才能實(shí)現(xiàn)高爐的長(zhǎng)期穩(wěn)定順行

結(jié)果顯示，在親密關(guān)系喪失組被試中，高自尊者在職業(yè)認(rèn)同及其職業(yè)行為、職業(yè)期望、職業(yè)情感維度上均顯著高于低自尊者，而在職業(yè)承諾、職業(yè)價(jià)值觀及職業(yè)認(rèn)知方面無(wú)顯著差異，詳見(jiàn)表 8。

2.1.1 加長(zhǎng)風(fēng)口長(zhǎng)度及縮小風(fēng)口面積

新2爐的設(shè)計(jì)爐腹角為78.5°，其自身爐腹角設(shè)計(jì)角度較大（等效爐腹角為74°），需延長(zhǎng)風(fēng)口長(zhǎng)度來(lái)克服設(shè)計(jì)爐腹角缺失而達(dá)到有利于煤氣流動(dòng)初始分布，利于休風(fēng)機(jī)會(huì)逐步將風(fēng)口長(zhǎng)度由610 mm全部調(diào)整為640 mm。另外在加長(zhǎng)風(fēng)口長(zhǎng)度抑制邊緣氣流過(guò)大的同時(shí)，均勻風(fēng)口布局及縮小風(fēng)口直徑，能夠促使初始?xì)饬鞣植己侠恚罱K采用直徑為Ф120 mm和Ф125 mm的風(fēng)口，風(fēng)口面積由上代爐役的0.4120 m2縮小到 0.3812 m2。

2.1.2 增加入爐風(fēng)量及降低富氧量

增加入爐風(fēng)量及降低富氧量能夠提高風(fēng)速和鼓風(fēng)動(dòng)能，增加回旋區(qū)長(zhǎng)度，減少無(wú)風(fēng)區(qū)比例，改善爐缸工作狀態(tài)，減小鐵水環(huán)流對(duì)爐缸側(cè)壁的侵蝕，延長(zhǎng)高爐壽命，操作上一切措施堅(jiān)持以風(fēng)為綱的操作理念，從8月份后風(fēng)量逐步由5 400 m3/min增加至5 600 m3/min，同時(shí)其富氧由上代爐役的最好指標(biāo)時(shí)的富氧量24 000 m3/h減至12 000 m3/h，其風(fēng)量與富氧量調(diào)整趨勢(shì)見(jiàn)圖1。

圖1 新2號(hào)高爐2020年?duì)t風(fēng)量、富氧趨勢(shì)

2.2 裝料制度的調(diào)整

裝料制度的影響因素主要有批重大小、料線(xiàn)高度、裝料順序、布料矩陣等。除此之外，爐料的種類(lèi)、粒度、自然堆角、料層厚度對(duì)煤氣分布具有重要影響。合理的裝料制度對(duì)第三次分配起著決定性作用，而且還影響著煤氣流第二次分配，北營(yíng)新2號(hào)爐通過(guò)批重、矩陣的調(diào)整，達(dá)到了上下部匹配的目的，高爐穩(wěn)定順行，批重增加，經(jīng)濟(jì)效益提高。

2.2.1 批重的調(diào)整

大型高爐批重的調(diào)整規(guī)律是固定焦批（焦批重的選擇是煤氣流二次分布時(shí)焦窗必須要有足夠的高度250～300 mm），調(diào)整礦批重，以此穩(wěn)定二次氣流分布。新2號(hào)高爐上一代爐役，礦石批重最多90 t，經(jīng)過(guò)逐步調(diào)整，在爐況穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)上，逐步增加礦石批重至100 t/批，負(fù)荷達(dá)到5.405，焦比降低至370 kg/t以下。

2.2.2 布料矩陣的調(diào)整

在調(diào)整爐況的過(guò)程中，要保證上下部制度的合理匹配，隨著高爐增加負(fù)荷過(guò)程中，初始?xì)饬骷叭螝饬鞣植季l(fā)生變化，為保證上下部制度的匹配，其布料矩陣要根據(jù)氣流的變化進(jìn)行調(diào)整，其調(diào)整思路為：由以中心氣流為主的矩陣逐步向以中心氣流為主適當(dāng)邊緣的矩陣轉(zhuǎn)換，尋求兩道氣流的氣流分布模式：

2.3 提高爐頂壓力操作

提高爐頂壓力是降低煤氣流速，提高煤氣利用率的重要手段之一，而且見(jiàn)效快，效果明顯。為保證合理的壓量關(guān)系，頂壓的控制必須和風(fēng)量相結(jié)合，北營(yíng)新2號(hào)高爐通過(guò)穩(wěn)步操作，配合風(fēng)量的增加，爐頂壓力逐步由223 kpa提高到236 kpa，壓差由180 kpa降低至170 kpa。其風(fēng)量及頂壓趨勢(shì)見(jiàn)圖2。

圖2 新2爐2020年頂壓調(diào)整趨勢(shì)

3 日常操作管理

3.1 合理控制熱制度與造渣制度

熱制度與造渣制度相互影響，相互作用，穩(wěn)定、充沛的熱制度有助于提高爐缸熱度，適合的造渣制度，有利于提高爐缸活度，活躍的爐缸工作有助于改善爐況的順行程度。

3.1.1 熱制度的控制

在保證物理熱1510+10 ℃前提下【si】控制在0.35%～0.45%，確保爐缸充足的熱量。

3.1.2 造渣制度的控制

爐渣（R2）控制在1.17倍左右，MgO含量在8.5%以上，Al2O3含量在15%以下，Mg/Al在0.6～0.9左右，保證渣鐵流動(dòng)性，提高生鐵一級(jí)品率。

3.2 爐型管理

選擇合適的冷卻制度，穩(wěn)定高爐整體冷卻強(qiáng)度，根據(jù)實(shí)際情況控制軟水Ⅰ系、Ⅱ系進(jìn)水溫度在38±0.5 ℃，調(diào)整旁通管開(kāi)度，適當(dāng)增加爐缸水量，控制1-5段水溫差在2 ℃以?xún)?nèi)，6-9段水溫差在4℃以?xún)?nèi)，10-15段水溫差在2 ℃以?xún)?nèi)。

3.3 設(shè)備管理

高爐高效運(yùn)轉(zhuǎn)離不開(kāi)設(shè)備的有效管控，煉鐵廠推行定檢定修與三級(jí)點(diǎn)檢制度，作業(yè)區(qū)加大設(shè)備隱患排查獎(jiǎng)勵(lì)力度，提高一線(xiàn)職工發(fā)現(xiàn)隱患，解決問(wèn)題的積極性，將設(shè)備隱患消除在萌芽狀態(tài)，降低設(shè)備故障的發(fā)生概率。

3.4 有害元素管控

廠內(nèi)建立有害元素入爐控制標(biāo)準(zhǔn)及預(yù)警機(jī)制：K2O+Na2O ≤ 3.5 kg/t、Zn ≤ 0.4 kg/t，每周進(jìn)行一次分析和核算，指導(dǎo)公司內(nèi)小品種物料（煉鋼塵泥、燒結(jié)除塵灰、高爐除塵灰等）的合理有序使用，嚴(yán)格控制有害元素的含量。

3.5 加強(qiáng)爐前出鐵

及時(shí)出盡渣鐵有助于高爐保證高強(qiáng)度冶煉，高爐只有保證高強(qiáng)度冶煉，才能保證高爐采用大礦批冶煉，新2號(hào)爐通過(guò)穩(wěn)定打泥量，固定鉆頭直徑，從而穩(wěn)定鐵口深度，做到及時(shí)出盡渣鐵。

4 結(jié)論

本鋼北營(yíng)新2號(hào)高爐通過(guò)加強(qiáng)原燃料質(zhì)量管理、操作制度的調(diào)整及日常操作管理，高爐穩(wěn)定順行，并實(shí)現(xiàn)了大礦批操作，目前礦批穩(wěn)定在97～102 t，其經(jīng)濟(jì)指標(biāo)大幅提高見(jiàn)表4，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、順行、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、長(zhǎng)壽冶煉。

表4 新2號(hào)爐經(jīng)濟(jì)指標(biāo)