馬鋼2號(hào)高爐提高煤比操作實(shí)踐

韓光友，王志堂

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司，安徽馬鞍山 243000）

生產(chǎn)技術(shù)

馬鋼2號(hào)高爐提高煤比操作實(shí)踐

韓光友，王志堂

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司，安徽馬鞍山 243000）

馬鋼為提高高爐經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，通過對(duì)2號(hào)高爐采取強(qiáng)化原燃料管理、優(yōu)化高爐操作制度、改進(jìn)噴吹煤質(zhì)量、全風(fēng)溫操作和控制一定的氧過剩系數(shù)等措施，使得2號(hào)高爐煤比得到大幅度提高，2012年9月份以后煤比達(dá)到160 kg/t以上，其中，2013年4月份煤比為182.7 kg/t。

高爐；原燃料；全風(fēng)溫；煤比

1 前言

馬鋼2號(hào)高爐（2 500 m3）于2003年10月建成投產(chǎn)。自2008年以后隨著原燃料質(zhì)量的不斷下滑，爐況出現(xiàn)頻繁波動(dòng)，指標(biāo)劣化，產(chǎn)能下降，煤比水平整體偏低，2008—2011年連續(xù)4 a平均噸鐵煤比都在130 kg以下，對(duì)生產(chǎn)成本造成較大的影響。經(jīng)分析認(rèn)為，造成這種問題的主要原因是對(duì)高爐下部爐缸工況不夠重視，隨著原燃料質(zhì)量的下滑，高爐操作思想未能及時(shí)跟進(jìn)，致使多年?duì)t缸工況一直不好，爐況長期順行得不到維持，給提高噴煤比操作帶來困難。2011年根據(jù)2號(hào)高爐冶煉條件，不斷總結(jié)操作經(jīng)驗(yàn)，積極攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)了高爐長周期穩(wěn)定順行，2012—2013年在爐況順行的基礎(chǔ)上通過優(yōu)化各項(xiàng)影響提高煤比的技術(shù)措施，使噴煤比逐步提高至噸鐵182.7 kg水平。

2 提高煤比的措施

2.1 加強(qiáng)原燃料管理

精料是高爐取得穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)，也是實(shí)現(xiàn)大噴煤強(qiáng)化冶煉的基本條件。2008年以后2號(hào)高爐精料水平逐步呈下降趨勢(shì)，燒結(jié)礦質(zhì)量下降，自產(chǎn)姑山礦比例增加，入爐綜合品位降至57%，渣比上升至340 kg/t。同時(shí)，使用自產(chǎn)性能優(yōu)越的干熄焦比例逐年減少，使用質(zhì)量較差的外購焦比例增加，致使入爐焦炭質(zhì)量整體下降，2號(hào)高爐焦炭性能成分指標(biāo)見表1。

表1 馬鋼2號(hào)高爐的焦炭性能成分指標(biāo)%

為緩解原燃料質(zhì)量劣化給高爐爐況的穩(wěn)定順行造成的不利影響，主要采取了以下措施：

1）對(duì)燒結(jié)工序提出要求，入爐燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度不得低于82%，含粉不得高于5.0%，并盡量保持化學(xué)成分穩(wěn)定。在焦炭使用方面，在干熄焦富裕的條件下，盡量提高干熄焦比例，減少外購焦的使用量。2）及時(shí)掌握原燃料質(zhì)量信息變化。要求當(dāng)班工長到槽下檢查原燃料質(zhì)量情況不少于3次，同時(shí)，及時(shí)查詢?cè)剂侠砘阅艹煞謹(jǐn)?shù)據(jù)，遇到原燃料質(zhì)量變化較大及時(shí)向廠調(diào)反饋信息，同時(shí)做好爐內(nèi)應(yīng)急措施，確保爐況穩(wěn)定。3）加強(qiáng)篩網(wǎng)管理。加強(qiáng)對(duì)槽下篩網(wǎng)的監(jiān)控，對(duì)發(fā)現(xiàn)斷齒及磨損較大的篩網(wǎng)及時(shí)更換處理，同時(shí)要求每2 h清理一次篩網(wǎng)，雨天清理篩網(wǎng)次數(shù)增加，保證篩分效果。4）加強(qiáng)T/H值管理。嚴(yán)格控制燒結(jié)礦、焦炭過篩速率，將燒結(jié)礦速率控制在＜110 t/h、焦炭＜60 t/h，保證篩分效果，減少入爐粉末。5）加強(qiáng)槽位管理。生產(chǎn)時(shí)為避免槽位落差大而造成爐料破碎粉化現(xiàn)象，要求高爐各料倉在用槽位不得低于5 m（倉位總高度10 m），同時(shí)均勻使用各料倉，控制同種爐料倉位差不超過1 m，杜絕低槽位空倉現(xiàn)象的存在。6）對(duì)槽下篩網(wǎng)及下料閘口等設(shè)備進(jìn)行改造，改善爐料粒度組成，為精料入爐進(jìn)一步創(chuàng)造條件。

2.2 優(yōu)化高爐操作制度

應(yīng)用合理的上下部調(diào)劑手段，同時(shí)兼顧熱制度及造渣制度，保持四大制度相互適應(yīng)，是爐況順行并提高煤比得以強(qiáng)化的基本保障。

1）下部制度的優(yōu)化。汲取多年的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，2號(hào)高爐改變了小風(fēng)口操作的理念，確立了擴(kuò)大風(fēng)口面積，使用大風(fēng)量提高高爐爐腹煤氣量指數(shù)以活躍高爐下部、開放中心的操作思想。2號(hào)高爐風(fēng)口面積由0.307 9 m2擴(kuò)大到0.350 8 m2，高爐操作送風(fēng)面積為0.339 5 m2（堵1個(gè)風(fēng)口），風(fēng)量由4 200 m3/min提高到4 800 m3/min左右，爐腹煤氣量由57 m/min以下提高到60 m/min以上。經(jīng)過1 a多高爐腹煤氣量實(shí)踐，2號(hào)高爐抗外界干擾的能力增強(qiáng)，爐缸工作狀況逐步改善，爐況長期穩(wěn)定性得以提高。2012—2013年，隨著噴煤比的大幅度提高，2號(hào)高爐始終保持爐腹煤氣量指數(shù)在60 m/min左右操作，有效保證了高煤比條件下爐況穩(wěn)定運(yùn)行的能力，尤其爐缸工作狀況良好。

2）上部制度的優(yōu)化。匹配好上下部制度，可達(dá)到煤氣流分布合理、爐況穩(wěn)定順行、煤氣利用改善的目的。上部在多環(huán)布料的基礎(chǔ)上，采取大礦批及中心加焦技術(shù)，逐步摸索出穩(wěn)定的上部制度。隨著焦炭負(fù)荷的增加，擴(kuò)大礦批保證了焦窗厚度，減少了混合料層的界面效應(yīng)，同時(shí)消弱了大風(fēng)量、高渣比、高煤比操作帶來的高壓差效應(yīng)。適宜的中心加焦量很大程度上改善了料柱的透氣性、透液性，使高爐接受高爐腹煤氣量的能力增強(qiáng)，又為擴(kuò)大礦批、降低焦比、提高煤比提供了技術(shù)支撐。目前，隨著焦比的降低和煤比的提高，2號(hào)高爐礦石批重已增至75 t，中心加焦量維持在30%左右，采取雙料線模式（LC 1.6 m，LO 1.8 m），裝料制度基本在基礎(chǔ)上微調(diào)，確保了高煤比條件下煤氣流分布的合理性。

3）適宜的爐溫及渣系控制。充足穩(wěn)定的爐溫及良好的渣系是保證高煤比條件下爐況穩(wěn)定順行的基本前提。生產(chǎn)中2號(hào)高爐［Si］含量控制在0.4%～0.5%，鐵水溫度1 480～1 510℃?？紤]到2號(hào)高爐渣比較高，生產(chǎn)時(shí)在保證四元堿度基本穩(wěn)定的情況下，控制爐渣二元堿度處于下限水平（1.13左右），這在不影響爐渣脫硫能力的同時(shí)，改善了爐渣流動(dòng)性能，緩解了渣比高的負(fù)面影響，對(duì)爐況穩(wěn)定順行、提高噴煤比操作起到了積極作用。

2.3 優(yōu)化噴吹用煤

高爐噴吹用煤應(yīng)能滿足高爐工藝的要求，有利于擴(kuò)大噴煤量和提高置換比，達(dá)到經(jīng)濟(jì)噴煤的目的［1］。

1）優(yōu)化配煤。任何單一的煤種都不能滿足高爐經(jīng)濟(jì)噴煤的要求，2號(hào)高爐噴吹煤粉由煙煤和無煙煤組成，通過配煤攻關(guān)實(shí)踐，確定煙煤與無煙煤配比45∶55。

2）優(yōu)化混合煤質(zhì)量。高爐噴吹煤粉主要質(zhì)量指標(biāo)有灰分、揮發(fā)分、硫含量等?；曳指邥?huì)使高爐渣量增加，不利于煤比的提高，而且置換比降低，達(dá)不到經(jīng)濟(jì)噴煤的效果。在高煤比水平下，揮發(fā)分的高低對(duì)煤粉在風(fēng)口燃燒區(qū)的影響很大，一般國內(nèi)外通常采用含碳量高、發(fā)熱值高的無煙煤與揮發(fā)分高、易燃的煙煤配合，使混合煤的揮發(fā)分控制在20%～25%時(shí)可獲得良好的噴吹效果［2-3］。煤粉中硫含量的高低對(duì)生鐵質(zhì)量有較大影響，同時(shí)硫高增加脫硫熱量消耗，對(duì)改善生鐵質(zhì)量及降低燃料比不利。2012年以后2號(hào)高爐通過合理配煤逐步改善和穩(wěn)定了混合煤的質(zhì)量。

3）控制好煤粉細(xì)度。適宜的煤粉細(xì)度，有利于煤粉充分燃燒，提高煤粉利用率和置換比，減少未燃煤的不良行為，同時(shí)還防止煤粉過細(xì)導(dǎo)致煤粉過早渣化堵塞煤槍的發(fā)生，改善噴煤的作業(yè)環(huán)境。馬鋼2號(hào)高爐混合煤粒度＜0.074mm占65%左右。

2.4 全風(fēng)溫操作

風(fēng)溫是活躍爐缸最經(jīng)濟(jì)的重要熱源，也是影響煤粉燃燒率的關(guān)鍵。隨著高爐噴吹煤量的加大，必須跟上熱補(bǔ)償，而最直接最經(jīng)濟(jì)的熱量來源就是風(fēng)溫。風(fēng)溫提高以后，一方面加速了煤粉的燃燒，降低了未燃煤的不良效應(yīng)，提高了煤粉的利用率；另一方面解決了煤比提高后熱補(bǔ)償不足、理論燃燒溫度降低的問題。2012年6月中旬2號(hào)高爐對(duì)熱風(fēng)爐助燃空氣及煤氣預(yù)熱器進(jìn)行了改造，改造后風(fēng)溫提高到1 200℃，為提高噴煤比操作創(chuàng)造了條件。

2.5 保證一定的氧過剩系數(shù)

為充分提高煤粉的燃燒效果，氧過剩系數(shù)不應(yīng)低于1.15［1］。因?yàn)槊悍壑刑嫉臍饣俣扰c氣相中氧的濃度成正比，隨著氧濃度的提高，將加快氧向碳表面的擴(kuò)散速度，使反應(yīng)速度加快，煤粉燃燒率提高。近兩年受產(chǎn)能過剩影響，馬鋼2號(hào)高爐富氧水平一直不高，富氧率僅維持在2%左右，但計(jì)算結(jié)果表明，在目前煤比180 kg/t的情況下，氧過剩系數(shù)能保證在1.21的水平。

2.6 控制好理論燃燒溫度

理論燃燒溫度過低或過高對(duì)高爐冶煉都沒有好處。理論燃燒溫度過低，會(huì)造成爐缸熱量不足，煤粉燃燒不完全，煤粉利用率降低，未燃煤增加惡化料柱透氣性、透液性，對(duì)保持爐況順行、進(jìn)一步提高煤比操作不利。過高的理論燃燒溫度雖然能使煤粉燃燒更加完全，但引起高爐下部壓降增加，甚至發(fā)生懸料的危險(xiǎn)，最終導(dǎo)致爐況不順，很難保持高煤比操作。為此，2號(hào)高爐在富氧率2%和全風(fēng)溫操作的情況下，隨著噴煤量的增加，通過采用恒濕技術(shù)控制入爐濕度［4］，保持理論燃燒溫度介于2 200～2 250℃，以達(dá)到穩(wěn)定爐況，促進(jìn)大噴煤的效果。

2.7 保證風(fēng)口均噴、勻噴

在一定送風(fēng)條件下，鼓風(fēng)含氧量是固定的，分擔(dān)到每個(gè)風(fēng)口的含氧量也是一定的。若噴槍受堵塞或不噴吹，將造成其他風(fēng)口煤量增加，氧過剩系數(shù)降低，一方面導(dǎo)致煤粉燃燒率大幅降低，未燃煤增多，惡化高爐順行，另一方面造成爐缸初始煤氣流分布變化較大，引起爐況失衡。因此，隨著噴煤量的提高，保證風(fēng)口均噴、勻噴顯得非常重要。2號(hào)高爐生產(chǎn)中除了噴煤工按時(shí)檢查煤槍噴吹狀況外，要求操作人員每2 h檢查一次風(fēng)口狀況，發(fā)現(xiàn)風(fēng)口噴煤不正常及時(shí)進(jìn)行處理，確保送風(fēng)風(fēng)口全噴煤。

2.8 控制風(fēng)口設(shè)備不漏水

風(fēng)口小套漏水對(duì)高爐噴吹煤粉影響較大，對(duì)提高噴煤比極為不利。主要影響有：1）造成風(fēng)口前端的燃燒溫度大幅降低，不利于煤粉的氣化燃燒；2）風(fēng)口前易出現(xiàn)掛渣現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)該風(fēng)口被迫停止噴煤，造成氧過剩系數(shù)降低，而且煤氣流的初始分布變化較大；3）長期漏水易引起爐缸邊緣堆積，爐況順行惡化。因此，2號(hào)高爐生產(chǎn)時(shí)對(duì)漏水的風(fēng)口小套及時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)休風(fēng)更換，為提高煤比創(chuàng)造條件。

2.9 強(qiáng)化生產(chǎn)管理

加強(qiáng)爐體維護(hù)，定期檢修矯正風(fēng)口中套及實(shí)施灌漿造襯技術(shù)塑整爐型，局部區(qū)域安裝“炮彈頭”微型冷卻器強(qiáng)化冷卻，確保操作爐型的合理性。在渣鐵處理方面，加強(qiáng)爐前對(duì)鐵口的維護(hù)，保證鐵口合格率，提高出鐵正點(diǎn)率，穩(wěn)定出鐵次數(shù)，及時(shí)出凈渣鐵，避免渣鐵不凈引起熱制度波動(dòng)，影響爐況順行。在設(shè)備管理方面，建立了嚴(yán)格的規(guī)章管理制度，加強(qiáng)設(shè)備的日常點(diǎn)檢維護(hù)，最大限度降低高爐慢風(fēng)或休風(fēng)率，為爐況順行、提高煤比強(qiáng)化冶煉提供保障。

2.10 效果

馬鋼2號(hào)高爐通過采取多項(xiàng)措施，實(shí)現(xiàn)了高煤比操作，2012年9月份以后煤比保持在160 kg/t以上，2013年4月份煤比水平高達(dá)182.7 kg/t，高爐利用系數(shù)穩(wěn)定在2.40 t/（m3·d），見表2。

3 結(jié)語

表2 馬鋼2號(hào)高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

1）加強(qiáng)原燃料管理，努力做好精料入爐工作，是確保爐況穩(wěn)定順行，提高煤比強(qiáng)化冶煉的基礎(chǔ)。

2）采取合適的上下部調(diào)劑，兼顧適宜的熱制度及造渣制度，保持各制度相互適應(yīng)，達(dá)到煤氣流分布合理、爐缸活躍、爐況穩(wěn)定順行的目的，為實(shí)現(xiàn)連續(xù)高煤比、低燃料比操作的提供條件。

3）抓好配煤，改進(jìn)煤粉質(zhì)量，提高風(fēng)溫，控制好氧過剩系數(shù)及適宜的理論燃燒溫度等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，是進(jìn)一步提高煤比降低燃料比的重要手段。

4）做好基礎(chǔ)性管理工作，強(qiáng)化爐前出渣鐵，加強(qiáng)設(shè)備點(diǎn)檢維護(hù)，提高設(shè)備運(yùn)行性能等為提高煤比操作提供了有力保障。

［1］周傳典.高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊(cè)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2003.

［2］王筱留.高爐生產(chǎn)知識(shí)問答［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2005.

［3］霍吉祥，張思斌.首鋼1號(hào)高爐提高煤比操作實(shí)踐［J］.煉鐵，2007，26（1）：13-16.

［4］王志堂.馬鋼2號(hào)高爐恒濕鼓風(fēng)操作實(shí)踐［J］.煉鐵，2012，31（5）：16-19.

Practiceof Increasing PCI Ratein Ma Steel’sNo.2BF

HAN Guangyou,WANG Zhitang
（Maanshan Iron and Steel Co.,Ltd.,Maanshan 243000,China）

In order to improve the technical and economic indexes of blast furnace,Ma Steel has taken a series of measures,such as strengthening management of raw material and fuel,optimizing blast furnace operation,improving the quality of pulverized coal injected, adopting full blast temperature operation,and controlling the oxygen excess coefficient to a certain value,etc.Therefore,PCI rate is increased sharply which has been maintained at 160 kg/t above since September 2012 and even reached to 182.7 kg/t in April 2013.

blast furnace;raw material and fuel;full blast temperature;PCI rate

TF543

B

1004-4620（2014）04-0010-03

2014-04-29

韓光友，男，1980年生，2004年畢業(yè)于江西理工大學(xué)冶金工程專業(yè)。現(xiàn)為馬鋼汽車板推進(jìn)處助理工程師，從事銷售工作。