馬鋼2號高爐低燃料比生產(chǎn)實踐

曹 海，王志堂，傅燕樂

([1][2]馬鋼第二煉鐵總廠 安徽馬鞍山 243000)([3]安徽冶金科技職業(yè)學(xué)院 安徽馬鞍山 243041)

馬鋼2號高爐低燃料比生產(chǎn)實踐

曹 海[1]，王志堂[2]，傅燕樂[3]

([1][2]馬鋼第二煉鐵總廠 安徽馬鞍山 243000)([3]安徽冶金科技職業(yè)學(xué)院 安徽馬鞍山 243041)

馬鋼2號高爐自2003年投產(chǎn)以后，通過加強原燃料管理，確保精料入爐，加強爐體冷卻設(shè)備管理，控制破損冷卻設(shè)備不往爐內(nèi)漏水，不斷摸索調(diào)整高爐操作制度，維持高爐合理煤氣分布，促進高爐降低燃料比，2011年2號高爐在穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)上燃料比進一步下降至485 kg/t.Fe，實現(xiàn)了低燃料比生產(chǎn)。

高爐；燃料比；管理；實踐

馬鋼2號高爐有效容積2500 m3，高爐路喉直徑8.3 m，爐腰直徑12.75 m，爐缸直徑11.1 m，爐腹角76.36°，設(shè)有30個風(fēng)口，三個鐵口，四座新日鐵式外燃式熱風(fēng)爐。爐底l-4層采用國產(chǎn)的滿鋪半石墨質(zhì)碳磚，第5層為滿鋪進口微孔炭磚；第六層開始為進口陶瓷杯杯體陶瓷杯壁采用剛質(zhì)大塊磚，杯壁外側(cè)為進口微孔炭磚。

馬鋼2號高爐于2003年10月13日順利點火開爐，開爐后爐況穩(wěn)定，各項指標(biāo)穩(wěn)步提升，10月18日高爐日產(chǎn)就達(dá)到6000 t以上，高爐逐漸進入強化冶煉階段。隨著高爐的逐漸強化，對原燃料的要求越來越高，為此我們通過加強原燃料管理，確保精料入爐；隨著高爐的不斷強化和一代爐役后期，破損冷卻設(shè)備越來越多，通過加強爐體冷卻設(shè)備管理，控制破損冷卻設(shè)備不往爐內(nèi)漏水；不斷摸索調(diào)整高爐操作制度，維持高爐合理煤氣分布，促進高爐降低燃料比，2011年2號高爐在穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)上燃料比進一步下降至485 kg/t.Fe。投產(chǎn)后，2號高爐焦比和燃料比變化情況如圖1所示。

1 加強原燃料管理，確保精料入爐

精料是高爐煉鐵的基礎(chǔ)，特別是當(dāng)代高爐實現(xiàn)順行、高產(chǎn)、低耗的關(guān)鍵因素。貫徹落實精料方針，加強原燃料質(zhì)量監(jiān)控，加強槽位及篩分管理，減少粉末入爐，優(yōu)化入爐料粒度組成等，是2號高爐一直常抓不懈的一大工作，確保高爐原燃料質(zhì)量的穩(wěn)定，促進爐況長期穩(wěn)定順行，為高爐穩(wěn)定和降低燃料比提供保障。

1.1 嚴(yán)格控制入爐前的篩分和來料管理，降低入爐粉末

降低入爐粉末含量。降低入爐粉末，可以改善料柱透氣性，增加風(fēng)量，穩(wěn)定爐況。為了減少入爐粉末，2號高爐主要采取了以下措施：①加強篩網(wǎng)管理。加強對槽下篩網(wǎng)情況的監(jiān)控，對發(fā)現(xiàn)斷齒及磨損較大出現(xiàn)跑粗現(xiàn)象的篩網(wǎng)及時更換處理，并要求每班定期清理篩網(wǎng)，保證過篩效果，從而大大減少了入爐粉末，②控制合理的篩網(wǎng)速率。將燒結(jié)礦、焦炭過篩速率嚴(yán)格控制，在確保上料的前提下將燒結(jié)礦速率控制在<110 t/h，焦炭<60 t/h，否則對操作工及核心作業(yè)長嚴(yán)格考核，并做到有獎有罰，從而保證了篩分效果，大大減少了入爐粉末。2011年2號高爐粉末入爐情況如圖2所示。

1.2 堅持每班跟蹤噸燒返粉和噸焦焦粉情況

通過長期對原燃料實的跟蹤觀察，我們發(fā)現(xiàn)噸燒返粉和噸焦焦粉能很好的反應(yīng)燒結(jié)礦和焦炭的質(zhì)量情況，日產(chǎn)生產(chǎn)時要求每班及時算出上個班的噸燒返粉和噸焦焦粉，準(zhǔn)確掌握原燃料質(zhì)量情況，采取相應(yīng)措施，保證高爐穩(wěn)定順行。2011年2號高爐噸燒返粉和噸焦焦粉如圖3所示。

1.3 加強入爐原燃料倉位管理

嚴(yán)格控制燒結(jié)礦、球團礦、焦炭等物料的槽位管理。2#高爐倉位總高度設(shè)計為11 m，生產(chǎn)時為避免槽位落差大而造成爐料破碎粉化現(xiàn)象，建立了高爐槽位預(yù)警機制。高爐各料倉在用槽位警戒值5 m，低于4 m停用，同時督促運轉(zhuǎn)工要均勻使用各料倉，控制同種爐料倉位差不超過1 m，出現(xiàn)槽位低及時跟調(diào)度聯(lián)系，杜絕低槽位和空倉現(xiàn)象的發(fā)生。

圖1 馬鋼2號高爐焦比和燃料比的變化

圖2 2011年馬鋼2號高爐粉末入爐情況

圖3 2011年馬鋼2號高爐噸燒返粉和噸焦焦粉

2 生產(chǎn)操作實踐

2.1 提高高爐富氧率

提高富氧率是2號高爐降低燃料比的一項重要措施。在相同風(fēng)量水平下提高富氧，可以實現(xiàn)不增加爐腹煤氣量而提高理論燃燒溫度，提高煤粉置換比，有效補償了煤粉分解所消耗的熱量，促進煤粉燃燒，為增加噴煤量創(chuàng)造良好地條件，同時也有利于高爐強化冶煉。2號高爐開爐后富氧率基本穩(wěn)定在2%-3%，2009年5月嘗試將富氧率逐步提高到4%，燃料比下降至475 kg/t.Fe-480 kg/t.Fe，2009年4-7月燃料比與富氧率見圖4。2009年7月以后因總廠三座高爐產(chǎn)能提升，燃料供應(yīng)緊張，2號高爐將富氧率降至2%水平生產(chǎn)。

圖4 2009年4～7月馬鋼2號高爐燃料比與富氧率的變化

2.2 全風(fēng)溫操作

馬鋼2號高爐配備4座新日鐵式熱風(fēng)爐，最高風(fēng)溫可達(dá)到1220 ℃，風(fēng)溫是高爐利用率最高的能源，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、凈化了料柱；另一方面解決了煤比提高后熱補償不足、理論燃燒溫度降低的問題。隨著2號高爐噴煤比的提高，2號高爐風(fēng)溫已經(jīng)逐步用至1200 ℃較高的水平，并穩(wěn)定在這個水平，為提高噴煤比降低燃料比創(chuàng)造了條件。

2.3 提高高爐煤氣利用率

煤氣利用率的提高可以顯著降低高爐燃料比，2號高爐采取以下措施：①風(fēng)口的面積和長度對進風(fēng)狀態(tài)起著決定作用。一定的原燃料條件下，風(fēng)量的使用必須與送風(fēng)面積相匹配，風(fēng)口面積適當(dāng)擴大利于增加風(fēng)量提高風(fēng)速和鼓風(fēng)動能，同時風(fēng)口回旋區(qū)在爐缸的絕對占有面積擴大，利于爐缸工作均勻活躍，煤氣合理分布，促進爐況穩(wěn)定順行，降低燃料比。②上部繼續(xù)摸索大礦批及中心加焦技術(shù)的操作規(guī)律，建立一個基本的合理的上部制度。在加焦炭負(fù)荷的時，逐步擴大礦批，礦批由55 t逐步擴大到70 t，下一步有計劃將礦批擴至80 t。③2號高爐使用小粒燒(5 mm-10 mm燒結(jié)礦)布在爐喉邊緣達(dá)到調(diào)節(jié)和控制邊緣煤氣流的目的。目前高爐小粒燒用量穩(wěn)定在40 kg/t.Fe。④提高頂壓也進一步改善了煤氣利用率。

通過以上措施，2號高爐的煤氣利用率穩(wěn)定在49.5%左右，頂溫穩(wěn)定在160 ℃左右。高爐煤氣的化學(xué)能和物理熱的充分利用降低了2號高爐的燃料比。2011年2好高爐煤氣利用率和頂溫變化情況如圖5 所示。

圖5 2011年馬鋼2號高爐煤氣利用率和頂溫變化

2.4 穩(wěn)定濕度操作

大氣鼓風(fēng)中含有一定的水分，但大氣的自然水分是波動的，一年四季，天晴和下雨，甚至白天和晚上，大氣濕度均不相同，這勢必造成高爐熱制度的波動。2號高爐在冬天進行加濕鼓風(fēng)，在夏天進行脫濕鼓風(fēng)，使鼓風(fēng)濕度穩(wěn)定在15 g/m3左右，消除鼓風(fēng)濕度波動，有利于穩(wěn)定爐況和燃料比。

2.5 穩(wěn)定高爐爐況，保證合適穩(wěn)定的爐墻溫度

高爐的長周期穩(wěn)定順行是一項系統(tǒng)的工作，也是高爐進一步強化冶煉，獲得優(yōu)越的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的基礎(chǔ)條件。馬鋼2號高爐爐腹角只有76.36°，爐型特點是腰腹部位容易結(jié)厚，因此腰腹部位墻體不結(jié)厚是保證2號高爐爐況穩(wěn)定的前提。嚴(yán)格控制爐體各部水溫差，爐型管理一大內(nèi)容就是保證各部位水溫差適宜穩(wěn)定。因此要求爐體作業(yè)區(qū)加強對爐體水溫差的測量、監(jiān)控，對出現(xiàn)異常情況的要及時分析原因，采取措施處理。調(diào)整爐內(nèi)邊緣煤氣流分布，邊緣煤氣流過分發(fā)展，不但會造成爐體熱負(fù)荷高，影響高爐長壽，且影響高爐穩(wěn)定順行，故當(dāng)邊緣氣流發(fā)展時，應(yīng)及時調(diào)整布料，控制邊緣煤氣流發(fā)展，強化中心氣流。

2號高爐通過不斷摸索調(diào)整和總結(jié)，確立了“發(fā)展中心氣流，維持適當(dāng)邊緣氣流”上部布料制度，控制十字測溫中心溫度維持在500 ℃-600 ℃,邊緣溫度維持在50 ℃～80 ℃，邊緣氣流指數(shù)W值維持在0.35左右，調(diào)整6-9層銅冷卻壁水量由2500 m3/h到2050 m3/h，進水溫度穩(wěn)定在30 ℃。通過對邊緣氣流的控制和水量、進水溫度的調(diào)整，2號高爐保持了穩(wěn)定的墻體溫度，減少了熱量損失，在實現(xiàn)爐況的長期穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)上降低了燃料比。

2.6 定期更換上翹風(fēng)口中套，保證爐況穩(wěn)定順行

自2007 年以后,2號高爐不斷發(fā)生大面積風(fēng)口上翹的異常情況,使得高爐技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)連續(xù)下滑,效益低下，成本增加，嚴(yán)重影響了高爐生產(chǎn)。因此,結(jié)合馬鋼多年的實際生產(chǎn)情況,有必要查清楚造成風(fēng)口上翹的原因所在。經(jīng)過多次對風(fēng)口焦、風(fēng)口異常物進行有害元素分析，認(rèn)為以Zn為主的有害元素在風(fēng)口區(qū)的大量富集對風(fēng)口組合磚的侵蝕是造成風(fēng)口上翹的直接原因。高爐操作人員從高爐操作角度分析認(rèn)為，爐缸工況活躍性長期不能得以維持、小套燒蝕漏水現(xiàn)象頻頻發(fā)生、爐缸透液透氣性不好、爐溫波動大低爐溫時間長、中心氣流不足等又是造成以鋅為主的堿金屬類有害物質(zhì)大量在風(fēng)口富集造成風(fēng)口上翹的根本原因。長期的風(fēng)口中套上翹將會引起爐況波動，因此2號高爐利用每次的定修機會，更換部分上翹嚴(yán)重的風(fēng)口中套，保證爐況的長期穩(wěn)定順行。

3 結(jié)語

2號高爐通過加強原燃料管理，不斷優(yōu)化高爐各項基本制度，對高爐生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題，及時采取行之有效的措施，確保高爐穩(wěn)定順行，實現(xiàn)了低燃料比生產(chǎn)，推進指標(biāo)創(chuàng)優(yōu)和節(jié)能降耗。一直困擾2號高爐風(fēng)口區(qū)域鋅富集問題仍然沒有得到合理解決,風(fēng)口中套上翹對2號高爐爐況和燃料比還是產(chǎn)生一定的影響,如果解決了中套上翹問題,2號高爐可進一步降低燃料比。

[1] 李長榮.高爐煉鐵工序節(jié)能降耗的途徑[J].安徽冶金科技職業(yè)學(xué)院學(xué)報，2013.1

Productive Practice of No.2 Blast Furance at Low Fuel Ratio in Ma Steel

CAO Hai， WANG Zhi-tang， FU Yan-le

Since No. 2 blast furnace (hereafter called as “BF” for short) was put into production in 2003, we have intensified management of raw material and fuels and ensured concentrated feeds fed to BF. Also, Strengthen the furnace body cooling equipment management, control the damage to the furnace Water Leakage cooling equipment, trial and error adjustment of the operation system of the furnace, to maintain a reasonable distribution of blast furnace blast furnace gas, promote the decreasing fuel ratio, No. 2 blast furnace in 2011 based on the stable operation of the fuel is further reduced to 485kg/t.Fe, to realize the low fuel production.

Blast furnace, Fuel ratio, Management, Practice

2013-11-20；改回日期：2013-12-27

曹海(1977-)，馬鋼股份公司第二煉鐵總廠，工程師。

TF542+.3

A

1672-9994(2014)01-0004-04