馬鋼4000m3高爐強化冶煉實踐

錢 超

(馬鋼第三煉鐵總廠 安徽馬鞍山 243003)

馬鋼4000m3高爐強化冶煉實踐

錢 超

(馬鋼第三煉鐵總廠 安徽馬鞍山 243003)

對馬鋼4000m3高爐通過強化冶煉措施，改善配焦質(zhì)量，為高爐長周期穩(wěn)定順行提供了保證；針對風口小套磨損進行攻關，調(diào)整噴槍孔道角度，并集中更換上翹角度大的中套，已基本消除了噴槍磨風口現(xiàn)象，大大提高了高爐經(jīng)濟技術指標，也為高爐進一步強化創(chuàng)造了條件。

大型高爐；強化；措施；改進

1 概況

馬鋼新區(qū)A高爐于2007年2月8日投產(chǎn)，B高爐于2007年5月24日投產(chǎn)。A、B高爐開爐時原燃料條件較好，開爐順利達產(chǎn)。但由于焦炭設計生產(chǎn)能力不足，不能滿足兩座4000m3高爐全使用直供焦，而是新區(qū)焦炭、老區(qū)焦炭和外購焦配用；且焦化檢修時高爐進行干濕轉換對高爐爐況和指標影響比較大。影響高爐生產(chǎn)指標的還有風口小套損壞頻率高，特別是磨壞的較多，常因此被迫休風，在2008年3月份調(diào)整了噴槍孔道角度，但效果不甚明顯。此后專本成立消除風口磨損攻關組，對直吹管孔道調(diào)整攻關，并通過更換大量上翹角度大的中套，才解決風口小套的磨損嚴重情況。本文主要從闡述4000m3高爐在強化過程中采取的措施，維持高爐長周期穩(wěn)定順行，為降低生鐵成本創(chuàng)造條件。自開爐兩高爐主要技術經(jīng)濟指標(如表1)。

表1 馬鋼新區(qū)高爐自投產(chǎn)至2012年6月的主要經(jīng)濟指標表

2 強化冶煉的措施

2.1抓好精料工作，合理的裝料制度，確保爐況順行

2.1.1 加強原燃料管理，減少粉末入爐

在2010年5月份開始高爐逐步將燒結礦篩板由4.5mm調(diào)整為4.3mm，焦炭篩板也由原來的陶瓷棒調(diào)整為鋼棒，在保證篩分的情況下，大大提高了篩板使用周期；通過控制槽下原燃料的T/H值，焦炭≤50t/h,燒結礦≤100t/h，球團礦≤130t/h，塊礦≤130t/h，盡可能減少原燃料粉末入爐。粉末多是造成高爐料柱透氣性差的根本原因，減少粉末入爐對保持爐況的長周期穩(wěn)定順行尤為重要。高爐在雨雪天氣，生礦及濕焦篩板采取架煤氣火烘烤，并增加篩板清理次數(shù)，確保篩分效果，如果出現(xiàn)生礦篩下物有下料不暢或粘篩現(xiàn)象，進行落地處理。

2.1.2 調(diào)整爐料結構，降低配礦成本

由于高爐煉鐵已進入微利時代，高爐一般配用低價礦來降低生產(chǎn)成本，故原燃料品種及質(zhì)量相對變化較大，優(yōu)化爐料結構，提高燒結礦的強度對維持高爐穩(wěn)定順行起著相對重要的作用。新區(qū)高爐爐料結構為：70%的燒結礦+20%的球團+9%的進口塊礦+1%的低價礦，用低價礦變料。日?？拷档颓驁F比例，適當提高燒結礦和塊礦用量，在保證渣比≤310kg/t.Fe的情況下，盡可能多用生礦，以維持相對高的入爐品位。同時廉價礦中的Al2O3%相對偏高，一般通過調(diào)整控制渣系中(Al2O3)%小于16.0，保證渣的流動性。當爐料結構出現(xiàn)變化，要保證入爐生壙比例≤12%，球團比例≤24%，另外渣比波動±10kg/t.Fe，正常渣比維持在310±10kg/t.Fe水平，從而保證了入爐熟料率及渣系的穩(wěn)定；如果調(diào)整幅度較大，嚴格根據(jù)原料使用相關規(guī)定對高爐負荷做相應調(diào)整。

2.1.3 科學管理，穩(wěn)定干熄焦比例

馬鋼4000m3高爐在2012年以前正常使用的焦炭為新區(qū)直供焦、老區(qū)倒運干焦和10%左右外購焦。焦炭品種多而且有10%-15%的濕焦。新區(qū)兩座高爐多次強化高產(chǎn)都導致原燃料保供緊張，造成低槽位原燃料質(zhì)量的下降，最后造成爐況波動或失常。2011年9月和2012年2月新區(qū)焦化系統(tǒng)檢修，高爐入爐焦炭干濕轉換，高爐干熄焦比例由80%降低至60%。A、B高爐都明顯出現(xiàn)爐況惡化，焦炭負荷由4.3退至2.5，焦比升高約100kg/ t·Fe。干濕轉換結束高爐焦炭負荷又能很快從2.5恢復至轉換前的水平。針對焦炭量不足在2012年5月份和8月份分別對新區(qū)、老區(qū)輸焦系統(tǒng)進行改造，由原來的焦化篩分后分大焦和小焦送至高爐改為不篩分直接送至高爐，經(jīng)過統(tǒng)焦輸送減少了焦炭摔打次數(shù)，焦炭入爐冶金焦率也由78.14%提高到83.07%；從高爐使用比例來看，采用全焦輸送焦炭后，新區(qū)干焦配比由最初62%提高到65%左右，為高爐停用外購焦提供了保證。在焦化檢修期間配用落地干焦，維持干焦比例≮70%，大大提高了爐況的穩(wěn)定性，負荷略退或不動，維持了相對高的經(jīng)濟技術指標。

2.2上下部調(diào)劑，達到高爐氣流上穩(wěn)下活的目的

2.2.1 完善送風制度

根據(jù)爐況的變化及時調(diào)整焦炭負荷，控制冶強保證全風操作是改善爐缸工作的前提條件之一。送風制度的調(diào)整：利用定修繼續(xù)小幅調(diào)整風口面積，逐步擴大風口，進一步促進爐缸均勻活躍。2013年3月12日的定修對風口面積進行了調(diào)整，至今風口面積由0.4425m2擴至0.4543m2，風口V標速降到240m/s左右，爐缸工作有加速改善的趨勢。進入夏季后，大氣濕度大于20g/m3后，考慮鼓風脫濕，控制合適的理論燃燒溫度和降低燃料比，馬鋼新區(qū)高爐鼓風系統(tǒng)僅一套脫濕設備，目前在A爐使用。

2.2.2 調(diào)整布料矩陣，保持兩道氣流

隨著布料矩陣的變化煤氣利用變化趨勢如圖1：從圖中看出2007年、2008年中心不加焦煤氣利用好，爐腹煤氣量小對應的技術指標較好。合理的布料應該是在保證低燃料比、較高的煤氣利用率和較低的爐腹煤氣量基礎上來強化冶煉。對于高爐目前渣比310kg/ t·Fe，而煤比僅150kg/ t·Fe左右，應在保證中心氣流的情況下，適當疏松邊緣，使邊緣、中心的煤氣量比率相對穩(wěn)定，有利于高爐爐況穩(wěn)定順行，同時適當發(fā)展邊緣有利于風口區(qū)域的Zn隨煤氣外排。

圖1 2007年投產(chǎn)至2014年8月隨布料矩陣調(diào)整高爐煤氣利用率走勢圖

2.2.3 成立攻關組，消除磨風口

馬鋼新區(qū)高爐自2007年投產(chǎn)來，A、B兩座每年都會因風口磨壞漏水嚴重臨時休風檢修更換，風口磨損情況(如表2)，嚴重影響了高爐長周期穩(wěn)定順行，針對此情況，在2008年3月份調(diào)整了風口直吹管噴槍孔道，即將噴槍孔道角度由14°調(diào)整為11°，短時間起到一定效果，但隨后又出現(xiàn)大量風口磨漏現(xiàn)象；2010年下半年開始成立攻關組，將噴槍孔道角度11°降低至7.5°，同時認為噴槍孔道角度僅僅是風口磨損原因之一，風口區(qū)域鋅富集導致風口中套上翹是主要原因，在2011年利用檢修機會分批更換所有直吹管后，并利用10月份兩高爐年修機會更換了上翹的角度大的大部分風口中套，剩余的中套也在此后檢修逐步更換，風口磨損(如表2)已基本消除。自2012年以來，高爐基本未出現(xiàn)風口磨壞現(xiàn)象，風口的使用壽命也延長至18個月左右。高爐中套的上翹主要是由于原燃料中的Zn含量較高，風口區(qū)域Zn富集造成的，控制原燃料中的Zn的同時，加強風口中套工作狀態(tài)的監(jiān)控，每月至少檢測一次中套角度，監(jiān)控風口中套上翹角度的變化，如上翹角度較大(>1.5°)，利用每季度一次設備檢修的機會進行更換，避免風口上翹嚴重造成風口磨損和氣流分布失常情況的出現(xiàn)。

表2 自投產(chǎn)馬鋼新區(qū)高爐風口更換及磨損比例統(tǒng)計表

2.3控制渣比，改善爐渣成分

隨著廉價礦比例增多，馬鋼4000m3高爐爐渣中Al2O3負荷達49.4 kg/t，處國內(nèi)同類型高爐最高水平。Al2O3主要來源是鐵礦石，占比達58.15%，鐵礦石中帶入Al2O3最多的是燒結礦達46.52%，燒結礦中Al2O3含量高達1.92%。高爐入爐品位也逐步下降，渣比升高至310kg/t水平，大渣量死料柱透液性顯著下降，高(Al2O3)爐渣甚至可能導致流動性惡化，同時對風口氣流向中心區(qū)的穿透和下部氣流分布產(chǎn)生不良影響。高Al2O3渣流動性差，Al2O3易在爐身富集，控制不好，極易引起爐身結厚，惡化爐型。對馬鋼4000m3高爐爐渣性能的實驗研究表明，保持爐缸熱量充沛，控制鐵水溫度1500℃以上，將大型高爐爐渣Al2O3含量的控制值提高至16%-16.5%，控制渣中(MgO)在8.5%-9%，能夠保證爐渣的流動性促使爐缸工作均勻活躍，從而拓寬高爐用礦范圍，降低生鐵成本，目前馬鋼在控制(Al2O3)%的同時兼顧控制好(MgO)%，使(MgO)%/(Al2O3)%控制在0.50-0.60之間，保證高爐渣的流動性。

2.4爐體冷卻壁漏水得到有效控制

自2012年3月份檢修后，至今A爐發(fā)現(xiàn)冷卻壁漏水20處，B爐發(fā)現(xiàn)冷卻壁漏水13處，通過借鑒兄弟高爐的處理經(jīng)驗和自主技術攻關，高爐對軟水密閉冷卻系統(tǒng)漏水冷卻壁進行查漏、定漏、拆分及穿管技術，對漏水點進行了及時處理和控水，漏水影響氣流分布和造成燃料比上升的問題得到有效控制，目前拆分或穿管的進水主要靠人工控制，高爐后續(xù)的護爐保產(chǎn)工作需持續(xù)加強。

圖2 自2007年2012年6月份馬鋼新區(qū)高爐渣比、(MgO)%及(Al2O3)%趨勢圖

圖3 自2007年馬鋼新區(qū)高爐堿負荷和Zn負荷的趨勢

2.5有害元素得以控制

通過配礦和用料結構的調(diào)整，高爐鋁負荷和鋅負荷下降明顯，堿負荷基本保持穩(wěn)定可控。燒結礦中Al2O3%的下降使(Al2O3)%下降，改善了爐渣流動性，為改善爐缸工作起到促進作用。自2014年3月開始，對高爐堿負荷和Zn負荷的跟蹤由每月一次改為每周一次，并從原料的配料抓起，新區(qū)高爐停用Zn負荷較高的轉底爐球團，既減少了粉末入爐也阻止了有害元素的循環(huán)利用。目前馬鋼的堿負荷按上限3.5kg/t控制，Zn負荷按上限350g/t控制。通過有害元素的有效控制，高爐風口上翹趨勢減緩明顯。

3 結語

(1)改善4000m3高爐入爐原料質(zhì)量，優(yōu)化爐料結構降低有害元素負荷精料入爐非常重要，特別是提高焦炭質(zhì)量是保持高爐長周期穩(wěn)定順行的前提。

(2)通過摸索調(diào)整，高爐入爐風量維持在6600m3/min全風同時適當擴大送風面積，控制風口標速在240m/s以下，并保證實際風速大于260m/s，以增加鼓風動能活躍爐缸。

(3)通過對裝料制度的摸索與調(diào)整，取消中心焦，并適當疏松邊緣，保持兩道氣流，提高高爐對外界的抵抗力。

(4)加強熱制度管理，保證鐵水溫度大于1500℃，控制好爐渣堿度在1.15以下，降低高爐鋁負荷，渣中(Al2O3)%受控，盡可能降低渣比；及時穩(wěn)定均衡出盡渣鐵，為煤氣流的穩(wěn)定和爐缸工作狀態(tài)的改善奠定基礎。

(5)馬鋼新區(qū)高爐采用軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)，經(jīng)歷七年多的風雨，高爐本體冷卻壁出現(xiàn)了破損，爐底、爐缸熱電偶損壞較多，爐底、爐缸侵蝕狀況的監(jiān)控將是馬鋼4000m3高爐面臨的又一道難題。

[1] 周傳典.高爐煉鐵生產(chǎn)技術手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社,2002

[2] 項鐘庸.煉鐵工藝設計理論與實踐[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2007

Practice of 4000m3Blast Furnace Ignition in Ma Steel

QIAN Chao

For Ma Steel 4000m3blast furnace by strengthening smelting measures, improve the match coke quality，for blast furnace long cycle stability anterograde provides guarantee; According to the tuyere small set of wear research, adjust the gun channel Angle, and focus on change become warped Angle big had been, has been basically eliminated the gun grinding tuyere phenomenon, greatly improving the blast furnace economic and technical index, also for blast furnace further strengthen created conditions.

Large blast furnace; Measure; Improve

2014-08-08；改回日期2014-08-15

錢超(1976-)，男，馬鋼第三煉鐵總廠煉鐵分廠，工程師。

TF54

B

1672-9994(2014)04-0003-05