本鋼新1號高爐生產(chǎn)能力分析與對策

供稿|惠國東 / HUI Guo-dong

本鋼新1號高爐生產(chǎn)能力分析與對策

Production Capacity Analysis and Countermeasures about New No.1 BF in BX Steel

供稿|惠國東 / HUI Guo-dong

作者單位：本鋼板材股份有限公司煉鐵廠，遼寧 本溪 117000

內(nèi)容導讀

本鋼板材新1號高爐開爐運行至今，利用系數(shù)始終不高，生產(chǎn)能力沒有達到最佳。根據(jù)原燃料質(zhì)量條件，同時結合高爐的實踐運行參數(shù)，對影響高爐爐腹煤氣量、K值的各個因素進行詳細分析，并針對性的提出提高爐腹煤氣量的對策，為高爐下一步強化決策提供科學的數(shù)據(jù)依據(jù)。

本鋼新1號高爐設計容積為4350 m3，于2008年10月9日開爐投產(chǎn)。開爐后各項經(jīng)濟技術指標達到了設計水平，但自2009年1月開始，由于對4000 m3以上大型高爐操作經(jīng)驗的欠缺，加上布料溜槽磨損、焦炭質(zhì)量波動等原因，操作爐型被破壞，經(jīng)歷了一年多的操作制度的摸索和優(yōu)化，重新確立了各項技術操作參數(shù)，生產(chǎn)逐步走上了正軌，高爐順行狀況逐步改善，技術經(jīng)濟指標穩(wěn)步提高，尤其是2013年3—4月份，焦比達到了歷史最低水平(見表1)，但高爐燃料比較高，利用系數(shù)較低。

原燃料質(zhì)量分析

燒結礦由2臺265m2燒結機供給，燒結質(zhì)量相對穩(wěn)定；馬耳嶺球團抗壓強度低，合格率低，我們的要求是合格率要達到100%。綜合入爐品位59.0%，較去年下降0.4%。

表1　本鋼板材新1號高爐技術經(jīng)濟指標

新1號高爐以焦化廠焦四車間干熄焦為主，焦三車間干熄焦為輔，焦三干熄焦占入爐焦炭量的20%左右，焦炭的各項性能指標相對穩(wěn)定。

目前噴吹的煤粉煙煤比例為43%，導致了煤粉的發(fā)熱值較低，煤粉的置換系數(shù)只有0.702，這直接影響著燃料比的升高；而且負200目的比例只有61%，距離要求≥80%還有很大的差距。

高爐運行參數(shù)分析

進入2013年，廠部推行穩(wěn)健的生產(chǎn)經(jīng)營計劃。新1號高爐采取了一系列措施，逐步優(yōu)化各種冶煉制度，實行穩(wěn)扎穩(wěn)打，逐步降低焦比。

穩(wěn)定操作

統(tǒng)一、穩(wěn)定的操作制度是爐況順行的基礎。嚴格落實“三穩(wěn)定”(料批、爐溫、堿度)的操作方針，認真做好團體配合，堅決反對個人主義的操作風格?！叭€(wěn)定”的主旨為穩(wěn)定熱制度，因此，特別需要穩(wěn)定風量、氧量、加濕、頂壓、風溫等參數(shù)，努力平衡爐溫在1500~1515 ℃。堅決控制適宜壓差在160~175 kPa，上限壓差≤185 kPa。

上部調(diào)劑

為促使煤氣流合理分布，改善布料矩陣的檔位角差，在礦角差不變的條件下，調(diào)整第3、4、5檔位，使之由等角差發(fā)展為階梯角差，做到布料平臺更為平整。

為改善邊緣氣流，采取提高料線的措施。礦批料線由1.4 m調(diào)整為1.3 m，邊緣溫度穩(wěn)定在80~100℃。

縮小焦批，由23.5 t減少為22.8t，增加了焦炭負荷，穩(wěn)定了煤氣流的三次分布。

微調(diào)中心焦量，根據(jù)外圍原燃料條件的變化改善中心氣流，確保中心氣流發(fā)展和爐況順行。

下部調(diào)劑

進入3月份后，天氣逐步開始轉暖，原燃料條件將逐步改善，為增加入爐風量，3月28日季修時擴大風口面積，由0.4680 m2擴大為0.4705 m2。

爐型管理

努力保持完整的操作爐型，在調(diào)整各項冶煉制度的同時嚴密監(jiān)視爐墻的工作狀況，包括渣皮的脫落情況，水溫差的上升等。經(jīng)過調(diào)整，入爐風量、爐腹煤氣量緩慢增加，產(chǎn)量隨之提高。

高爐指標影響因素分析

經(jīng)過近幾個月的運行，對爐溫的控制越來越好，其波動幅度越來越??；壓差水平不斷降低，平均壓差小于170 kPa；爐腹煤氣量逐步增加，目前已經(jīng)達到9000 m3/min，但爐腹煤氣量指數(shù)卻偏低，目前只有57.0 m3/(min·m2)的水平。大高爐爐腹煤氣量指數(shù)一般在58~66 m3/(min·m2)之間，寶鋼、太鋼等大高爐通常維持在60m3/(min·m2)左右(見表3)，因此還有較大的提升空間。

如果使爐腹煤氣量指數(shù)達到60 m3/(min·m2)，則需要爐腹煤氣量達到9500 m3/min，對影響爐腹煤氣量指數(shù)的各個參數(shù)逐一分析。

風量

若保持其他參數(shù)不變，需要增加風量360 m3/min，即入爐風量達到6660 m3/min，電鼓完全有能力達到。風量的增加會導致鼓風動能增加，活躍爐缸；同時也會導致中心氣流發(fā)展，邊緣趨弱，K值上升。

增加富氧

增加富氧到33000 m3/h，使富氧率達到6.3%。新1號高爐的富氧管道經(jīng)過改造后，具備了提高富氧率的能力，但5.0%以上的富氧率還沒有嘗試過。增加富氧率通常會使理論燃燒溫度提高，降低透氣性，邊緣氣流發(fā)展。

增加濕度

表3　本鋼新1號、寶鋼4#、太鋼5#高爐操作參數(shù)對比

每5 g/m3的濕度可以增加0.5的爐腹煤氣量指數(shù)。本溪地區(qū)大氣濕度隨季節(jié)變化較大，夏季最高可達20 g/m3。為保持鼓風濕度的穩(wěn)定，通常開加濕，將鼓風濕度穩(wěn)定在每天的最高水平。但加濕會增加燃料比，每增加1 g/ m3濕度會提高0.8 kg/t燃料比。

提高噴煤量

隨著爐腹煤氣量的提高，煤比也會相應的提高，焦炭負荷加重，透氣性變差，影響順行。煤粉影響爐腹煤氣量指數(shù)較小，每10 t/h煤量影響0.3的爐腹煤氣量指數(shù)。噴吹煤粉會降低理論燃燒溫度，而大煤比時會導致邊緣氣流發(fā)展。

根據(jù)爐況需要，同時調(diào)整風量、富氧、噴吹、濕度等參數(shù)

綜合對策與方向

爐腹煤氣量的增加直接影響著煤氣流的初始分布。限制爐腹煤氣量增加的最主要原因是K值的上升。我們通過表3可以看出，寶鋼與太鋼分別采取了增加風量和提高富氧率的方式來提高爐腹煤氣量指數(shù)，但二者的K值均處于下限值。4000m3以上高爐的K值通常小于3.0。新1號高爐目前K值在2.8~ 3.0之間，在此基礎上如果增加爐腹煤氣量勢必會增加K值，破壞順行。為使K值降低，我們需要從以下方面著手：

降低高爐的渣鐵比

渣量是煤氣順利穿過滴落帶的決定性因素。國內(nèi)指標較好的大高爐渣比普遍低300 kg/t，而以寶鋼的渣比最低，達到250 kg/t。新1號高爐的渣比超過310 kg/t，有待進一步降低。

提高原燃料的粒度

受成本壓力的影響，新1號原燃料入爐粒度在不斷的縮小，減小燒結篩孔直徑，但是這勢必影響高爐的透氣性，影響爐腹煤氣量的增加。

提高球團的抗壓強度

國內(nèi)同類型高爐入爐球團的抗壓強度為2300~ 2500 N/P，而馬耳嶺球團的抗壓合格率僅有50%。因此需要提高球團礦的抗壓強度，減少入爐粉末，改善透氣性。

調(diào)整布料制度，降低燃料比

在布料制度的調(diào)整過程中，我們始終在探索最佳的適合自身的制度。目前采取的中心加焦的布料制度已經(jīng)形成了相對完整操作體系，在爐況順行方面能有效的避免因外界波動而導致的爐況波動，但中心加焦布料的弊端便是能耗高，尤其在燃料比方面。在今后的布料制度調(diào)整中，我們將在目前的基礎上，逐步探索以平臺加漏斗形狀的布料制度。

提高煤粉發(fā)熱值

提高煤粉的發(fā)熱值，提高置換比，降低燃料比；提高煤粉?200目的比例，改善煤粉的燃燒性能。因中心加焦的高爐通常中心氣流比較發(fā)展，當煤比大幅度提高后，未燃煤粉容易進入爐內(nèi)與爐渣混合，降低高爐的透氣性。

擴大風口面積

擴大風口面積，給增加入爐風量提供條件。目前新1號高爐的風口面積為0.4705 m2，可以逐步提高到0.4750 m2。

提高爐頂壓力

提高爐頂壓力可以有效降低煤氣流速，降低壓差，改善透氣性，增加爐腹煤氣量。目前新1號高爐頂壓在240 kPa，可以逐步提高到250 kPa。

結語

原燃料的質(zhì)量決定高爐生產(chǎn)能力的大小，要想取得好的指標，精料方針是首選。

高爐經(jīng)濟技術指標的提高需要高爐運行穩(wěn)定，各項制度相對應調(diào)劑，做到高爐操作與制度的統(tǒng)一。

爐腹煤氣量的影響因素眾多，提高爐腹煤氣量應考慮對壓差、K值的影響，因地制宜，根據(jù)自身的生產(chǎn)條件，選擇符合當前生產(chǎn)的冶煉制度。

作者簡介：惠國東(1971—)，男， 1993年畢業(yè)于鞍山鋼鐵學院，鋼鐵冶金，工程師，板材煉鐵廠技術科工作。

DOI:10.3969/j.issn.1000－6826.2015.04.11