八鋼歐冶爐開爐生產(chǎn)實(shí)踐

田寶山，李維浩

（寶鋼集團(tuán)八鋼公司煉鐵分公司）

·新疆科協(xié)資助期刊·

八鋼歐冶爐開爐生產(chǎn)實(shí)踐

田寶山，李維浩

（寶鋼集團(tuán)八鋼公司煉鐵分公司）

八鋼歐冶爐經(jīng)過四年建設(shè)期及生產(chǎn)準(zhǔn)備期，于2015年6月18日10∶16分點(diǎn)火開爐，首次采用粒鋼代替DIR,用焦炭加枕木方式，實(shí)現(xiàn)了歐冶爐順利開爐，開創(chuàng)了全新的歐冶爐烘爐、開爐模式。開爐后重點(diǎn)圍繞鐵水降硅、提高豎爐金屬化率、確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行開展工作。進(jìn)一步明確了歐冶爐的工作方向。

歐冶爐；烘爐；點(diǎn)火；生產(chǎn)

[編者按]：八鋼歐冶爐是在奧鋼聯(lián)和德國科夫公司開發(fā)的一種熔融還原煉鐵工藝技術(shù)（COREX3000爐）基礎(chǔ)上，結(jié)合高爐煉鐵工藝進(jìn)行了30余項(xiàng)工藝及系統(tǒng)優(yōu)化，形成的一種獨(dú)特全新的非高爐煉鐵工藝。八鋼歐冶爐突破COREX工藝對燃料及配礦結(jié)構(gòu)要求，采用疆內(nèi)煤、焦資源，并配加高堿度燒結(jié)礦的爐料結(jié)構(gòu)。為區(qū)別COREX煉鐵工藝，采用中國古代煉鐵鼻祖歐冶子的名字將這一煉鐵工藝命名為歐冶爐。也代表了對中國煉鐵文化的一種傳承和創(chuàng)新。

在上海寶冶等30多家建設(shè)施工單位的共同努力下八鋼歐冶爐于2015年6月18日成功點(diǎn)火。2015年8月16日鐵水小時(shí)產(chǎn)量已達(dá)160t/h,達(dá)到了設(shè)計(jì)能力。

經(jīng)過兩年建設(shè)期、兩年生產(chǎn)準(zhǔn)備期，八鋼公司歐冶1號爐于2015年6月18日10∶16分點(diǎn)火成功，19日06∶40分第一爐開口成功，順利出鐵。由此標(biāo)志著新疆地區(qū)首次擁有代表世界煉鐵最前沿的非高爐煉鐵技術(shù)，八鋼也在打造綠色鋼企的道路上又邁進(jìn)了一大步。

1 歐冶爐開爐情況

1.1 烘爐階段

八鋼歐冶爐烘爐方式既參考了羅涇COREX方式，也融入了高爐烘爐經(jīng)驗(yàn)。2015年3月20日17∶00點(diǎn)火烘爐到4月10日18∶00點(diǎn)烘爐完成，烘爐曲線達(dá)到預(yù)期效果。具體對比見表1。

表1 八鋼歐冶爐與羅涇COREX烘爐方式對比

從八鋼歐冶烘爐結(jié)果來看，烘爐曲線基本按照預(yù)期要求完成。后期升溫速率略慢，最終烘爐完成時(shí)間比計(jì)劃晚25小時(shí)。八鋼歐冶采用烘爐和開爐分段式操作，第一步烘爐完成后需要涼爐72小時(shí)，降至常溫后重新裝填料（包括人工鋪設(shè)枕木）。

1.2 歐冶爐開爐裝填料階段

1.2.1 氣化爐裝填料

羅涇COREX開爐裝填料是在烘爐進(jìn)行至397小時(shí)開始裝入碎電極，配合烘爐底部管氧氣通入，電極引燃?xì)饣l(fā)熱用于加熱爐缸。由于碎電極高碳低灰分的特性（與焦炭相比），用于初期的平衡造渣，減少渣量有利于初次開口作業(yè)。在電極裝入前，爐缸底還放入400mm高度的生鐵塊用于初期化鐵，鋪設(shè)100mm厚轉(zhuǎn)爐渣用于初期平衡造渣和保護(hù)烘爐底部管，見圖1。

圖1 羅涇COREX烘爐底部管及爐缸底部鋪料圖

八鋼歐冶爐簡化了以上步驟，爐缸安裝底部導(dǎo)流管用于在烘爐階段進(jìn)行爐缸加熱，涼爐后管路直接拆除割斷后留于氣化爐內(nèi)，同時(shí)為了配合布料測試，采用氣化爐缸純焦炭裝填，爐缸鋪設(shè)枕木，用于焦炭引燃。

1.2.2 豎爐裝填料

八鋼歐冶爐豎爐裝填料完全參考羅涇COREX裝填料方式，因?yàn)榭紤]到粒鋼堆密度高、粒度不均勻且有片狀存在，對DRI螺旋排料會造成影響，故三段料層的焦炭體積比均提高，在實(shí)際運(yùn)行中，確實(shí)發(fā)現(xiàn)DRI螺旋壓力略偏高等現(xiàn)象，但總體豎爐排料穩(wěn)定，說明焦炭體積比的提高起到了正面的作用。

1.2.3 開爐點(diǎn)火階段

八鋼歐冶開爐點(diǎn)火方式有別于羅涇COREX爐，采用風(fēng)口配氧直接引燃方式。在實(shí)際操作過程中，風(fēng)口點(diǎn)焦炭較為順利，但因風(fēng)口氧槍回裝時(shí)間較長，同時(shí)氧氣環(huán)管在前期吹掃后還留有部分氮?dú)?，?dǎo)致前兩個(gè)風(fēng)口（26#，17#）在手動(dòng)送氧時(shí)沒有成功點(diǎn)亮。發(fā)現(xiàn)問題后立即排放氮?dú)?，氧氣檢測合格后于19日16∶13分16#風(fēng)口正式點(diǎn)氧成功。

2 八鋼歐冶爐開爐初期半個(gè)月生產(chǎn)情況

2.1 休風(fēng)情況統(tǒng)計(jì)

半個(gè)月八鋼歐冶爐總計(jì)休風(fēng)6次（見表2），其中包括計(jì)劃休風(fēng)1次，主要工事為更換17個(gè)灌渣風(fēng)口；非計(jì)劃休風(fēng)3次為外圍因素影響，1次為爐前泥炮故障堵口失敗，還有1次是設(shè)備因素；羅涇開爐前半月共計(jì)休風(fēng)8次，其中計(jì)劃休風(fēng)1次。總體來說，八鋼歐冶爐較羅涇COREX開爐初期的設(shè)備狀態(tài)和作業(yè)狀態(tài)要好。

表2 八鋼歐冶爐休風(fēng)時(shí)間統(tǒng)計(jì)表

2.2 開爐初期工廠運(yùn)行情況

2.2.1 豎爐易發(fā)生懸料

開爐初期就發(fā)生多次懸料（統(tǒng)計(jì)見表3）。6月21日因加壓機(jī)跳機(jī)，導(dǎo)致進(jìn)豎爐圍管煤氣溫度上升超上限，導(dǎo)致熱懸料；6月22日是因小錐位置反饋問題，導(dǎo)致煤氣分配進(jìn)豎爐，壓差上升發(fā)生懸料。后幾次均是在壓差緩慢上升后發(fā)生懸料,為此在之后操作過程中采取了應(yīng)對措施∶（1）停用冷煤氣加壓機(jī)，采用固定氮?dú)鈨度氚l(fā)生煤氣管，同時(shí)嚴(yán)格控制拱頂溫度，以此來達(dá)到豎爐圍管入口溫度的穩(wěn)定；（2）下降管吹掃氮?dú)庾詣?dòng)控制，壓制反竄煤氣溫度，防止螺旋上方直接結(jié)塊；（3）通過調(diào)節(jié)頂煤氣流量來控制。

表3 豎爐懸料統(tǒng)計(jì)表

2.2.2 豎爐金屬化率低

在投產(chǎn)后，氣化爐冷煤氣CO2穩(wěn)定在30%，豎爐金屬化率長期在0%～10%水平徘徊，豎爐料柱溫度一直維持低位。分析認(rèn)為豎爐和氣化爐的還原效果處于惡性循環(huán)所致，原本由豎爐承擔(dān)大部分氣固相間接還原的任務(wù)，現(xiàn)在由氣化爐來實(shí)現(xiàn)，生料在氣化爐間接還原會產(chǎn)生大量CO2并吸熱，拱頂溫度下降導(dǎo)致粉塵線氧氣投入燃燒產(chǎn)生更多的CO2，加劇了這一效果。為此，采取了應(yīng)對措施∶（1）提高拱頂溫度控制區(qū)間,使反應(yīng)平衡最終有利于CO的產(chǎn)生；（2）提高豎爐圍管入口溫度，并提高控制精度，嚴(yán)格控制波動(dòng)范圍；（3）氣化爐投入燃料粉，給拱頂提供一定的C，有利于CO生成，提高了發(fā)生煤氣量，改善了CO2，并同比例置換了焦炭，實(shí)際上降低了噸鐵成本；（4）通過風(fēng)口添加氮?dú)獗壤?，降低風(fēng)口前段理論燃燒溫度，同時(shí)獲得更高的發(fā)生煤氣量。提高了金屬化率。

措施實(shí)施后取得了明顯效果，氣化爐發(fā)生煤氣CO2含量降低到15%，金屬化率提高到30%水平。豎爐料柱溫度（三個(gè)方向9個(gè)測溫點(diǎn)）能穩(wěn)定在700℃以上（比羅涇COREX低150℃），物理熱和化學(xué)熱得到充分利用。

2.2.3 豎爐易發(fā)生崩滑料

在配加燒結(jié)礦后，豎爐出現(xiàn)崩滑料，出現(xiàn)一些特征現(xiàn)象∶（1）重力除塵灰由原先的每天約1t上升到約10t，噸鐵已經(jīng)接近羅涇COREX爐填加30%塊礦時(shí)礦石帶來的鐵損量，說明歐冶爐用燒結(jié)礦的粉化現(xiàn)象比較嚴(yán)重；（2）在使用燒結(jié)礦后豎爐最外圈布料時(shí)，每次壓料均會有豎爐壓差的一個(gè)臺階陡升，這跟豎爐邊緣氣流強(qiáng)也有關(guān)。

針對上述問題，采取了應(yīng)對措施∶（1）降低燒結(jié)礦比例；（2）停用豎爐最外圈檔位；（3）提高工廠壓力，加強(qiáng)豎爐中心氣流，后視情況繼續(xù)提高；（4）將豎爐使用焦丁置換為部分冶金焦炭，提高透氣均勻性措施實(shí)施后，崩滑料現(xiàn)象得到遏止。

2.2.4 氣化爐冒尖幅度較大

八鋼歐冶爐氣化爐相對穩(wěn)定，全焦帶來的爐缸透液比較均勻，但每次出現(xiàn)冒尖現(xiàn)象都比較劇烈。分析認(rèn)為主要有兩個(gè)原因∶（1）大小錐前調(diào)節(jié)閥跟蹤靈敏度較羅涇COREX爐要低，每次氣化爐冒尖后由于閥動(dòng)作滯后導(dǎo)致大量煤氣無法迅速通過過剩線排走，導(dǎo)致氣化爐憋壓冒尖幅度大。同時(shí)大冒尖還影響豎爐，大量煤氣被壓入豎爐，導(dǎo)致豎爐壓差陡升后陡降，等同于一次坐料，危害比較大。（2）在6月24日氣化爐料線達(dá)到最低位，煤氣阻損小而易直接穿透料層，發(fā)生管道而冒尖，之后將料線恢復(fù)后冒尖現(xiàn)象和幅度均有減小。

2.2.5 鐵水硅含量高

歐冶爐開爐運(yùn)行至今，鐵水硅含量一直居高不下，半個(gè)月總計(jì)出鐵100個(gè)鐵次。從出鐵實(shí)績看（見圖2）。爐溫控制水平要高于羅涇開爐初期，溫度控制區(qū)間在1480～1520℃，除第一段氣化爐出現(xiàn)低料線和風(fēng)口灌渣休風(fēng)等因素導(dǎo)致爐溫低（第一個(gè)圈內(nèi)），第二段為了降硅嘗試將爐溫控制到1470℃以下（第二個(gè)圈），其余為了應(yīng)對設(shè)備異?；蚩赡苄蒿L(fēng)，而將爐溫控制在偏高的水準(zhǔn)。

由于全焦冶煉和豎爐金屬化率低等因素，導(dǎo)致鐵水硅含量一直居高不下，從開爐初期10%硅含量降到5%以內(nèi)共用了15個(gè)鐵次，之后氣化爐低料線導(dǎo)致一段時(shí)間低硅高硫。25日至7月2日出于穩(wěn)定期，但硅含量一直在5±1%波動(dòng)，直至7月3日首次將硅降到3%以內(nèi)。

圖2 開爐鐵水溫度和Si含量趨勢圖

對于降低鐵水硅含量，采用了多項(xiàng)措施∶

（1）煤線布料檔位外擴(kuò)。（2）為配合布料外移，降低鼓風(fēng)風(fēng)速與羅涇基本相當(dāng)。從鐵水硅反饋來看，穩(wěn)步下降，檔位外擴(kuò)有到一定作用，但決定因素很多，影響有多大，還需要在今后工作中搜集更多的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析。煤線布料指數(shù)趨勢見圖3。（3）提高發(fā)生煤氣量，讓豎爐接受更多的還原煤氣，同時(shí)氣化爐煤線加入燃料粉，提高還原煤氣質(zhì)量。

圖3 煤線布料指數(shù)趨勢圖

2.2.7 氣化爐低料線

因氣化爐開爐后04621/22/23/24/25五個(gè)放射性料位計(jì)，以及新增氣化爐頂雷達(dá)料位計(jì)均不能正常運(yùn)行，氣化爐一直虧料線未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。導(dǎo)致氣化爐風(fēng)口氧和加入碳不匹配，特別是氣化爐CO2低，直至24日中午發(fā)現(xiàn)，已較開爐時(shí)料線虧了6m，于是采取提高DRI和煤螺旋轉(zhuǎn)速來補(bǔ)料位，料線的迅速提高和生料入爐，引起氣化爐工況一系列的變化。

2.3 設(shè)備運(yùn)行情況

從八鋼歐冶爐開爐設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)總體比羅涇COREX要好，但也存在爐前設(shè)備運(yùn)維和作業(yè)不理想的問題。對工藝主線影響較大，多次故障引起大幅度減風(fēng)，甚至發(fā)生過一次緊急休風(fēng)。將是今后改進(jìn)的重點(diǎn)。

2.3.1 關(guān)于工藝主設(shè)備

（1）豎爐圍管進(jìn)口測溫?zé)犭娕?、部分熱旋風(fēng)熱電偶、頂煤氣流量計(jì)、圍管壓差（兩個(gè)壓力計(jì)）等均存在接錯(cuò)或計(jì)量不準(zhǔn)確現(xiàn)象；（2）大小錐前兩個(gè)調(diào)節(jié)閥靈敏度欠缺，定修時(shí)需調(diào)整；（3）7月3日11層液壓站PLC兩組穩(wěn)壓電源燒，液壓系統(tǒng)跳電全停，導(dǎo)致工廠休風(fēng)。

2.3.2 關(guān)于運(yùn)轉(zhuǎn)/煤氣作業(yè)區(qū)設(shè)備

（1）四閥組03閥存在限位反饋異常問題，經(jīng)常發(fā)生報(bào)警；（2）因現(xiàn)場信號接線松動(dòng)，導(dǎo)致冷煤氣壓縮機(jī)多次跳機(jī)；（3）上料系統(tǒng)稱量中間料斗體積不夠，影響上料能力。

2.3.3 關(guān)于公輔作業(yè)區(qū)設(shè)備

（1）6月20日因爐前鐵水滲漏造成底部冷卻壁水管部分漏水，導(dǎo)致緊急更換2根冷卻壁支管；

（2）6月22日因渣鐵未出盡，風(fēng)口涌渣導(dǎo)致緊急休風(fēng)，灌渣17個(gè)風(fēng)口。23日原本計(jì)劃定修全部更換，結(jié)果發(fā)現(xiàn)16個(gè)風(fēng)口捅開，僅更換1個(gè)風(fēng)口，其余處理后全部回裝；

（3）關(guān)鍵水系統(tǒng)過濾器排污閥關(guān)不到位，造成頻繁補(bǔ)水，對查漏帶來不利因素；

（4）塔體密閉系統(tǒng)HIC閥關(guān)不嚴(yán)，手動(dòng)閥失控（打不開）狀態(tài)，存在隱患。

2.3.4 爐前設(shè)備

（1）因安裝因素，爐前泥炮行程不夠，在開爐前緊急修改圖紙，加焊一段炮頭，目前使用來看正常；

（2）因爐前液壓設(shè)備油溫高，影響特殊作業(yè)情況下重疊開堵口；

（3）爐前開口機(jī)問題多，漏油導(dǎo)致開口機(jī)多次無法順利開口，冷卻水/氣介質(zhì)經(jīng)常堵塞，導(dǎo)致在開口末期鉆桿發(fā)紅軟化無法將鐵口打開。開口準(zhǔn)點(diǎn)率和成功率低導(dǎo)致主線減風(fēng)減壓，影響爐況順行；

（4）鉆桿末插銷端加工精度偏差較大，導(dǎo)致安裝或卸載困難，一定程度影響開口準(zhǔn)點(diǎn)率。

3 結(jié)語

八鋼歐冶爐在羅涇COREX爐基礎(chǔ)上經(jīng)過大量優(yōu)化、改進(jìn)和創(chuàng)新，開爐比較順利。

（1）歐冶爐實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)高質(zhì)低耗。開爐及運(yùn)行生產(chǎn)表明，歐冶爐可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)，110～120t/h熔煉率下爐熱基準(zhǔn)、爐熱調(diào)節(jié)手段明確。目前主要受限于鐵水硅含量居高不下，需要提高燃料粉比置換焦比，降低冷煤氣CO2含量，提高煤氣發(fā)生量。通過改善豎爐從根本上改善氣化爐冶煉。豎爐提高頂煤氣單耗，提高金屬化率，穩(wěn)定豎爐排料。杜絕懸料、坐料和崩滑料（處理發(fā)現(xiàn)及時(shí)，降低危害）現(xiàn)象的發(fā)生。

（2）因原燃料結(jié)構(gòu)的改變，風(fēng)口鼓風(fēng)動(dòng)能和布料檔位配合降硅需要進(jìn)一步摸索。

（3）爐前作業(yè)水平和設(shè)備運(yùn)維水平需進(jìn)一步提高，當(dāng)前開口準(zhǔn)點(diǎn)率和一次開口成功率不到30%，如能達(dá)到70%的水平，將有利于主工藝操作和爐況順行。

Production Practice of Blowing-in OY Furnace of Bayi Steel

TIAN Bao-shan，LI Wei-hao
（Ironmaking Branch,Bayi Iron&Steel Co.,Baosteel Group）

After a 4-year construction and production preparation period,the OY furnace of Bayi steel is put into production in Jun 4,2016，10∶16AM.It is the first application of grain steel,instead of DIR and also combining coke and crosstie so that it could blow in smoothly.It initiates a new drying-out and blow-in mode and puts the emphasis on the decreasing of silicon content of hot metal,the improvement of shaft furnace metallization ratio and ensuring the system could run steadily.The direction of later period is explicit further.

OY furnace；hearth drying；ignition；put into production

TF557

B

1672—4224（2015）04—0001—04

聯(lián)系人：田寶山，男，40歲，高級工程師，烏魯木齊（830022）寶鋼集團(tuán)八鋼公司煉鐵分公司第一煉鐵分廠

E-mail:tianbs@bygt.com.cn