高爐低成本料下的穩(wěn)產(chǎn)實(shí)踐

郝飛飛 夏萬順

(河鋼邯鋼公司)

高爐低成本料下的穩(wěn)產(chǎn)實(shí)踐

郝飛飛 夏萬順

(河鋼邯鋼公司)

邯鋼1#高爐通過嚴(yán)抓原燃料管理，優(yōu)化爐爐料結(jié)構(gòu)和上下部調(diào)劑，逐漸適應(yīng)了低成本料的冶煉，通過推行精細(xì)化管理和標(biāo)準(zhǔn)化操作，千方百計(jì)保高爐順行，達(dá)到了長期穩(wěn)產(chǎn)順行的目標(biāo)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

穩(wěn)定順行 低成本運(yùn)行 爐況調(diào)整

0 前言

近年來鋼鐵市場形勢的嚴(yán)峻，為尋求生存，鋼鐵企業(yè)積極開展降本增效活動，而鐵前系統(tǒng)的生產(chǎn)成本占整個(gè)鋼鐵企業(yè)成本的大部分，因此鐵前系統(tǒng)的挖潛增效成了鋼企的重點(diǎn)。為降低成本，邯鋼公司引進(jìn)了部分低成本原料。在配加了低成本原料后，高爐反應(yīng)劇烈，爐況順行受到影響，各項(xiàng)指標(biāo)退步較大。高爐通過狠抓原燃料管理，優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)，調(diào)整氣流分布，開展精細(xì)化管理，加強(qiáng)基礎(chǔ)工作，不斷摸索實(shí)踐，逐步形成了一套冶煉低成本料的生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)了高爐長期高產(chǎn)、穩(wěn)定、順行的良好局面。1#高爐2016年1～5月份主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)參數(shù)見表1。

表1 1#高爐2016年1～5月份主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)參數(shù)表

1 抓好原燃料管理，優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)

1.1 穩(wěn)定燒結(jié)礦質(zhì)量

受成本控制的影響，高爐需要配加20%以上的塊礦，燒結(jié)礦的配比最低達(dá)到過77%，如此低的熟料率給高爐冶煉帶來較多的負(fù)面影響，首先是還原性受到了較大的影響，塊礦的還原性能要比燒結(jié)礦低，較低的熟礦料率嚴(yán)重降低了高爐內(nèi)還原反應(yīng)的順利進(jìn)行，尤其是降低了低溫區(qū)的間接還原，惡化了高爐煤氣利用率，使高爐燃料比上升。塊礦易發(fā)生還原粉化現(xiàn)象，使得高爐上部透氣性較正常冶煉時(shí)大幅降低，另外塊礦的高溫冶煉性能相對燒結(jié)礦差，使得高爐下部透氣性惡化。綜上所述，礦塊比例的增加，使得高爐冶煉變得困難。為使高爐冶煉順利進(jìn)行，對燒結(jié)礦的冶金性能提出了較高的要求，以彌補(bǔ)增加塊礦帶來的負(fù)面影響。然而，燒結(jié)礦所用各種精粉也存在不同程度的劣質(zhì)化，對燒結(jié)礦的質(zhì)量有較大的負(fù)面影響。邯寶煉鐵廠經(jīng)過不斷的探索研究，通過嚴(yán)格把控?zé)Y(jié)礦原料質(zhì)量、合理配料，混勻料精細(xì)化管理、適當(dāng)提高并穩(wěn)定燒結(jié)礦堿度，適當(dāng)提高燒結(jié)礦鎂含量和嚴(yán)格控制鋁含量，加強(qiáng)燒結(jié)礦工藝控制，加強(qiáng)燒結(jié)設(shè)備管理盡量減少設(shè)備故障率等一系列措施，全面穩(wěn)定了燒結(jié)礦質(zhì)量，保證了高爐冶煉的順利進(jìn)行。

1.2 穩(wěn)定焦炭質(zhì)量

邯寶焦化廠干焦產(chǎn)量無法滿足煉鐵廠兩座高爐的生產(chǎn)需要，高爐被迫配加20%～25%的外購焦炭或自產(chǎn)濕焦。焦化生產(chǎn)不穩(wěn)定，致使焦炭配比變化頻繁，當(dāng)焦化廠生產(chǎn)檢修或事故檢修時(shí)高爐需要配加大量的外購焦或自產(chǎn)濕焦。外購焦炭和自產(chǎn)濕焦的性能指標(biāo)遠(yuǎn)低于自產(chǎn)干焦，性能較差的外焦或濕焦在爐內(nèi)下部溶蝕氣化嚴(yán)重，粒度迅速減小, 粉末比例增加，造成高爐料柱透氣性嚴(yán)重下降，爐況順行受到破壞，主要表現(xiàn)為壓差高，風(fēng)氧水平大幅降低，高爐中心氣流受阻變?nèi)酰吘墯饬髟鰪?qiáng)，爐腹以上各段爐墻溫度升高，渣皮頻繁脫落。

為此，高爐制定了多項(xiàng)措施來減輕焦炭變化對高爐順行造成影響。首先加強(qiáng)對焦化廠干焦庫存的跟蹤，根據(jù)庫存相應(yīng)調(diào)增焦炭配比，保證焦炭比例長期穩(wěn)定；當(dāng)焦化檢修或事故時(shí)，高爐第一時(shí)間退負(fù)荷到合適水平，確保高爐順行；增加質(zhì)量相對較好的外焦的采購比；制定嚴(yán)格的焦炭篩分的管理，延長焦炭篩分時(shí)間，減少篩面料層厚度，杜絕小粒度和粉料入爐；加強(qiáng)焦丁入爐管理，焦炭質(zhì)量變差時(shí)焦丁量會急劇升高，以往采取“以丁換焦”的方法來減少焦丁料位的壓力，這樣更加惡化了料柱的透氣性，現(xiàn)在要求焦炭變差時(shí)的焦丁量為正常生產(chǎn)時(shí)的80%，余下的外排處理[1]。

1.3 優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)

塊礦的價(jià)格相對較低，對于降低成本有較大的好處，但塊礦存在著還原性差，低溫還原粉化性高，高溫區(qū)膨脹碎裂嚴(yán)重等缺點(diǎn)，大量配吃對冶煉進(jìn)程存在較大的負(fù)面影響，同時(shí)塊礦是酸性礦，需要提高燒結(jié)礦的堿度來中和得到合適的爐渣堿度，但燒結(jié)礦的堿度不能一味的提高，否則失去了燒結(jié)礦最佳的冶煉性能區(qū)間，因此高爐結(jié)合多年的冶煉經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)把塊礦的配比調(diào)整到20%左右，燒結(jié)礦配比不低于78%時(shí)高爐噸鐵成本相對較低，爐況順行良好，穩(wěn)定性較強(qiáng)。

(1)原料篩分是阻擊原料粉末進(jìn)入高爐的最后一道屏障，為保證良好的篩分效果，在不影響備料的情況下，盡量降低篩面上料層的厚度，適當(dāng)調(diào)高振篩振幅，并根據(jù)備料要求制定了不同原料的篩分速度，最大限度的減少了入爐的粉末量(詳見表2)。生產(chǎn)中嚴(yán)格巡檢料倉原料質(zhì)量，對粒度達(dá)不到要求的原料立即進(jìn)行排倉處理，杜絕粉料進(jìn)入高爐。

表2 不同原燃料噸料振時(shí)要求(s/t)

(2)不同原料在高爐內(nèi)對氣流的影響不同，針對各種原燃料自然堆角和滾動特性，本著生礦，球團(tuán)和外購焦炭不能布在中心環(huán)位以防堵塞中心氣流的思路，制定了嚴(yán)格的礦石和焦炭排料順序。

(3)高爐抽調(diào)一名高爐工長，實(shí)行一班兩看料，負(fù)責(zé)對高爐外圍原料場各種料堆如外購焦、落地礦、生礦、各種精粉等的巡檢工作，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)通知高爐進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，防止質(zhì)量差的原料入爐而引起爐況波動[2]。

2 優(yōu)化操作制度保高爐順行

高爐冶煉低成本料后表現(xiàn)出了劇烈的反應(yīng)，主要表現(xiàn)為料柱透氣性嚴(yán)重下降，中心氣流較弱，邊緣氣流穩(wěn)定性差，高爐對外圍條件的變化反應(yīng)敏感，適應(yīng)性差。氣流的波動直接關(guān)系到高爐的順行，而高爐的順行與否直接關(guān)系到高爐的生產(chǎn)能力，因此要想保證高爐高產(chǎn)穩(wěn)定，必須調(diào)整好高爐氣流分布，使其具有較強(qiáng)的抗干擾能力。

2.1 上部料制調(diào)整

針對高爐配吃低成本原料后，所表現(xiàn)出的料柱透氣性嚴(yán)重下降，中心氣流較弱，邊緣氣流穩(wěn)定性差，高爐對外圍條件的變化反應(yīng)敏感，適應(yīng)性差的特點(diǎn)，上部調(diào)劑的思路主要是開放中心，同時(shí)兼顧適當(dāng)發(fā)展邊緣，在爐料突然變差的時(shí)候甚至?xí)m當(dāng)抑制邊緣來開放中心。高爐在2014年就開始探索開放中心流，保證順行的料制，將布料礦石不斷外移，同時(shí)不斷增加邊緣的負(fù)荷，將布料制度有C333223O3443模式逐步的調(diào)到了C333223O4432的模式，為進(jìn)一步開放中心氣流，增強(qiáng)焦炭平臺的穩(wěn)定性，調(diào)整上進(jìn)一步增加邊緣負(fù)荷，將焦炭內(nèi)移，同時(shí)將焦炭平鋪以形成穩(wěn)定的焦炭平臺，料制變?yōu)镃222223O4432，中心氣流的強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，但由于過分的開放中心，邊緣氣流受到了強(qiáng)烈的抑制。爐墻溫度持續(xù)走低，水溫差最低下降到1.0的低位水平，為了避免爐墻結(jié)厚，高爐采取減少礦批的策略來應(yīng)對，這樣既能適當(dāng)發(fā)展邊緣，又不會抑制中心氣流的強(qiáng)度，高爐常用礦批有92 t逐步減小到87 t，通過調(diào)整爐況穩(wěn)定性和適應(yīng)性明顯增強(qiáng)，高爐更加適應(yīng)現(xiàn)今的原料條件。料制逐漸成熟，在爐料條件發(fā)生較大的變化時(shí)高爐只須適當(dāng)調(diào)整負(fù)荷或料線就能保證高爐穩(wěn)產(chǎn)順行。近年來高爐上部參數(shù)調(diào)整變化見表3。

表3 高爐上部參數(shù)調(diào)整變化表

2.2 下部調(diào)劑

1．與化療聯(lián)合：越來越多的研究表明化療除了對腫瘤細(xì)胞的直接殺傷作用外，也可以增加腫瘤細(xì)胞的抗原性和免疫原性[26-27]，抑制負(fù)性免疫信號，正性調(diào)節(jié)殺傷腫瘤的免疫細(xì)胞，改變腫瘤免疫微環(huán)境，從而發(fā)揮免疫增強(qiáng)作用，這為化療和免疫治療的聯(lián)合應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。吉西他濱是治療胰腺癌的主要化療藥物之一，它無免疫抑制作用且能夠提高T細(xì)胞的活性。吉西他濱聯(lián)合多個(gè)免疫檢查點(diǎn)抑制劑的臨床研究正在開展。

由于缺乏對大高爐氣流分布的特點(diǎn)和原燃料條件變化頻繁的認(rèn)識，1#高爐的下部調(diào)整走了不少彎路，大致經(jīng)歷了三個(gè)階段。第一個(gè)階段是在2014年前，高爐對下部參數(shù)使用上存在一定的認(rèn)識性錯(cuò)誤，高爐通過不斷擴(kuò)大風(fēng)口面積，來追求邊緣氣流穩(wěn)定，通過加大風(fēng)量來實(shí)現(xiàn)中心氣流的開放，結(jié)果是隨著風(fēng)口面積的不斷擴(kuò)大，邊緣氣流強(qiáng)的難以控制，波動加劇，高爐順行得到破壞，風(fēng)量難以維持在高水平，造成高爐中心氣流不斷變?nèi)?，透氣性不斷變差。第二個(gè)階段是2014年后，高爐開始引入高爐爐腹煤氣指數(shù)的調(diào)劑模式，即在合理的風(fēng)口面積下，不過分追求大風(fēng)大氧，保證合理的爐腹煤氣量和合理料柱透氣性，穩(wěn)定高爐的順行。高爐不斷調(diào)小風(fēng)口面積，用以提高鼓風(fēng)動能和風(fēng)速，想得到強(qiáng)有力的中心氣流，隨之而來的是邊緣氣流受到了強(qiáng)烈的抑制，爐墻溫度不斷創(chuàng)造新低，也限制了高爐的風(fēng)氧量的增加，這樣造成了爐內(nèi)燃燒強(qiáng)度的降低，使高爐產(chǎn)量的增加受到了抑制。第三個(gè)階段，借鑒高爐前兩個(gè)階段的調(diào)整經(jīng)驗(yàn)，高爐又適當(dāng)?shù)脑黾恿孙L(fēng)口面積，同時(shí)增加了長風(fēng)口的個(gè)數(shù)來解決風(fēng)口面積變大后鼓風(fēng)動能降低的現(xiàn)象，在控制好合理的爐腹煤氣指數(shù)的前提下，逐步創(chuàng)造條件增加高爐富氧率來煉提高冶強(qiáng)度，經(jīng)過調(diào)整高爐的初始?xì)饬鞣植己芎玫倪m應(yīng)了低成本料的冶煉，高爐產(chǎn)能有了較大的提高，出現(xiàn)了期待的穩(wěn)產(chǎn)順行的局面。2012年至今高爐下部調(diào)劑變化趨勢如圖1所示。

圖1 2012年至今高爐下部調(diào)劑變化圖

3 精細(xì)化管理

上下部調(diào)劑保證了高爐氣流的穩(wěn)定，為高爐穩(wěn)產(chǎn)順行創(chuàng)造了條件，但是上下部調(diào)劑的成果需要高爐日常的精心操作來維護(hù)，因此必須加強(qiáng)高爐生產(chǎn)管理，避免出現(xiàn)風(fēng)氧量的大幅波動，減少高爐設(shè)備故障造成的慢風(fēng)甚至緊急休風(fēng)。

3.1 加強(qiáng)爐缸熱量的管理

爐缸熱狀態(tài)的好壞關(guān)乎高爐的順行與否，因此要千方百計(jì)保證爐缸熱量。高爐爐溫管理上采取趨勢化管理，做到早發(fā)現(xiàn)早調(diào)劑，嚴(yán)禁低爐溫操作，為此高爐制定嚴(yán)格的熱量制度，要求鐵水物理熱必須≥1 510 ℃，當(dāng)鐵水物理熱連續(xù)低于該溫度兩個(gè)鐵次時(shí)必須果斷采取提爐溫的措施。在操作上對操作參數(shù)風(fēng)溫，噴煤量，人工加濕，以及入爐原料的水分值設(shè)定全部量化管理，杜絕人為因素造成爐溫的大幅波動。

3.2 加強(qiáng)出鐵管理

渣鐵的排出能給高爐爐料下降提供約15%的空間，能有效降低高爐下部壓降梯度，防止液泛的產(chǎn)生，利于高爐冶煉的順利進(jìn)行。高爐要求鐵口操作要加強(qiáng)鐵口深度的控制，要求>3 500 mm，控制好泥量，形成合適的鐵口泥包和鐵口深度，加強(qiáng)炮泥質(zhì)量管理保證一定的出鐵時(shí)間，要求>120 min，當(dāng)出鐵量低于理論計(jì)算量時(shí)采取負(fù)間隔出鐵，即兩個(gè)鐵口同時(shí)出鐵一段時(shí)間，以減少渣鐵滯留率；加強(qiáng)鐵口泥套的維護(hù)，減少鐵口冒泥，保證正常的出鐵秩序。

3.3 加強(qiáng)設(shè)備點(diǎn)檢

高爐設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)也直接影響高爐爐況的順行，高爐制定了嚴(yán)格的“操檢合一”的制度，要求每名崗位工人必須對本工藝流程內(nèi)的設(shè)備了如指掌，不僅會操作還要詳細(xì)了解設(shè)備特征，在每天都要對工藝流程內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行定期點(diǎn)檢，及時(shí)掌握高爐設(shè)備的運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患溫，及時(shí)解決問題，避免設(shè)備帶病作業(yè)，為高爐生產(chǎn)創(chuàng)造良好的條件。

3.4 標(biāo)準(zhǔn)化管理

高爐操作對高爐爐況的順行也有較大的影響，因此高爐上制定了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化操作制度，要求每個(gè)崗位必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行操作，杜絕個(gè)人的失誤對爐況造成負(fù)面的影響，另外高爐還制定多項(xiàng)精細(xì)化管理措施，如要求操作人員加強(qiáng)交接班制度，班內(nèi)操作實(shí)行三方確認(rèn)制度，爐內(nèi)變料后要進(jìn)行三方核對，每項(xiàng)工作必須落實(shí)區(qū)域責(zé)任制，加強(qiáng)日常工作板報(bào)的記錄等一系列措施，盡量避免操作上的失誤。

4 結(jié)語

通過不斷摸索低成本原料的冶煉特點(diǎn)并采取有針對性的措施，高爐順行得到了保證，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定高產(chǎn)的生產(chǎn)局面，取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益。

(1) 通過加強(qiáng)原料管理，穩(wěn)定原燃料性能，嚴(yán)格控制粉末入爐量，給高爐穩(wěn)定順行的提供了基礎(chǔ)；

(2) 針對低成本原料的冶煉特點(diǎn)，不斷優(yōu)化上下部調(diào)劑，控制合理的爐腹煤氣量，保證高爐氣流的穩(wěn)定性，是高爐穩(wěn)產(chǎn)順行的關(guān)鍵；

(3) 加強(qiáng)生產(chǎn)控制管理，減少爐況波動，盡量保持高爐全風(fēng)全氧操作，才能保證高爐穩(wěn)產(chǎn)順行。

[1] 劉志朝，盧建光.邯寶公司3 200 m3高爐低燃料比冶煉下的長期穩(wěn)定順行實(shí)踐[M].河北省煉鐵技術(shù)暨學(xué)術(shù)年會論文集,2012，9：110-117

[2] 史佳佳，夏萬順. 邯鋼西區(qū)1號高爐低成本生產(chǎn)實(shí)踐[J].河南冶金,2015,23(6)：47-50

STABLE BLAST FURNACE PRACTICE UNDER A LOW-COST MATERIAL

Hao Feifei Xia Wanshun

(Handan Steel of HBIS Group)

Through the strict management of raw materials, optimization of furnace burden structure and upper and lower adjusting, Handan Steel No. 1 blast furnace gradually adapt to the low cost material smelting. The implementation of fine management and standardized operation were carried out to ensure the smooth operation of BF, long-term stable direct target was achieved and the better economic efficiency was obtained.

steady state low cost operation furnace condition adjustment

飛，助理工程師，河北.邯鄲(056003)，河鋼邯鋼西區(qū)煉鐵廠;

2016—7—12