寧鋼2號高爐爐身上部黏結處理

尹憲偉， 李曉慧

（寧波鋼鐵有限公司， 浙江 寧波 315800）

寧鋼2號高爐爐身上部黏結處理

尹憲偉， 李曉慧

（寧波鋼鐵有限公司， 浙江 寧波 315800）

針對寧鋼2號高爐由于入爐鋅負荷控制不當、邊緣氣流控制不合理、入爐粉末控制不到位等原因造成爐身上部黏結的現(xiàn)象，通過采取一系列措施，包括降料線處理上部黏結，控制入爐鋅負荷、采取合理的上部裝料制度、減少入爐粉末、優(yōu)化冷卻制度等，可有效控制爐身上部黏結情況，節(jié)約成本。

高爐 鋅負荷 上部調(diào)整 入爐粉末

1 爐身黏結情況

2012年2號高爐一直被周期性爐身上部黏結的問題所困擾，雖然后期通過技術上的摸索和進步，弱化了爐身黏結給生產(chǎn)帶來的影響，但是并沒有從根本上有效控制爐身上部黏結的發(fā)生。2012在3月、7月、11月份共進行三次黏結的集中處理，相比較而言，3月份的黏結對生產(chǎn)影響最大，也是黏結最嚴重的一次；而7月份、11月份分別是利用定修契機和燒結低槽位機進行的預防性處理，對生產(chǎn)影響不大。圖1為2012年3月份2號高爐黏結情況。

圖1 高爐黏結圖

2 主要原因分析

2.1 入爐鋅負荷控制不當

入爐鋅負荷控制不當，是導致爐身上部發(fā)生黏結的根本原因。鋅單質的熔點為419℃，沸點907℃，鋅在爐料中多以多分子化合物以及鹽類形式存在。含鋅化合物在大于1 000℃的高溫區(qū)被CO還原為氣態(tài)鋅，鋅蒸汽隨煤氣上升，到達溫度較低的區(qū)域時冷凝而再氧化。再氧化形成的氧化鋅細顆粒一部分附著于上升煤氣的粉塵中被帶出爐外；一部分在特定的爐況條件下，不規(guī)則地附著在爐墻上，形成最初的瘤根，隨著時間的推移而逐步增大；其余部分隨著下降的爐料再次進入高溫區(qū)，周而復始，形成了鋅在高爐內(nèi)的富集現(xiàn)象，據(jù)相關實驗研究，高爐內(nèi)部鋅的循環(huán)富集量較入爐鋅量大一個數(shù)量級，一般為10～30倍。由于鋅對高爐穩(wěn)定生產(chǎn)有較大潛在的危害，因此國內(nèi)外的鋼鐵企業(yè)對入爐鋅負荷的控制都十分嚴格，具體見表1。

表1 國外企業(yè)對入爐鋅負荷控制標準

2011年9月開始，為應對鋼鐵市場嚴峻形勢，寧鋼大力開展固廢利用項目，壓縮制造成本。為克服煉鋼OG泥產(chǎn)耗不平衡問題，在燒結混勻造堆中進行了連續(xù)大比例配用，最高單月使用量達到了9 300 t。2012年初2號高爐入爐鋅負荷嚴重超標，最高達到了700 g/t以上（見圖下頁2）；同時由于當時對高爐平臺漏斗布料模式掌控不到位，造成高爐CCT溫度長期處于較低水平，且波動較大（見圖下頁3），對高爐排鋅十分不利，造成高爐內(nèi)部鋅富集嚴重，使爐身上部出現(xiàn)不均勻黏結現(xiàn)象；爐身14段、12段壁體溫度降幅明顯，極差加劇，造成周向氣流分布不均勻，爐況順行變差，塌滑料頻繁，煤氣利用低，燃料消耗居高不下。

圖2 2012年2號高爐14段壁體溫度與入爐鋅負荷推移圖

圖3 2012年2號高爐14段壁體溫度與CCT推移圖

2.2 邊緣氣流控制不合理

邊緣氣流控制不合理是導致爐身上部黏結加劇的直接原因。由于入爐鋅負荷不受控，爐身上部出現(xiàn)不均勻黏結，操作爐型不規(guī)則，邊緣氣流均勻性變差，十字測溫的邊緣溫度由原100℃左右升高至200～300℃（具體見圖4）；雖然在操作調(diào)整上也采取了一些抑制邊緣的措施，但從整體效果來看邊緣氣流并沒有得到有效控制，而此時邊緣氣流不受控主要還是由于爐身上部不均勻黏結造成的，邊緣氣流的不受控必然又進一步造成黏結的加劇。2012年2號高爐整體煤氣利用偏低，且經(jīng)常性伴隨風口的破損，也可以從另一個側面反應出邊緣氣流控制是不到位的，存在邊緣小管道。從圖5可以看出，2號高爐爐體熱負荷是隨著十字測溫邊緣溫度的升高而逐步降低的，因此目前操作調(diào)劑的主導思想在嚴格控制入爐鋅負荷的同時，采取略微壓制邊緣的布料模式，確保邊緣溫度在合適范圍內(nèi)。根據(jù)前期的經(jīng)驗，2號高爐煤比在170～180 kg/t時，邊緣溫度控制在180℃以內(nèi)較為合適。

圖4 2011年-2012年2號高爐邊緣溫度推移圖

圖5 邊緣溫度與熱負荷散點圖

2.3 入爐含粉控制不到位

入爐含粉控制不到位，是導致爐身上部黏結加劇的另一原因。入爐含粉增加后不但直接影響到高爐的透氣性，造成中心吹不透，邊緣氣流易發(fā)展；同時由于爐料粉末粒度小、軟熔溫度低，在爐身上部便形成Fe0初渣與其他物料的混合物，黏結在爐墻上形成瘤根，且隨著其他條件的變化和時間的推移體積不斷增大。從圖6中也可以看出，2號高爐14段壁體溫度的變化與入爐含粉有一定的相關性。

圖6 2012年2號高爐14段壁體溫度與燒結入爐含粉推移圖

3 應對措施和效果

3.1 加強入爐鋅負荷管控

針對寧鋼入爐鋅負荷不受控且長期偏高的問題，煉鐵廠專門成立了入爐原燃料管理小組，查找原因，制定控制標準，并采用工序倒推的方式確定混勻造堆中的配加量；同時實行高低鋅物料的分堆管理，并對高爐鋅元素的收支平衡進行跟蹤計算，確保了入爐鋅負荷整體受控。為了進一步降低對高爐的影響，目前入爐鋅負荷的控制標準由原500 g/t降至400 g/t，見圖7。2號高爐鋅負荷收支平衡圖見下頁圖8。

圖7 2012年2號高爐入爐鋅負荷與控制

3.2 通過上部制度調(diào)整，控制合適的邊緣氣流

隨著前期經(jīng)驗的積累，目前寧鋼高爐操作人員已經(jīng)意識到邊緣氣流控制的重要性，特別是隨著煤比和富氧能力的逐步提高，控制合適的邊緣氣流顯得尤為重要。2012年11月份以來，在保證布料平臺穩(wěn)定的同時，上部料制的調(diào)整傾向于加重邊緣礦焦比，拉寬平臺的方式，在保證兩道氣流受控的同時，煤氣利用有了顯著提高，為降低消耗創(chuàng)造條件，2011年11月以來CCT與邊緣溫度推移圖見圖8。

圖8 2011年11月以來CCT與邊緣溫度推移圖

3.3 加強槽下篩分控制，減少入爐含粉

一方面，通過加強過程槽位控制，減少供料流程中的粒度破損；另一方面，嚴格控制不同品種物料的T/H值，同時推進槽下篩網(wǎng)和篩板的標準化管理，強化工長和操作人員對槽下篩分情況的監(jiān)督檢查力度。2012年2號高爐燒結入爐含粉推移圖見圖9。

3.4 強化工長操業(yè)，穩(wěn)定爐溫控制

保持爐溫的穩(wěn)定性，以最低爐溫標準管理，以[Si]為主，w[Si]=0.3%～0.4%，禁止出現(xiàn)0.25%以下。PT為輔：1 510～1 520℃，下限不低于1 490℃。2012年2號高爐14段壁體溫度與鐵水物理熱推移圖見圖10。

圖9 2012年2號高爐燒結入爐含粉推移圖

圖10 2012年2號高爐鐵水物理熱推移圖

3.5 優(yōu)化冷卻參數(shù)，防止過度冷卻

寧鋼由于所處的地理位置特殊，年度氣溫差異較大，因此冷卻參數(shù)的選擇要根據(jù)季節(jié)的變化進行適當?shù)恼{(diào)整（見圖11）；特別是爐墻出現(xiàn)黏結跡象時，及時通過冷卻制度進行輔助調(diào)整，可以取得一定的效果。但同時要認識到，處理爐墻黏結時調(diào)整冷卻制度并不能作為主要的手段，只能配合其他措施進行輔助微調(diào)，保持穩(wěn)定冷卻制度對于高爐長壽工作還是必要的，但也要防止過度冷卻。

圖11 2012年2號高爐冷卻制度調(diào)整

3.6 降料線處理上部黏結

通過將料線降到一定范圍，將爐身上部區(qū)域的黏結物露出料層表面，利用“熱脹冷縮”的原理以及低料線時爐料的沖擊作用，使爐墻黏結物脫落。目前該方法在寧鋼兩座高爐經(jīng)過多次嘗試和操作上不斷優(yōu)化，對處理上部黏結效果還是比較明顯的，但對黏結物根部處于較低位置的情況，通過降料線方法只能做到一段時間內(nèi)的緩解，并不能從根本上消除黏結物。2012年11月19日2號高爐降料線前后高爐順行變化圖見圖12。

圖12 2012年11月19日2號高爐降料線前后高爐順行變化

4 結論

1）高爐發(fā)生爐墻黏結情況，往往并不是單一因素引起的，而是多個問題累加的結果。這就需要我們通過查找分析，發(fā)現(xiàn)問題根源，并逐個加以控制，才是解決問題的根本。

2）對于寧鋼2號高爐來說，引起爐墻黏結的根本原因就是鋅負荷偏高，而且短期內(nèi)波動較大，雖然目前控制標準降低至400 g/t，但相比于行業(yè)內(nèi)高指標下的同類型高爐，400 g/t仍然是偏高的。

3）在入爐鋅負荷偏高，原燃料波動較大的情況下，對于高爐邊緣氣流的控制顯得尤為重要，從2號高爐170～180 kg/t煤比情況下，邊緣溫度不宜長時間超過180℃。

4）冷卻制度的調(diào)整可以作為爐墻黏結處理的輔助手段，配合其他措施進行微調(diào)，同時針對高爐長壽考慮，維持穩(wěn)定的冷卻制度是十分必要的。

5）控制爐溫穩(wěn)定、降低入爐含粉要做為操業(yè)標準化內(nèi)容，常抓不懈。

6）通過降料線方法處理爐身上部黏結，對于寧鋼2座高爐還是有一定效果，但是不能從根本上改變高爐周期性黏結的問題。

（編輯：王瑾）

Bonding Treatment for No.2 Blast Furnace Upper Shaft in Ningbosteel

Yin Xianwei,Li Xiaohui
（Ningbo Iron&Steel Co.,Ltd.,Ningbo Zhejiang 315800）

Due to improper control of zinc load,unreasonable control of edge gas flow and powder into the furnace,there is upper shaft bonding phenomenon in Nanbosteel No.2 blast furnace.By taking a series of measures,including upper bonding treatment of dropping stockline,control of zinc load,reasonable upper charging system,reducing powder,optimization of cooling system etc.,the upper shaft bonding can be effectively controlled,and the cost is saved.

blast furnace,zinc load,upper adjustment,furnace powder

TF549

A

1672-1152（2017）04-0099-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.04.37

2017-06-03

尹憲偉（1981—），男，本科，畢業(yè)于北京科技大學，工程師，現(xiàn)從事高爐煉鐵技術工作。