太鋼三號(hào)高爐穩(wěn)定熱負(fù)荷操作實(shí)踐

喬　石，張　軍

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司煉鐵廠， 山西　太原　030000）

太鋼三號(hào)高爐穩(wěn)定熱負(fù)荷操作實(shí)踐

喬石，張軍

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司煉鐵廠， 山西太原030000）

基于3號(hào)高爐出現(xiàn)滑尺、崩料、煤氣利用率低等現(xiàn)象，采取優(yōu)化送風(fēng)制度、裝料制度、熱制度、冷卻制度、造渣制度、冷卻制度五大操作制度，維護(hù)操作爐型，調(diào)整操作參數(shù)等措施，穩(wěn)定太鋼3號(hào)高爐熱負(fù)荷。實(shí)踐得出，通過(guò)過(guò)對(duì)爐內(nèi)操作制度和爐外影響因素的調(diào)整，增加了送風(fēng)風(fēng)量，擴(kuò)大了風(fēng)口面積，穩(wěn)定了3號(hào)高爐熱負(fù)荷。

高爐熱負(fù)荷操作

太鋼1 800 m3高爐于2007年7月31日投產(chǎn)，冷卻壁采用了鑄鐵冷卻壁和銅冷卻壁相結(jié)合的方法，是中國(guó)第一座應(yīng)用了由中國(guó)自行研發(fā)、制造的銅冷卻壁的高爐。高爐冷卻方式采用一體化的高爐軟水密閉循環(huán)冷卻技術(shù)和薄爐襯技術(shù)，其中設(shè)有2個(gè)鐵口，26個(gè)風(fēng)口，采用軟水閉路循環(huán)和薄壁爐襯的長(zhǎng)壽爐體，爐腰爐腹部位采用四段銅冷卻壁，水冷氣密箱的并罐式無(wú)鐘爐頂，兩套輪法沖渣系統(tǒng)，干式除塵系統(tǒng)等技術(shù)，設(shè)計(jì)一代爐齡為15年。

自投產(chǎn)以來(lái)，1 800 m3高爐各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均列國(guó)內(nèi)同類型高爐前列。近兩年由于鋼鐵形勢(shì)不好，三號(hào)高爐最低限產(chǎn)至3 000 t。2016年年初，三號(hào)高爐生產(chǎn)中出現(xiàn)了滑尺、崩料、風(fēng)氧量與下料不匹配、煤氣利用率低、熱負(fù)荷波動(dòng)等現(xiàn)象。通過(guò)調(diào)整裝料制度、送風(fēng)制度、熱制度、造渣制度、冷卻制度改善操作環(huán)節(jié)。外圍通過(guò)加強(qiáng)原燃料的管理，加強(qiáng)爐前出渣出鐵管理，穩(wěn)定了煤氣流，穩(wěn)定了熱負(fù)荷。開(kāi)爐九年以來(lái)，太鋼三號(hào)高爐的冷卻壁未受到一絲損壞，熱負(fù)荷長(zhǎng)期穩(wěn)定在70 000～90 000 MJ/h。

2016年1、2月份，太鋼三號(hào)高爐由于初始?xì)饬鞯牟缓侠?，操作熱?fù)荷控制難度大，高爐穩(wěn)定性一般，熱負(fù)荷波動(dòng)幅度較大（如圖1所示）。在這種條件下，三號(hào)高爐的技術(shù)人員通過(guò)對(duì)低產(chǎn)情況下?tīng)t況特點(diǎn)的深入分析，透過(guò)對(duì)爐內(nèi)操作制度和爐外影響因素的調(diào)整，穩(wěn)定了煤氣流熱負(fù)荷。穩(wěn)定后的熱負(fù)荷情況如圖2所示。

圖2　2016年3—5月太鋼1 800 m3高爐熱負(fù)荷情況（五月份檢修）

1　爐內(nèi)操作

1.1送風(fēng)制度

1）提高風(fēng)量，保持充足中心通路，減少邊緣氣流。前兩個(gè)月，高爐長(zhǎng)時(shí)間處在低冶煉強(qiáng)度的狀態(tài)下，爐腹煤氣指數(shù)大大偏離正常水平，爐缸活躍性差。當(dāng)時(shí)產(chǎn)量3 200 t，風(fēng)量2 320 m3/min，富氧量6 500 m3/h。進(jìn)入3月份，采取逐漸加風(fēng)的措施，穩(wěn)定性好轉(zhuǎn)。產(chǎn)量提高至3 500 t/d，熱負(fù)荷也逐漸穩(wěn)定，保持在6.5 MJ/h左右，風(fēng)量2 540 m3/min，風(fēng)壓270 kPa，風(fēng)溫1 250℃，富氧量7 500 m3/h，鼓風(fēng)動(dòng)能8 300 kg·m/s，風(fēng)速270 m/s。進(jìn)入4月份，應(yīng)廠里要求，產(chǎn)量由日產(chǎn)3 500 t提高至4 000 t。熱負(fù)荷穩(wěn)定在7 MJ/h左右。這次對(duì)風(fēng)量進(jìn)行多次微調(diào)，以每日30 m3/min的幅度逐漸增加風(fēng)量，同時(shí)頂壓配合調(diào)整。5月份又對(duì)風(fēng)口面積進(jìn)行了調(diào)整，風(fēng)口面積從0.238 9 m2增加至0.243 8 m2（Φ105 mm×6+Φ110 mm×19+Φ120 mm×1），為進(jìn)一步加風(fēng)創(chuàng)造條件。通過(guò)一段時(shí)間的調(diào)整，各參數(shù)逐漸穩(wěn)定，其中風(fēng)量2600m3/min，風(fēng)壓280kPa，風(fēng)溫1245℃，富氧量10 500m3/h，爐況順行程度明顯好轉(zhuǎn)。

2）繼續(xù)保持高煤比運(yùn)行。煤比維持在185～190 kg/t，濕度保持全關(guān)狀態(tài)，理論燃燒溫度可以達(dá)到2 230℃左右，煤粉充分燃燒。其相應(yīng)鼓風(fēng)動(dòng)能9 000 kg·m/s，風(fēng)速285 m/s左右。4月11日休風(fēng)處理了大量的噴槍，全風(fēng)口噴煤，使煤氣流圓周氣流分布更趨合理，爐缸工作狀態(tài)均勻活躍，熱量充沛、穩(wěn)定。這樣，在下部送風(fēng)參數(shù)調(diào)整到位的基礎(chǔ)上，高爐下部初始?xì)饬鞣植季鶆蚝侠?，為高爐煤氣流的二次分配打下了良好的基礎(chǔ)，也為熱負(fù)荷的穩(wěn)定創(chuàng)造了很好的條件。

1.2裝料制度

1）在低冶煉強(qiáng)度條件下（≤3 500 t/d）的調(diào)整。三號(hào)高爐1—3月礦石批重減到39 t。理論認(rèn)為，每一座高爐都有合適的礦石批重，過(guò)大過(guò)小都會(huì)對(duì)氣流分布造成影響。隨著批重的減少，礦石布不到中心，邊緣加重，爐況順行程度一般，易引起操作爐型的變化，渣皮頻繁波動(dòng)，從而導(dǎo)致熱負(fù)荷不斷波動(dòng)。目前，三號(hào)高爐爐襯被侵蝕，全靠渣皮工作。所以要想穩(wěn)定熱負(fù)荷，必須穩(wěn)定渣皮。

分析認(rèn)為，2016年1月、2月三號(hào)高爐冶煉強(qiáng)度較低，進(jìn)入氣流調(diào)整的敏感區(qū)，布料角度和圈數(shù)一旦調(diào)整不合理，就可能導(dǎo)致中心和邊緣分布不合理，造成渣皮不穩(wěn)定。為此，進(jìn)入3月份以來(lái)，在料制的調(diào)整上，減小慣有調(diào)整的幅度，角度調(diào)整幅度由原來(lái)的0.5°改變?yōu)?.2°或0.3°，同時(shí)觀察調(diào)整后的爐況反應(yīng)是否朝著預(yù)想的方向發(fā)展，如果調(diào)整后氣流趨于穩(wěn)定，煤氣利用率逐步提高，說(shuō)明調(diào)整的方向是正確的。最終，通過(guò)這種方法，在下部氣流穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，達(dá)到了上部氣流的穩(wěn)定，從而穩(wěn)定了渣皮，穩(wěn)定了熱負(fù)荷。

2）4月份增產(chǎn)后（4 000 t/d）的調(diào)整。礦批增到46 t，冶煉強(qiáng)度增加，下部增加了風(fēng)量。由于礦批增加本身有抑制中心氣流的作用，而下部增加風(fēng)量具有發(fā)展中心的作用，于是在操作上對(duì)布料矩陣采取暫時(shí)不調(diào)的辦法觀察調(diào)整后的結(jié)果。事實(shí)證明，3月份的料制具有極強(qiáng)的適應(yīng)性，風(fēng)量和礦批增加后，布料矩陣保持不變。具體料制如下：布料矩陣，焦、礦料線都是1.3 m。

1.3熱制度

1）穩(wěn)定爐溫。爐溫的高低反映了軟熔帶根部位置。軟熔帶根部位置高，爐況相對(duì)穩(wěn)定。軟熔帶根部位置低，或者下移至風(fēng)口回旋區(qū)附近，來(lái)不及熔融的生料進(jìn)入爐缸，風(fēng)口出現(xiàn)升降，造成煤氣流紊亂，帶來(lái)熱負(fù)荷的不穩(wěn)定。圖3中，3月份三號(hào)高爐將生鐵中w［Si］控制在0.35%～0.55%的范圍，鐵水測(cè)溫控制在大于1 465℃。4月份出現(xiàn)了多爐爐溫低于0.4%的情況。為了防止?fàn)t涼事故的發(fā)生，要求爐溫的控制以不低于1 450℃為準(zhǔn)，鐵水硅含量（質(zhì)量含量）的下限定在0.38%為基準(zhǔn)，把握住這兩條是紅線，低了要及時(shí)調(diào)整，保證長(zhǎng)爐溫周期的穩(wěn)定。當(dāng)原燃料質(zhì)量出現(xiàn)明顯的波動(dòng)、雨季水分上升和爐況惡化等情況，要及時(shí)提高入爐焦比，減少波動(dòng)所帶來(lái)的影響，以此保證爐溫的穩(wěn)定，最終達(dá)到熱負(fù)荷的穩(wěn)定（圖4）。

圖3　2016年1—2月硅含量情況

圖4　2016年3—5月硅含量情況

1.4造渣制度

在爐溫穩(wěn)定情況下，控制堿度為1.24±0.03。控制較高入爐堿度，有助于穩(wěn)定熱負(fù)荷。軟熔帶下移，會(huì)使高爐的塊狀帶增加，這樣可以改善高爐的整體透氣性。

1.5冷卻制度

在日常生產(chǎn)中，高爐冷卻系統(tǒng)需要有一個(gè)合理的控制范圍。隨著爐役的延長(zhǎng)，高爐磚襯被侵蝕，從而脫落。高爐氣流沖擊最嚴(yán)重的部位6—9段使用銅冷卻壁，冷卻強(qiáng)度大，能在15 min內(nèi)完成渣皮的重建，能有效形成渣皮，穩(wěn)定熱負(fù)荷。一般情況下軟Ⅰ總水量流量夏季大于4 650 t/h，冬季小于4 450 t/h，支管水速大于2.6 m/s。

2　爐外操作

2.1穩(wěn)定原燃料質(zhì)量

1）穩(wěn)定焦炭質(zhì)量。焦炭在爐內(nèi)承擔(dān)骨架作用，其熱態(tài)強(qiáng)度對(duì)料柱透氣性和透液性起著至關(guān)重要的作用。粒級(jí)不均，塊狀帶不穩(wěn)定，渣皮脫落后，軟熔帶變化，可能造成氣流波動(dòng)，從而造成熱負(fù)荷波動(dòng)。

2）燒結(jié)礦冶金性能要穩(wěn)定，減少入爐粉末，盡量使用單一品種的燒結(jié)，因?yàn)椴煌贩N燒結(jié)礦熔化性溫度不同，會(huì)造成渣帶和軟熔帶波動(dòng)。

2.2加強(qiáng)爐前排放

鐵口深度保持在2 800～3 000 mm。來(lái)渣時(shí)間小于30 min，出渣率不小于75%。爐前出臺(tái)了考核制度，要求15 min之內(nèi)打開(kāi)鐵口，全天出鐵爐數(shù)保持在12爐的水平，排放好轉(zhuǎn)后，憋風(fēng)現(xiàn)象消除，下料穩(wěn)定，熱負(fù)荷穩(wěn)定。

3　結(jié)論

1）送風(fēng)風(fēng)量增加，風(fēng)口面積增加，產(chǎn)量增加，保持鼓風(fēng)動(dòng)能9 000 kg·m/s，風(fēng)速285 m/s左右，可以使高爐下部初始?xì)饬鞣植几泳鶆蚝侠恚?/p>

2）中心加焦的裝料制度是穩(wěn)定熱負(fù)荷的關(guān)鍵。保證鐵水測(cè)溫被控制在大于1 465℃，w［Si］被控制在0.35%～0.55%的范圍，堿度被控制在1.24±0.03，穩(wěn)定原燃料質(zhì)量是穩(wěn)定熱負(fù)荷的重要措施。

[1]周傳典.高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊(cè)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2005.

（編輯：趙婧）

Practice on Furnace Body Heat Load of TISCO No.3 Blast Furnace

QIAO Shi，ZHANG Jun
（Ironmaking Plant of Taigang Stainless Steel Co.，Ltd.，Taiyuan Shanxi 030000）

Based on the phenomena of sliding rule，collapse and low utilization of coal gas，five operation systems including air supply system，charging system，thermal system，cooling system，slag system，cooling system，the maintenance operation of furnace type and adjusting the operating parameters are optimized to stabilize heat load. Practice shows that the the heat load of No.3 blast furnace is stabilized by adjusting system inside and outside factors and increasing the supply air volume as well as enlarging the tuyere area.

furnace body，heat load，operation

TF54

A

1672-1152（2016）04-0100-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.04.34

2016-07-11

喬石（1987—），男，助理工程師，現(xiàn)就職于山西太鋼不銹鋼股份有限公司煉鐵廠。