馬鋼2號高爐爐況處理實踐

尤 石，曹 海，陶 華，趙淑文

(馬鋼股份公司煉鐵總廠 安徽馬鞍山 243002)

馬鋼22 500 m3高爐2018年1月下旬受雨雪冰凍天氣的影響，臨渙定制焦運輸受阻，庫存不斷下降至預(yù)警狀態(tài)，高爐逐步控氧至5 000 m3/h，負荷退至4.40，產(chǎn)能由6 300 t/d下滑至5 800 t/d。

2月初隨著臨渙定制焦庫存的緩解，高爐開始逐步強化，氧量恢復(fù)至11 000 m3/h，產(chǎn)能上升至6 000 t/d以上；中旬臨渙定制焦炭質(zhì)量下滑，灰分和硫頻繁超標，隨后爐況急劇下滑，高爐不易接受風(fēng)量，風(fēng)量萎縮至4 200 m3/min，負荷退守至4.20，維持氧量8 000 m3/h，高爐產(chǎn)能在5 500 t/d-5 700 t/d。

1 爐況波動原因

下部制度不合理。自去年10月10日開爐以來，高爐一味追求產(chǎn)能，高富氧，氧量最高時達到13 000 m3/h，風(fēng)量一直維持4 600 m3/min左右，鼓風(fēng)動能偏低(見圖1)，導(dǎo)致爐缸中心死料柱肥大，致使爐缸中心透氣性、透液性變差。進入2018年1月，爐缸狀況下滑較為明顯，體現(xiàn)在爐缸脫硫能力下降，1-2月有4次硫出格。

圖1 高爐氧量及動能情況

上部制度不合理。開爐后高爐一直采用礦焦大角度壓制邊緣的布料模式，頂溫時常存在拉升現(xiàn)象。10月31日檢修后勘察料面，料面平臺窄，只有0.8 m左右，嘗試將布料角度整體向中心推移，爐況穩(wěn)定性變差，加減風(fēng)較為頻繁，產(chǎn)能下滑，隨后布料制度上進行回調(diào)；12月21日檢修再次勘察料面，料面幾乎沒有平臺，后續(xù)布料制度又做了大量嘗試，都以失敗而告竣(見圖2)。

圖2 礦焦質(zhì)心角和角差的變化情況

高爐限產(chǎn)。2018年1月下旬，爐況出現(xiàn)下滑，氣流穩(wěn)定性差，退負荷至4.56，26日因臨渙定制焦庫存預(yù)警，開始逐步限氧至5 000 m3/min，高爐同時退負荷至4.40。期間，高爐嘗試使用大風(fēng)量維持下部送風(fēng)參數(shù)在合理范圍，但效果不理想，爐內(nèi)表現(xiàn)風(fēng)壓波動大，偏尺滑料較為明顯。

臨渙定制焦質(zhì)量劣化。 2018年1月份下旬開始，臨渙定制炭質(zhì)量明顯劣化，焦炭灰分、硫分出現(xiàn)明顯升高，連續(xù)出現(xiàn)不合格批次。1月24日灰分超標，2月16-24日灰分持續(xù)超標(見圖3)；1月29日-2月3日硫持續(xù)超標，2月21日-3月8日硫頻繁超標(見圖4)，隨后2月下旬爐況下滑，風(fēng)量逐步萎縮至4 200-4 300 m3/min。

圖3 臨渙定制焦灰分變化情況

圖4 臨渙定制焦硫變化情況

強化冶煉進程過快。高爐自2月7日開始氧量由5 000 m3/h逐步加至9 000 m3/h，但高爐的產(chǎn)能沒有上升，高爐減風(fēng)較為頻繁，布料制度上將礦焦平臺整體外抬，礦石寬度由7.5°縮至7°，并退負荷0.1至4.42。14日爐況出現(xiàn)好轉(zhuǎn)，負荷回歸至4.50，高爐產(chǎn)能也上升至6 000 t/d以上。隨著高爐進一步強化，氧量加至11 000 m3/h，負荷加至4.60，產(chǎn)能反而下降，風(fēng)量萎縮，先后退負荷，調(diào)料制保風(fēng)量，但效果不理想。

2 爐況波動處理措施

此次爐況波動的原因認識大家看法是一致的。在爐況處理上，慮到是爐缸中心堆積問題，風(fēng)口又沒有出現(xiàn)燒損，改變以往的堵風(fēng)口的操作模式，想通過上部料制的調(diào)整，同時改善焦炭質(zhì)量、渣系、強化爐前出鐵等措施，但效果不佳，最終休風(fēng)堵風(fēng)口，維持合適的鼓風(fēng)動能來恢復(fù)爐況。根據(jù)爐況波動和恢復(fù)的進程，大體可以分為三個階段：

2.1 第一階段：爐況下滑階段處理措施(2月18日-2月28日)

布調(diào)整料制度。針對兩道氣流不暢，不管采取壓制邊緣還是疏松邊緣(見表1)保高爐風(fēng)量，但爐況下滑的局面沒有改觀，至2月28日風(fēng)量下滑至4 200 m3/min。

[4]趙鐵軍、惠懷海:《文化節(jié)的營銷策略研究——以慶陽香包文化節(jié)的營銷策略為例》,《隴東學(xué)院學(xué)報》2012年第4期。

調(diào)整負荷。根據(jù)爐況下滑的程度，將全焦負荷由4.59逐步退至4.20，但氣流穩(wěn)定性依然較差，墻體溫度波動大，爐內(nèi)主要體現(xiàn)在風(fēng)壓波動，加減風(fēng)較為頻繁，爐溫可控性差，不易平衡。

調(diào)整渣系。爐芯溫度自去年11月26日創(chuàng)開爐新高以來，爐芯溫度不斷下滑(見圖5)，說明爐缸中心死料柱透液性在變差，可能存在中心堆積。為此，通過降低核料爐渣堿度使得實際爐渣堿度維持在合理水平，來改善爐缸渣鐵的流動性。22日、24日、27日各降核料堿度0.01，核料堿度由1.16降至1.13。

圖5 爐底五層爐芯溫度變化情況

改善中心焦炭粒度。[1]加入中心的焦炭，由于參加氣化反應(yīng)很少，達到爐缸后強度仍然較好，應(yīng)該使用大粒度焦炭來改善死料柱的透氣性和透液性。為此，28日更換5B篩網(wǎng)，將5B篩網(wǎng)Φ22 mm擴大為Φ25 mm。

強化爐前出鐵。為了保證渣鐵及時出凈，不因渣鐵影響到爐內(nèi)操作，規(guī)范爐前出鐵，將開口間隔控制在10 min左右，來渣時間控制在30 min以內(nèi)，出鐵時間控制在2h左右，并根據(jù)出鐵時間的長短調(diào)整鉆桿直徑，來渣時間超過30 min打開另外一個鐵口重疊。

2.2 第二階段：爐況艱難維持階段處理措施(3月1日-3月12日)

構(gòu)建“平臺+漏斗”模式。[2]根據(jù)第一個階段布料制度的調(diào)整分析認為，風(fēng)量上不去的原因是方溜槽料流區(qū)間窄，礦石4個檔位不夠，需增加一個檔位，兩檔位之間應(yīng)該是等面積的關(guān)系，這樣有利于平臺規(guī)整，減少礦石和焦炭的滾動，對兩道氣流的穩(wěn)定是有好處的，自3月1日開始，將布料平臺礦石和焦炭增加一個檔位，依據(jù)邊緣流和墻體溫度的反應(yīng)情況進行微調(diào)，但風(fēng)量上不去，維持在現(xiàn)有的水平。6日認為之前搭建焦與礦平臺有所差距，30°焦盡量靠平臺，礦的圈數(shù)較多，重新調(diào)整布料平臺，之后也進行了微調(diào)，但結(jié)果依然不理想，風(fēng)量維持在原有水平，沒有突破。

改善靠中心焦炭粒度。面對臨渙定制焦比自產(chǎn)干熄焦質(zhì)量差的特點，繼續(xù)改善靠中心焦炭粒度來彌補質(zhì)量缺陷，有利于中心氣流更加穩(wěn)定。5日又更換6B篩網(wǎng)，將6B篩網(wǎng)Φ22 mm擴大為Φ25 mm。

制定操作方針。為了避免個人經(jīng)驗的不足，隨意操作，每天早晚技術(shù)組人員討論，根據(jù)討論的結(jié)果來制定操作制度，當(dāng)班跟班人員依據(jù)操作制度來操作，確保高爐操作合理化、規(guī)范化。

強化爐溫管理。爐溫的穩(wěn)定是處理爐缸的關(guān)鍵。爐溫低于0.40%時，要采取增熱措施；爐溫連續(xù)兩罐低于0.30%時，要考慮減風(fēng)過渡，必要時加輕料0.3 t/ch，確保爐缸熱量充足。

2.3第三階段：爐況恢復(fù)階段處理措施(3月13日-4月5日)

堵風(fēng)口操作。只靠上部料制調(diào)節(jié)效果不理想，決定調(diào)整下部送風(fēng)制度，于是12日休風(fēng)堵3#、9#、14#、26#共4個風(fēng)口，將風(fēng)量加至4 200 m3/min，氧恢復(fù)至8 000 m3/h，在風(fēng)量能夠穩(wěn)定在目標風(fēng)量后，按照實際風(fēng)速260-270 m/s，動能>120 kj/s決定開風(fēng)口的速度。12日-13日先后開3#、14#風(fēng)口，風(fēng)量加至4 450-4 500 m3/min，高爐產(chǎn)能也上升至5 800 t/d左右。隨著爐況的好轉(zhuǎn)，19日開9#風(fēng)口、22日開26#風(fēng)口，風(fēng)量也回歸至目標風(fēng)量4 650-4 700 m3/min，23日高爐產(chǎn)能達到6 008 t/d，完成初步目標。

縮小風(fēng)口面積。自開爐以來風(fēng)口面積過大，全開風(fēng)口鼓風(fēng)動能低于110 kj/s，現(xiàn)有的風(fēng)量與風(fēng)口面積不相適應(yīng)，4月3日利用檢修機會將13#、18#、25#、30#風(fēng)口直徑120 mm縮小為110 mm，使得風(fēng)口面積由0.3394 m2縮小為0.3321 m2，確保鼓風(fēng)動能達到或接近115 kj/s，這樣風(fēng)口回旋區(qū)形狀和大小適宜，爐缸周向和徑向的氣流和溫度逐步趨于合理，改善了爐缸中心死料堆的透液性和透氣性。

校探尺。高爐探尺不準確，影響高爐上部料制的調(diào)整，于是利用檢修的機會對探尺進行了校正。根據(jù)校核結(jié)果1號探尺反饋值與實測差值差0.195 m，2號探尺反饋值與實測差值差0.102 m，于是將1、2號探尺各調(diào)整0.1 m(檢修位-4.60 m)，又將3號雷達探尺的顯示值定為1、2號探尺的平均值，利用前后差值將4號尺顯示值增加0.35 m。

調(diào)整布料制度。上部料制在爐況恢復(fù)期間未做大的調(diào)整，但小的調(diào)整較為頻繁。在日產(chǎn)生產(chǎn)過程中根據(jù)邊緣流、墻體溫度、偏尺、壓量關(guān)系等情況適當(dāng)調(diào)整，但爐況穩(wěn)定性沒有徹底改善，時常還存在壓量關(guān)系緊張現(xiàn)象，加減風(fēng)較為頻繁，布料制度有待進一步優(yōu)化。臨渙定制焦質(zhì)量好轉(zhuǎn)。經(jīng)過公司采購和鐵前技術(shù)處的協(xié)調(diào)下，到達焦炭庫臨渙定制焦質(zhì)量自3月11日以后明顯好轉(zhuǎn)，焦炭灰分維持在12.50%，硫維持在0.70%的水平。隨著好焦炭進入爐內(nèi)，爐況逐步好轉(zhuǎn)，風(fēng)量、負荷、產(chǎn)能逐步向正常水平回歸。

3 生產(chǎn)業(yè)績

經(jīng)過一個多月對爐況的處理，風(fēng)量、負荷、產(chǎn)能逐步向正常水平回歸，并不斷強化，其技術(shù)指標如圖5所示。

圖6 高爐產(chǎn)量及煤比的恢復(fù)情況

4 結(jié)論

這次爐況波動處理的周期較長，產(chǎn)量損失較多，其中爐況波動的原因和處理過程值得我們反思：

鼓風(fēng)動能偏低。開爐后風(fēng)量上不去，沒有縮小風(fēng)口面積，造成鼓風(fēng)動能偏低，風(fēng)口回旋區(qū)深度偏淺，加大了中心死料柱的體積，造成中心堆積。

高爐操作把控能力不足。在爐況波動前兩個月，高爐核心作業(yè)長對低爐溫控制不到位，爐溫波動大，時常存在低爐溫，有時持續(xù)低爐溫，影響爐缸的活度，嚴重時可能造成中心堆積。[3]

焦炭質(zhì)量下滑。焦炭質(zhì)量是高爐的生命線，沒有好的焦炭質(zhì)量，就沒有持續(xù)穩(wěn)定的爐況，因焦炭質(zhì)量的惡化，造成爐況失常的事故在國內(nèi)比比皆是；如果是焦炭質(zhì)量影響的爐況波動，就要改善焦炭質(zhì)量入手。

高爐風(fēng)量偏離正常風(fēng)量超過5%時超過2天，就得退負荷保風(fēng)量，如風(fēng)量繼續(xù)維持在現(xiàn)有的水平，就得休風(fēng)堵風(fēng)口，維持合適的風(fēng)速及動能是關(guān)鍵。