萊鋼1 880 m3高爐焦炭質(zhì)量劣化下提產(chǎn)量實(shí)踐

宮文壘

（萊蕪鋼鐵集團(tuán)銀山型鋼有限公司 煉鐵廠，山東 萊蕪271104）

1 前言

2018年，我國(guó)鋼鐵行業(yè)深入推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，鋼鐵企業(yè)效益明顯提升，據(jù)中鋼協(xié)統(tǒng)計(jì)，重點(diǎn)大中型企業(yè)利潤(rùn)同比增長(zhǎng)613.6%。在此背景下，提高高爐產(chǎn)量意味著效益的產(chǎn)生，然而由于焦煤短缺和環(huán)保升級(jí)等多方面影響，萊鋼自產(chǎn)焦炭供應(yīng)量嚴(yán)重不足，需要配加35%～60%外購(gòu)焦。因?yàn)橥赓?gòu)焦冷、熱態(tài)指標(biāo)比自產(chǎn)焦均有較大差距，所以必須通過優(yōu)化操作，降低焦炭質(zhì)量劣化影響，在保證高爐順行的基礎(chǔ)上提升產(chǎn)量。

2 焦炭問題現(xiàn)狀

2.1 焦炭供應(yīng)與質(zhì)量情況

2018全年自產(chǎn)焦?jié)M足1 880 m3高爐約60%的需求量，外購(gòu)焦配加比例至少40%以上。與自產(chǎn)焦相比，外購(gòu)焦灰分、水分、粒度、反應(yīng)性等大部分理化指標(biāo)都有明顯的差距。而且由于單一供應(yīng)商無法滿足連續(xù)生產(chǎn)需求，所以至少有2家以上的供應(yīng)商，不同品種焦炭之間也存在較大差距。表1為主要外購(gòu)焦品種與自產(chǎn)焦冷、熱態(tài)典型性指標(biāo)對(duì)比。

表1 外購(gòu)焦與自產(chǎn)焦冷、熱態(tài)典型性指標(biāo)對(duì)比 %

2.2 焦炭質(zhì)量對(duì)爐況的影響

2018年1季度，外購(gòu)焦M40最低81.9%，平均84.99%；M10最高7.5%，平均7.15%，入爐比例30%。高爐透氣性指數(shù)由24.5～25降低到22.5～23，2月11日焦比被迫調(diào)整到400 kg/t后，爐況仍勉強(qiáng)維持低水平的順行，透指最高到23.5左右，壓差接近180 kPa，風(fēng)量離全風(fēng)至少下降400 m3/min左右，燃料比升高20～40 kg/t，產(chǎn)量降低1 500～2 000 t/d，整體生產(chǎn)非常被動(dòng)。

3 應(yīng)對(duì)措施

鑒于采購(gòu)焦炭質(zhì)量不可控性，1 880 m3高爐主要通過入爐篩分、制度調(diào)整、操作優(yōu)化等方法，維持高爐順行度，提高產(chǎn)量。

3.1 定倉(cāng)入爐

保持焦炭結(jié)構(gòu)穩(wěn)定是后期調(diào)整爐況的基礎(chǔ)。根據(jù)不同焦炭進(jìn)量和庫(kù)存情況，按照“單獨(dú)存放、分開入倉(cāng)”的原則，固定不同外購(gòu)焦配加比例（見表2），配合外購(gòu)焦緩沖倉(cāng)，可以保證焦炭結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，有利于焦炭質(zhì)量跟蹤；其次，外購(gòu)焦打入13#、14#倉(cāng)，自產(chǎn)焦打入15#、16#倉(cāng)，嚴(yán)禁混倉(cāng)。這樣就可以使粉末較少，粒度均勻的焦炭不在中心，保持中心氣流的暢通。

表2 焦炭配加比例和入倉(cāng)管理

3.2 篩分控制

篩分是入爐控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，針對(duì)外購(gòu)焦炭水分不穩(wěn)定、粉末多的特點(diǎn)，焦炭振篩的改進(jìn)如下：

1）把振篩間距由22 mm調(diào)整為25 mm；2）加大篩底板傾角，有效減輕因外購(gòu)焦粉末量大造成的篩底板積料返料現(xiàn)象；3）增加篩棒長(zhǎng)度和篩分面積，同時(shí)對(duì)篩棒加粗，減少篩棒磨斷頻次；4）分料器與篩體改為分離式，減少了篩體負(fù)荷，有效增加了振幅；5）同時(shí)振幅增加5 mm，抵消因篩棒加粗造成的夾料現(xiàn)象。篩分改進(jìn)后，減少合格料流失，提高了篩分質(zhì)量（見表3），更好的適應(yīng)雨季水分波動(dòng)的影響。

表3 篩分質(zhì)量對(duì)比 %

3.3 氣流分布

外購(gòu)焦主要特點(diǎn)是粉末多，強(qiáng)度差，極易引起氣流堵塞，爐缸堆積［1］。而在恢復(fù)過程中，往往采取大比例退負(fù)荷、中心加焦等引導(dǎo)中心氣流等措施，這就造成了死料柱體積不斷增加，爐缸縮小，堆積情況加劇。因此，通過料制調(diào)整先疏松邊緣，打通煤氣通路，再進(jìn)一步引導(dǎo)中心的步驟，實(shí)現(xiàn)了邊緣、中心兩股氣流，從根本上改善了煤氣分布，為后續(xù)爐況恢復(fù)奠定基礎(chǔ)料制調(diào)整前后對(duì)比見表4，其次優(yōu)化風(fēng)口布局，保證風(fēng)速和動(dòng)能，1 880 m3高爐進(jìn)風(fēng)面積0.316 7 m2，鼓風(fēng)動(dòng)能11 000～12 500 kg·m/s，風(fēng)速260～280 m/s。

表4 料制調(diào)整

3.4 出鐵控制

1）提高炮泥質(zhì)量，保證出鐵時(shí)間90～120 min。

2）把憋鐵、憋渣作為事故看待，鐵間隔≥40 min，立即減風(fēng)200 m3/min，控氧1 000～2 000 m3/h；鐵間隔每超出10 min，至少減風(fēng)100 m3/min；憋鐵狀態(tài)未消除前，高爐嚴(yán)禁加風(fēng)。

3）提高和穩(wěn)定渣處理能力，保證出凈渣鐵，嚴(yán)禁出現(xiàn)被迫堵口情況。

4）渣鐵溫度是影響爐渣黏度最明顯的因素，所以保持鐵水較高的溫度，是保證爐渣流動(dòng)性的前提和基礎(chǔ)，1880 m3高爐要求渣鐵溫度＞1 510℃。

3.5 Al含量控制

隨著利用系數(shù)的提高，在冶煉過程中，爐缸液面將快速上升，直接影響料柱的透氣性，使高爐表現(xiàn)出“憋風(fēng)”現(xiàn)象［2］。1880 m3高爐控制渣中鎂鋁比，即w（MgO/Al2O3）=0.40～0.50，w（MgO）≤8%，w（Al2O3）≤15%。通過提高鎂含量，抑制Al2O3對(duì)爐渣的粘稠影響，取得較好的效果。

3.6 負(fù)荷定量調(diào)劑

高爐操作采取早調(diào)、微調(diào)的原則，通過數(shù)據(jù)分析，量化不同指標(biāo)對(duì)高爐影響，形成調(diào)劑標(biāo)準(zhǔn)化。避免了不必要的退負(fù)荷力度，減少過量調(diào)劑，使高爐操作有據(jù)可依。在原有順行模型的基礎(chǔ)上，形成一套參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間集，調(diào)劑量化標(biāo)準(zhǔn)如表5所示。

表5 指標(biāo)影響量化標(biāo)準(zhǔn)

3.7 及時(shí)獲取和傳遞焦炭信息

制定并實(shí)施焦炭督查管控標(biāo)準(zhǔn)化，每天統(tǒng)計(jì)和化驗(yàn)焦炭的數(shù)量和質(zhì)量情況，定期與原料部門溝通交流，全面掌握焦炭信息；發(fā)現(xiàn)問題第一時(shí)間通報(bào)，制定應(yīng)對(duì)措施。

3.8 實(shí)施效果

截至2019年1月，外購(gòu)焦比例已達(dá)到45.2%，在質(zhì)量沒有根本改善的基礎(chǔ)上，1 880 m3高爐平均日產(chǎn)5 185.7 t，最高月產(chǎn)5 460.57 t，同比增產(chǎn)8.5%，達(dá)到目標(biāo)。

4 結(jié)語

原則上，焦炭質(zhì)量是以滿足高爐生產(chǎn)穩(wěn)定順行為前提。但是由于市場(chǎng)價(jià)格、供需環(huán)境等因素，現(xiàn)代高爐操作往往無法滿足精料，這就要求高爐從業(yè)人員能夠立足現(xiàn)有條件，從內(nèi)部控制入手，通過操作手段，抵消和降低外界影響。

1）高爐氣流穩(wěn)定、分布合理是高爐順行的基礎(chǔ)，重點(diǎn)是控制焦炭粉末入爐和料面的分布。把較差的焦炭布在邊緣，強(qiáng)度較好的焦炭布在中心，有利于形成穩(wěn)定的漏斗區(qū)，使中心氣流暢通集中。

2）出鐵及時(shí)出凈，爐溫?zé)崃繚M足要求是提高產(chǎn)量的過程中必須關(guān)注的。因?yàn)殍F水理論生產(chǎn)量高達(dá)3～4 t/min，大量渣鐵聚集很快就會(huì)侵入料柱縫隙，導(dǎo)致高風(fēng)壓、高壓差。所以減風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)和時(shí)機(jī)的把握是非常重要的。

3）內(nèi)部操作措施的配合實(shí)施，是可以支撐一定程度的強(qiáng)化冶煉。但是要兼顧良好的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，焦炭質(zhì)量應(yīng)從根本上保持穩(wěn)定和提升。