漢鋼2 280 m3 高爐使用加長風(fēng)口套生產(chǎn)實(shí)踐

薛長輝，王紀(jì)民，周 皓

（陜鋼集團(tuán)漢中鋼鐵有限責(zé)任公司，漢中 勉縣 724200）

陜鋼集團(tuán)漢中鋼鐵有限責(zé)任公司（全文簡稱漢鋼）2 號(hào)高爐（2 280 m3）于2012 年8 月15 日建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)年均利用系數(shù)2.4 t/（m3·d），高爐壽命15年。高爐采用適當(dāng)矮胖、適宜強(qiáng)化冶煉的操作爐型，磚壁合一薄內(nèi)襯全冷卻壁結(jié)構(gòu)，在高熱負(fù)荷區(qū)域等關(guān)鍵部位采用銅冷卻壁；高爐冷卻系統(tǒng)采用聯(lián)合全軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)。

1 高爐現(xiàn)狀

漢鋼2 號(hào)高爐于2018 年年初發(fā)現(xiàn)爐缸側(cè)壁溫度升高，高溫點(diǎn)上漲趨勢(shì)較快，主要表現(xiàn)在爐缸標(biāo)高9.394 m 07B 點(diǎn)（溫度710 ℃左右）、9.394 m 05B 點(diǎn)（溫度694 ℃左右），根據(jù)兩點(diǎn)插入熱電偶深度測(cè)算，推測(cè)陶瓷杯已侵蝕，嚴(yán)重威脅到高爐安全生產(chǎn)。因此高爐進(jìn)入護(hù)爐狀態(tài)，通過制訂爐缸溫度監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、改善原燃料質(zhì)量、鈦礦護(hù)爐、風(fēng)口調(diào)整、灌漿、爐體冷卻等方式，效果明顯。但為了搶抓市場(chǎng)機(jī)遇，提升冶強(qiáng)，擴(kuò)大護(hù)爐效果，在2018 年12 月底，大面積全部更換加長風(fēng)口套，風(fēng)口長度由585 mm 調(diào)整至620 mm。

2 現(xiàn)狀分析

漢鋼2 號(hào)高爐因常年使用的外購搗固水熄焦，水分不穩(wěn)定，主要表現(xiàn)在焦炭灰分高，反應(yīng)后強(qiáng)度低，變料頻繁等，使高爐下部死焦堆焦炭粒度變小，焦柱氣孔度變差，影響高爐鼓風(fēng)的穿透，導(dǎo)致爐缸透氣性和透液性差，尤其在死鐵層氣流影響弱，鐵水環(huán)流對(duì)爐缸側(cè)壁溫度影響有較大作用，死焦柱透液性差并沉坐在爐底后，鐵水環(huán)流對(duì)爐缸側(cè)壁和爐缸爐底交界部位的沖刷作用加劇，在鐵口中心線以下，爐缸側(cè)壁和爐缸爐底交界處產(chǎn)生嚴(yán)重的象腳侵蝕；高爐冶煉強(qiáng)度提高，高爐年均設(shè)計(jì)利用系數(shù)為2.4 t/（m3·d），自投產(chǎn)以來，利用系數(shù)均超出原定設(shè)計(jì)，冶煉強(qiáng)度提高后，高爐內(nèi)部磚襯受到渣鐵侵蝕加劇、厚度逐漸削??；爐缸冷卻壁與碳磚之間存在縫隙，傳熱受到阻礙，局部炭磚熱量無法及時(shí)導(dǎo)出，致使炭磚熱面溫度升高，導(dǎo)熱性嚴(yán)重不足，碳磚熱面熱量不能及時(shí)通過冷卻水帶走，難以形成正常厚度的凝鐵層，陶瓷杯破壞后鐵水很容易接觸到碳磚，鐵水溶蝕及滲透加速了碳磚侵蝕；高爐操作，高爐投產(chǎn)后風(fēng)口配置為φ120 mm×25+φ115 mm×3，風(fēng)口面積0.313 9 m2，送風(fēng)面積大導(dǎo)致邊緣氣流過分發(fā)展，給后續(xù)爐缸側(cè)壁溫度升高留下隱患。

3 加長風(fēng)口套的影響

1）風(fēng)口加長后，風(fēng)口回旋區(qū)向中心延伸，遠(yuǎn)離爐墻側(cè)壁，減慢鐵水環(huán)流速度，降低鐵水、煤氣對(duì)爐缸耐材的沖刷侵蝕，有利于煤氣流穿透中心，發(fā)展中心氣流，對(duì)爐缸側(cè)壁溫度下降起到重要作用。

2） 爐況順行是高爐生產(chǎn)組織的前提及根本保障，而“上穩(wěn)下活”又是爐況順行的重要標(biāo)志，通過上下部調(diào)劑相結(jié)合、優(yōu)化高爐操作，實(shí)現(xiàn)高爐“上穩(wěn)下活”顯得格外重要。然而加長風(fēng)口套更換后，初始煤氣流分布不穩(wěn)定，又因當(dāng)時(shí)焦炭質(zhì)量下降（焦炭生產(chǎn)地區(qū)氣候變化，最高到-25 ℃，導(dǎo)致洗出來的精煤凍塊較多，配煤過程不均勻，焦炭灰分與硫超標(biāo)），爐況不順，爐缸中心不活躍，氣流不穩(wěn)定，影響正常生產(chǎn)。

4 應(yīng)對(duì)措施

4.1 爐內(nèi)

根據(jù)爐況變化，每天制定合理的操作方針，作為三班工長操作標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定工藝操作參數(shù)的控制范圍，對(duì)參數(shù)進(jìn)行量化管理。提前制定各種預(yù)計(jì)會(huì)出現(xiàn)的爐況波動(dòng)的應(yīng)對(duì)措施，指導(dǎo)中夜班工長操作，如憋壓下的加減風(fēng)調(diào)劑原則、操作誤區(qū)指導(dǎo)、崩料的處理，加強(qiáng)爐襯和冷卻壁溫度的巡查記錄，建立爐型監(jiān)控管理制度，組織工長實(shí)際操作學(xué)習(xí)，嚴(yán)格控制生鐵含[Si]和鐵水物理熱，適當(dāng)調(diào)節(jié)富氧量并按時(shí)出干凈渣鐵，控制每小時(shí)料批數(shù)，提高工長對(duì)爐溫的判斷和調(diào)節(jié)能力以及突發(fā)狀況處理能力，使高爐各種調(diào)劑有章可循。

4.1 制度調(diào)整

為確保高爐上穩(wěn)下活，維持合理的操作爐型。下部送風(fēng)制度上，通過調(diào)節(jié)風(fēng)口直徑、長度，送風(fēng)面積0.287 4 m3、風(fēng)口長度620 mm，保證合理的鼓風(fēng)動(dòng)能和最佳回旋區(qū)深度，達(dá)到初始煤氣流合理分布；上部裝料制度上，發(fā)展中心氣流，兼顧邊緣氣流，調(diào)整裝料制度匹配氣流分布，依據(jù)氣流對(duì)料制、批重、角度進(jìn)行調(diào)整，穩(wěn)定操作爐型。料制、批重見表1，角度見表2。

表1 使用加長風(fēng)口套后料制調(diào)整表

表2 布料角度調(diào)整表 （°）

4.2 熱制度選擇

為了達(dá)到護(hù)爐效果，高爐使用含鈦球團(tuán)礦進(jìn)行護(hù)爐，鈦負(fù)荷相對(duì)較高，因而一直進(jìn)行低硅冶煉，通過長期總結(jié)，認(rèn)為適宜的爐溫控制范圍是：生鐵w[Si]=0.20%～0.45%、w[Ti]=0.12%～0.15%，既滿足高爐護(hù)爐需求，又兼顧正常生產(chǎn)。生鐵成分硅、鈦控制圖見1。

圖1 爐溫與鈦負(fù)荷對(duì)應(yīng)爐缸側(cè)壁溫度變化趨勢(shì)圖

4.2 爐外

4.2.1 精料管理

精料是高爐穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)，也是高爐各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)提升的重要保障。爐料結(jié)構(gòu)，根據(jù)高爐原料實(shí)際情況，采用了燒結(jié)礦配加球團(tuán)礦與塊礦的爐料結(jié)構(gòu)，根據(jù)配加球團(tuán)礦的鈦含量來進(jìn)行調(diào)整塊礦配加比例，確保鈦含量在合適的范圍內(nèi)，一般爐料結(jié)構(gòu)比例在75%燒結(jié)礦+23%球團(tuán)礦+2%塊礦；穩(wěn)定焦炭品種，改善焦炭質(zhì)量，減少變料次數(shù)，由原來的平均3 次/月降至0.6 次/月，焦炭品種穩(wěn)定在陜焦一級(jí)30%+嘉峪關(guān)一級(jí)70%；加強(qiáng)入爐料管理，爐料入爐前的中和、混勻、過篩進(jìn)行監(jiān)控，保證稱量準(zhǔn)確，料種、料序無誤，嚴(yán)格控制原燃料倉位管理，保持入爐料槽位在70%以上打料，避免入爐料二次摔碎現(xiàn)象，槽下篩分要求焦炭使用倉數(shù)不低于4 個(gè)，燒結(jié)礦使用倉數(shù)不低于4 個(gè)，增加篩子清理頻次，提高篩分效果，控制篩分流量燒結(jié)礦<35 kg/s、焦炭<15 kg/s，減少粉末入爐；有害元素控制，有害元素高是引起高爐爐況波動(dòng)的根本原因，為了保證高爐穩(wěn)定、順行，更好地實(shí)施降低鐵前成本戰(zhàn)略，確定了有害元素的控制范圍，最大化地降低入爐有害元素，為高爐穩(wěn)定、指標(biāo)提升、增產(chǎn)節(jié)焦提供了保障。高爐焦炭成分見表1、有害元素負(fù)荷見圖2。

表3

圖2 入爐有害元素控制圖

4.2.2 出鐵管理

爐外操作除抓好設(shè)備管理、組織好外圍生產(chǎn)外，主要重心放在爐前日常操作上，如果爐前工作跟不上生產(chǎn)節(jié)奏，將會(huì)直接影響到爐內(nèi)調(diào)劑，輕者導(dǎo)致爐溫波動(dòng)，嚴(yán)重者導(dǎo)致爐況難行，為了使?fàn)t前工作對(duì)爐況起到促進(jìn)作用，制訂爐前標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，規(guī)范爐前操作。對(duì)各班鐵口的深度，開鐵口的孔徑，打泥量都進(jìn)行明確規(guī)定，其中鐵口深度由原2 800 mm 穩(wěn)定至3 200 mm 左右、打泥量由原2.5 格穩(wěn)定至3 格左右；對(duì)爐前的鐵口合格率、正點(diǎn)出鐵率、出盡率、鐵次間隔時(shí)間控制進(jìn)行嚴(yán)格考核，以確保按時(shí)打開鐵口，其中鐵口合格率由原來98%提升至99.5%、東西場(chǎng)鐵口出鐵量均勻穩(wěn)定，確保及時(shí)穩(wěn)定出盡渣鐵；根據(jù)鐵口工作情況，如單邊出鐵，及時(shí)調(diào)整炮泥品種，保證鐵口深度和耐沖刷性能，縮短鐵次間隔時(shí)間，延長出鐵時(shí)間，降低出鐵次數(shù)，其中鐵次間隔由原來25 min控制在10～15 min 內(nèi)、出鐵時(shí)間由原來的90 min 延長至120 min 左右、日平均出鐵次數(shù)由原來的13 次穩(wěn)定至10 次左右；同時(shí)采取多方面的出鐵管理模式，如零間隔出鐵模式、重疊出鐵模式、正常出鐵模式、鐵口連開模式、單邊出鐵模式等，以此來達(dá)到盡快出干凈渣鐵的目的。

5 取得效果

加長風(fēng)口套更換后，高爐采取一系列應(yīng)對(duì)措施，爐況逐步好轉(zhuǎn)、穩(wěn)定，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)均大幅提升，爐缸側(cè)壁溫度也大幅下降。近期技術(shù)指標(biāo)見表4、爐缸側(cè)壁溫度見圖3。

表4 關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)表

圖3 爐缸側(cè)壁溫度效果圖

6 結(jié)論

1）加長風(fēng)口套更換后對(duì)初始煤氣分布有積極作用。

2）加長風(fēng)口套對(duì)降低爐缸側(cè)壁溫度有促進(jìn)作用,既兼顧了生產(chǎn)，又保證了護(hù)爐。

3）加長風(fēng)口套更換后匹配合理的操作制度，有利于降低高爐燃料消耗，對(duì)降低鐵前成本起著至關(guān)重要的作用。