焦炭劣化對爐況的影響

周 松

（華菱湘潭鋼鐵有限公司，湖南 湘潭 411101）

湘鋼4號高爐爐容為1800m3，采用了并罐無料鐘爐頂、下置軟水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)、TRT余壓發(fā)電系統(tǒng)等一系列先進技術(shù)。由于近幾年湘鋼新建兩座高爐，產(chǎn)能擴大導(dǎo)致公司自產(chǎn)焦產(chǎn)能不足缺口大，2015年3月份前4號高爐有大約30%為自產(chǎn)焦，但新3號高爐投產(chǎn)后4號高爐改為全用外購焦。因此，必須依靠大量外購焦，但其質(zhì)量不穩(wěn)定，特別是焦炭的水分、灰分、M40、熱強度CRI、反應(yīng)后強度CSR等指標較差，給爐況造成一系列的影響[1]。

1 焦炭劣化對高爐各系指標的影響

1.1 入爐焦炭技術(shù)指標

2016年1月起4號高爐采用全外購焦，外購焦品種較多，倒換頻繁，同時每班有20%～30%的B類焦，質(zhì)量較差，對高爐爐況發(fā)生了較大的變化。入爐焦的各項指標如表1所示。

表1 湘鋼4號高爐2016年入爐焦炭的主要指標

由表1可知，焦炭性能的變差主要體現(xiàn)在熱反應(yīng)性CSR及反應(yīng)后強度CRI，入爐焦炭的反應(yīng)性明顯增強，導(dǎo)致在軟熔帶區(qū)域有30%～40%的焦炭與CO2反應(yīng)，焦炭的氣孔壁變薄，反應(yīng)后強度下降，塊焦減小明顯。由于軟熔帶塊焦的減少導(dǎo)致中心料柱的透氣性變差，氣流不宜吹至中心，中心氣流減弱。煤氣量熱量難以傳遞至中心料柱，加劇了死料柱變大趨勢，高爐料柱的透氣性變差，對高爐入爐風量造成較大的影響。同時中心死料柱的增大會使爐缸的活躍性降低，高爐懸料次數(shù)增多，風量不足，風口易燒壞等，造成爐況難行[2]。

1.2 風量產(chǎn)量的影響

從二月份后焦炭逐漸劣化，爐況逐步惡化，產(chǎn)量嚴重下滑，從1月的平均每天4506t/d下降至12月平均每天4134t/d。風量的穩(wěn)定性較差，逐步萎縮至12月的3548m3/min。

表2 焦炭劣化后對風量產(chǎn)量的影響

1.3 對熱制度的影響

焦炭熱性能變差后對鐵水中Si的控制難度加大，Si偏差大，Si穩(wěn)定率下降，鐵水溫度波動也隨之加大。從2016年1月～6月的Si偏差可以看出操作工長對于Si的控制難度較大(如圖1所示），Si偏差最大時達到0.255。一天中Si最高達到0.72，最低至0.27。

圖1 1月～6月四高爐鐵水Si偏差

1.4 對爐缸活躍性的影響

對爐缸的活躍性影響最直接的就是爐缸中心溫度降低（如圖2所示），風口損壞的個數(shù)明顯增多，全年風口燒損18個，在風口燒損后不能及時進行更換，進一步加劇了爐缸的不活躍性。如3月9日因風口燒損達3個，大量向爐內(nèi)漏水，高爐被迫休風處理。但在送風恢復(fù)過程中壓拐懸料，拉風坐料不下導(dǎo)致爐況波動，用4天時間才將風量恢復(fù)至3730m3/min。（如圖3所示）。

圖2 爐缸中心溫度

圖3 風口損壞后爐況失?；謴?fù)時間

2 焦炭變差時的應(yīng)對措施

在焦炭變差后降低焦炭負荷，焦炭負荷最低退至3.78?？刂坪妹罕仁姑罕炔怀^130kg/t，煤比超過后調(diào)負荷0.05～0.1以保證爐況的順行。槽下加強清篩工作，每兩小時必須清理焦炭篩一次。因使用外購焦有性能不一的，固定一種較好的焦炭比率，較好的焦炭布料時放在中心與邊緣，保證中心與邊緣的氣流穩(wěn)定。

2.1 上部裝置調(diào)劑

焦炭性能變差保證中心氣流尤為重要，其中布料矩陣的調(diào)整最為關(guān)鍵。4號高爐在2016年整個矩陣的摸索調(diào)整中，主要有經(jīng)過了以下幾個階段。

（1）第一階段。焦炭開始變差時增加布料時的中心加焦量，一月主要的料制演變?nèi)缦拢?/p>

（2）第二階段。二月至三月焦炭質(zhì)量再次變差，風量萎縮產(chǎn)量減少，高爐燃料比逐漸升高，同時中心變?nèi)酢榱朔€(wěn)定中心氣流。第二階段主要料制演變?nèi)缦拢?/p>

次階段調(diào)整后逐步穩(wěn)定了中心氣流，對爐況的穩(wěn)定起到了一定的作用。

2.2 組織好爐前渣鐵排放

在焦炭變差后爐缸活躍程度降低，出鐵難度也在加大，鐵口易漏不能鉆透，出鐵時間時長時短，同時卡焦現(xiàn)象頻繁。爐前技師制定以下方針。①若鐵口紅點大則降低開口速度將透點處凝死后將鐵口鉆穿。②關(guān)注卡焦現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)卡焦及時透開，防止憋渣鐵。③增加出鐵次數(shù)，使爐缸環(huán)流增大以達到活躍爐缸的目的。④保證合理的鐵口深度。

3 結(jié)語

（1）入爐焦炭質(zhì)量劣化對高爐影響極大，首先風量的穩(wěn)定性變差，爐缸的活躍程度變差，破壞爐內(nèi)煤氣流分布，影響高爐穩(wěn)定順行。在原燃料變化時要及時關(guān)注爐缸中心溫度，壞風口的損壞程度，爐前的出鐵狀況等變化，及時采取措施，避免爐況惡化。

（2）原燃料對爐況的影響存在一個較長的作用周期，要重視原燃料的管理。

（3）在原燃料變差后要保證一定的中心氣流及邊緣氣流，以保證爐況的穩(wěn)定性。

（4）原燃料變差影響爐缸活躍性時要組織好爐前的渣鐵排放。

（5）通過以上措施方能有效的改善高爐工作狀態(tài)，達到穩(wěn)定爐況的目的。