萊鋼1 080 m3高爐提升入爐煤粉噴吹質(zhì)量實踐

李 琳，戴憲濤，李鐵峰，呂宏偉，張敬現(xiàn)

（山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠，山東 濟(jì)南271104）

1 前言

萊鋼 1#～4#1 080 m3高爐，年產(chǎn)能約400萬t。高爐噴吹煤粉是高爐強化冶煉和增鐵節(jié)焦的重要措施，提升煤比、降低高爐生鐵冶煉成本和燃料比，是目前企業(yè)打造高效生產(chǎn)經(jīng)營模式的主要發(fā)展方向。穩(wěn)定提升噴吹質(zhì)量，直接關(guān)系到高爐爐況的順行。噴吹質(zhì)量波動嚴(yán)重時會造成高爐風(fēng)壓波動，影響高爐穩(wěn)定操作，降低生鐵成本和產(chǎn)量。因此，提升入爐煤粉噴吹質(zhì)量，在實際生產(chǎn)中不僅具有顯著經(jīng)濟(jì)價值，更有助于降低高爐煉鐵燃料消耗，具有節(jié)能環(huán)保等社會推廣價值。

2 制約噴吹質(zhì)量的原因分析

2.1 噴吹罐罐壓裝置調(diào)節(jié)不定值

不同噴吹量的調(diào)節(jié)主要依靠噴吹罐壓、流化風(fēng)和補氣量的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)。各噴吹罐使用的罐壓調(diào)節(jié)裝置，屬于老式的電動式罐壓調(diào)節(jié)裝置。在實際生產(chǎn)中，由于罐壓調(diào)節(jié)頻繁，造成裝置發(fā)熱，頻繁出現(xiàn)內(nèi)部齒輪卡塞，無法實現(xiàn)罐壓穩(wěn)定，造成噴吹量的不均勻、不穩(wěn)定。

2.2 原煤中雜質(zhì)多

煤場中的原煤在卸車過程中，很多雜物壓在煤中，無法進(jìn)行清理。在上料過程中，由于皮帶上的除鐵器只能吸金屬雜物，其他雜物進(jìn)入原煤倉、制粉系統(tǒng)，造成煤粉中含有絲狀雜物，影響煤粉的流動性，堵塞高爐分配器噴槍。

2.3 原煤配比不合理

不同的原煤生產(chǎn)出的煤粉的流動性也不相同。從實踐中得知：無煙煤的流動性好于貧瘦煤，貧瘦煤中的長治北好于其他煤種，如百川、陽城。合理的原煤配比可以提升制粉量，穩(wěn)定煤粉質(zhì)量，也可以確保煤粉具有良好的流動性。實際生產(chǎn)中，由于部分班次的原煤配比不準(zhǔn)確，造成制粉產(chǎn)量下降，煤粉流動性變差。

2.4 電磁閥質(zhì)量差

近年來，受降低設(shè)備備件采購成本等因素的影響，備件質(zhì)量下降明顯。每個噴吹罐使用9個電磁閥，每個電磁閥控制1個氣動閥門的開關(guān)。由于備件質(zhì)量下降，經(jīng)常發(fā)生噴吹罐氣動閥門開關(guān)不動作的現(xiàn)象。發(fā)生故障后，操作人員需要到現(xiàn)場處理閥門開關(guān)，特別是噴吹罐出口閥和出煤閥出現(xiàn)故障后，在處理過程中會造成短暫的“停煤”現(xiàn)象，直接影響到噴吹的均勻性。

2.5 噴吹罐罐壓、補氣流量調(diào)節(jié)不及時

合理的噴吹罐罐壓和補氣流量在噴吹過程中起著關(guān)鍵作用。經(jīng)驗豐富的操作人員根據(jù)當(dāng)前的原煤配比、煤粉溫度、高爐爐況等情況，及時調(diào)整罐壓、罐底流化風(fēng)量、補氣量等參數(shù)。不同的噴吹量對應(yīng)合理的罐壓、補氣量，噴吹的均勻性、準(zhǔn)確性得到保證。部分操作人員由于操作經(jīng)驗欠缺，關(guān)鍵參數(shù)的調(diào)整與噴吹量的關(guān)系不對應(yīng)，造成越調(diào)節(jié)，噴吹的均勻性越差，最終影響到小時噴吹量的準(zhǔn)確性（工藝要求小時噴吹誤差＜0.3 t）。

2.6 系統(tǒng)溫度波動大、煤粉溫度低

原煤進(jìn)場后，需空干（定置存放自然風(fēng)干，必要時行車攪拌提高空干效果）方可進(jìn)行配比上料。上料原則是先舊后新、合理搭配。近年來，由于噴吹煤緊張，煤場存煤結(jié)構(gòu)經(jīng)常出現(xiàn)不合理的現(xiàn)象，原煤配比不能保持長時間的穩(wěn)定。煤場庫存少，原煤水分未經(jīng)過空干直接上料，造成原煤中的水分較大。為了保證煤粉的流動性，制粉過程中，進(jìn)口溫度穩(wěn)定在300℃左右，中速磨出口溫度90～100℃，目的是穩(wěn)定煤粉溫度，杜絕煤粉結(jié)露，提高煤粉的流動性。實際生產(chǎn)中，由于原煤水分大，制粉操作調(diào)節(jié)不及時，高爐廢氣溫度不穩(wěn)定，造成煤粉溫度低，煤粉的流動性變差，最終影響到噴吹質(zhì)量的穩(wěn)定。

2.7 噴煤量變化次數(shù)多

近年來，高爐越來越重視噴吹的均勻性、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，說明噴煤在高爐的生產(chǎn)中起到很重要的調(diào)節(jié)爐況的作用，噴煤量的變化直接影響到高爐的順行。為了調(diào)劑爐況，需對噴吹量適應(yīng)性調(diào)整，每小時噴吹量的變化次數(shù)由原先的1～2次逐步發(fā)展到2～3次，最高達(dá)4～5次。噴吹量的變化次數(shù)多，增加了操作人員調(diào)整噴吹罐罐壓、流量等參數(shù)的次數(shù)。由于噴吹量的變化都有滯后性，造成區(qū)域時間內(nèi)噴吹均勻性下降，影響噴吹質(zhì)量。

3 提升入爐煤粉噴吹質(zhì)量措施

3.1 規(guī)范上料操作

制定、完善煤場管理制度，定期進(jìn)行督查，確保原煤配比的準(zhǔn)確、穩(wěn)定。克服煤場存煤量少、場地狹窄的不利因素，及時做好進(jìn)場火車車皮的卸車、倒料工作，落實好原煤定置存放工作。工作重心前移，及時了解后續(xù)原煤情況，提前做好煤場存煤種類、進(jìn)煤計劃不合理的應(yīng)對措施，做好預(yù)知預(yù)控工作。在原燃料供應(yīng)站、廠調(diào)度中心等單位的協(xié)助下，120料場實現(xiàn)了不同種類原煤分類存放的目標(biāo)，解決了多年來因為混煤影響煤粉質(zhì)量、產(chǎn)量的難題，促進(jìn)了混煤生產(chǎn)的有序化。原煤上料時堅持先舊后新的原則，降低原煤水分對制粉生產(chǎn)、煤粉質(zhì)量的影響。原煤進(jìn)場后及時進(jìn)行倒料、清理貨位，原煤實行分類定置存放，在煤場空干2～3 d。根據(jù)化驗結(jié)果，確定配比后方可使用。

3.2 優(yōu)化制粉操作

修訂完善制粉系統(tǒng)操作規(guī)程和技術(shù)規(guī)程。嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)化操作程序進(jìn)行操作，控制系統(tǒng)各參數(shù)保持在規(guī)定值以內(nèi)。重點管控好入口溫度＜320℃、出口溫度90～100℃。

嚴(yán)格落實好關(guān)鍵設(shè)備點巡檢制度。系統(tǒng)運行中，嚴(yán)格落實好“風(fēng)煤比”控制模型參數(shù)，保證制粉量與一次風(fēng)量的合理搭配。加強煙氣爐系統(tǒng)的操作，在保證安全生產(chǎn)的前提下，逐步增大高爐廢氣的使用量。4#高爐的廢氣量由原來的36 000 m3/h提升到45 000 m3/h以上，廢氣溫度達(dá)到200℃以上，廢氣量的增加保證了制粉系統(tǒng)的溫度穩(wěn)定。

3.3 優(yōu)化噴吹操作

1）優(yōu)化噴吹操作參數(shù)，降低噴吹補氣量。在確保安全生產(chǎn)的前提下，逐步降低噴吹罐補氣量，1#～4#高爐的補氣量由原先的310～330 m3/h降至230～260 m3/h。統(tǒng)一各噴吹罐倒罐時間及剩余煤粉噸數(shù)，杜絕了因罐內(nèi)煤粉少、補氣風(fēng)量大影響高爐風(fēng)壓的現(xiàn)象。

2）加裝自動化程序，推行標(biāo)準(zhǔn)化操作。根據(jù)噴吹罐罐重和歷史趨勢圖，增設(shè)噴吹罐自動算料程序，并在計算機中實時顯示當(dāng)前的噴吹量、小時噴吹量和噴吹量速率，操作人員可以根據(jù)數(shù)據(jù)及時調(diào)節(jié)，確保噴吹質(zhì)量；在噴吹系統(tǒng)增加自動倒罐程序，在降低職工操作強度的前提下，減少操作失誤對噴吹質(zhì)量的影響。

3）改進(jìn)工藝設(shè)備，優(yōu)化操作基礎(chǔ)條件。對噴吹罐罐底流化進(jìn)行改造，在原有噴吹罐流化管路上增設(shè)DN25電動調(diào)節(jié)閥，設(shè)置對應(yīng)操作程序，使用過程中實現(xiàn)在操作畫面上手動設(shè)置調(diào)節(jié)閥開度。在作為備用罐時，將流化調(diào)節(jié)閥開度調(diào)至100%，使整個流態(tài)化過程涉及到固定床、流化床、顆粒自由懸浮3種狀態(tài)。作為工作罐時，通過大量試驗得出將調(diào)節(jié)閥開度保持在40%時，可穩(wěn)定流化速度和流化床層壓力，可進(jìn)一步穩(wěn)定氣力輸送的最佳流速。在原噴吹罐補壓調(diào)節(jié)閥前端增設(shè)補壓氣動閥，通過程序設(shè)置，設(shè)定罐壓上、下限值，實現(xiàn)補壓氣動閥自動開關(guān)（此項改造不需資金投入），設(shè)定差值在10 kPa以內(nèi)。通過試驗，噴吹過程中罐壓波動10 kPa以內(nèi)對噴吹穩(wěn)定性基本不受影響。將原有電動調(diào)節(jié)閥開度調(diào)至100%，將執(zhí)行器停電甩出停止使用；對部分噴吹罐補壓裝置進(jìn)行改造，將FG罐電子式補壓閥改造為氣動式補壓閥裝置，降低補壓閥卡塞現(xiàn)象的發(fā)生。

4）加強管理，消除常見故障。制定噴吹、煙氣爐等設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)制度，重點做好煙氣爐系統(tǒng)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，確保高爐廢氣使用量滿足生產(chǎn)需求；及時清理煤場中的雜物，定期清理除鐵器上的金屬雜物，做好除鐵器的設(shè)備維護(hù)，保證設(shè)備穩(wěn)定運行，減少煤中雜物，提升煤粉流動性；原煤班每班次清理圓盤格柵、篦子兩次；每班次做好各空氣儲氣罐的放水工作，定期對各噴吹罐的關(guān)鍵閥門（出口閥、出煤閥、補氣支閥）進(jìn)行周期性更換，確保使用周期內(nèi)各關(guān)鍵閥門開關(guān)正常；提升噴吹崗位人員責(zé)任意識，發(fā)現(xiàn)噴吹參數(shù)變化異常，及時通知高爐進(jìn)行清理噴槍，確保噴槍無堵塞現(xiàn)象；加強噴吹操作督查，督查結(jié)果納入月經(jīng)濟(jì)責(zé)任制；每月根據(jù)各作業(yè)區(qū)人員技能情況，開展職工培訓(xùn)，提升操作技能。

4 實施效果

4.1 改進(jìn)前后指標(biāo)

統(tǒng)計改進(jìn)前（2018年）、改進(jìn)后（2019年）各高爐的10 min均勻率＞3%和小時準(zhǔn)確率誤差累計超 過0.5 t/h的次數(shù)統(tǒng)計如表1所示。

表1 改進(jìn)前后各高爐不符合標(biāo)準(zhǔn)次數(shù)統(tǒng)計 次

從表1可以看出：2018年各高爐的噴煤質(zhì)量一般，每月各個作業(yè)區(qū)都有噴吹質(zhì)量超標(biāo)的現(xiàn)象發(fā)生；改進(jìn)后2019年各高爐的噴吹質(zhì)量較2018年有了很大提升，實現(xiàn)了小時噴吹誤差＜0.3 t，月度超過目標(biāo)值次數(shù)＜1次（平均值），噴吹質(zhì)量異議次數(shù)＜1次。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益顯著

噴吹質(zhì)量（均勻率、準(zhǔn)確率）的提升，可以提高煤粉的燃燒率，降低高爐焦比，增加煤粉的噴吹量。根據(jù)統(tǒng)計，噴吹質(zhì)量的穩(wěn)定，每小時可以增加0.5 t的噴煤量，每年可以為高爐多噴吹煤粉17 280 t。按原煤600元，焦炭800元，置換比為0.8計算，每年可以增加直接經(jīng)濟(jì)效益270余萬元。同時，噴吹質(zhì)量的穩(wěn)定可以促進(jìn)高爐的順行，降低高爐風(fēng)壓波動，提升生產(chǎn)產(chǎn)量，也為高爐的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)提供了保證。

5 結(jié)語

為確保滿足萊鋼4座1 080 m3高爐噴吹質(zhì)量需求，在完善《噴吹標(biāo)準(zhǔn)化操作》《制粉標(biāo)準(zhǔn)化操作》規(guī)程后，通過加大噴吹操作規(guī)范督查力度，加強噴吹系統(tǒng)設(shè)備的巡檢和維護(hù)力度，對系統(tǒng)運行狀況定期摸查，并將煤場管理、定期清雜等制度進(jìn)行規(guī)范；推行實施新的考核標(biāo)準(zhǔn)，責(zé)任到人，進(jìn)而持續(xù)保持了小時噴吹誤差＜0.3 t、月平均超過目標(biāo)值＜1次、噴吹質(zhì)量異議次數(shù)＜1次的良好記錄。