德勝釩鈦420 m3高爐提產(chǎn)操作生產(chǎn)實(shí)踐

鄒佳均，唐 磊，王 勁

(四川德勝集團(tuán)釩鈦有限公司煉鐵廠，四川 樂山 614900)

2#高爐有效容積為420 m3，高爐設(shè)置14個(gè)風(fēng)口，1個(gè)鐵口，1個(gè)渣口，于2006年7月投產(chǎn)。悶爐前受限于設(shè)備隱患、原燃料質(zhì)量波動(dòng)大、監(jiān)測(cè)裝備落后等外圍因素，未能實(shí)現(xiàn)高風(fēng)量高頂壓作業(yè)。按公司聯(lián)合檢修計(jì)劃統(tǒng)籌安排，2#高爐于2020年10月14日悶爐，對(duì)高爐主體設(shè)備進(jìn)行隱患治理。新增爐頂熱成像及風(fēng)口熱成像、爐前渣溝流嘴更換為中套等系列措施，結(jié)合與高強(qiáng)度釩鈦冶煉相匹配的原燃料標(biāo)準(zhǔn)、裝料制度、送風(fēng)制度、造渣制度及熱制度等工藝條件，高爐實(shí)現(xiàn)了利用系數(shù)穩(wěn)步上升。德勝釩鈦2#高爐主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表1。

表1 德勝釩鈦2#高爐各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

1 提高產(chǎn)量的措施

針對(duì)釩鈦磁鐵礦冶煉難度大、爐內(nèi)氣流難控制、入爐品位低、渣量大、渣鐵黏度大、脫硫困難、爐內(nèi)透氣性差等一系列問題，本次提產(chǎn)通過一系列摸索、實(shí)踐，從裝備管理、原燃料控制、操作制度三方面進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到了預(yù)期提產(chǎn)目標(biāo)。

1.1 外部隱患治理，升級(jí)裝備

1.1.1 渣溝流嘴改為中套，備本體水、輔助保安水

2#高爐采用的底濾法水沖渣，沖渣水壓大小、渣溝維護(hù)等直接影響了生產(chǎn)的節(jié)奏。產(chǎn)物爐渣又為高鈦渣，渣中TiO2平均含量在21%左右，本身釩鈦渣黏稠度較高，加之入爐品位低(50%-51%波動(dòng))，渣比在600-650 kg/t區(qū)間浮動(dòng)。為避免因渣溝堵塞造成的高爐強(qiáng)堵口，對(duì)沖渣溝流嘴(見圖1)及沖渣水管道(見圖2)進(jìn)行了優(yōu)化。渣溝流嘴更換為中套外置水冷式，解決了頻繁做渣溝流嘴的問題。本體水為高爐本體冷卻循環(huán)水，在保證高爐冷卻水壓正常的情況下，可以引部分水來(lái)輔助沖渣。保安水外接800 m3水池，作為緊急時(shí)刻的輔助水使用。原則上在本體水無(wú)法滿足沖渣的情況下可以開啟保安水，使用保安水池的水后應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)充。

圖1 沖渣溝流嘴用中套代替

圖2 沖渣水后端新增2段水源輔助

1.1.2 更換送風(fēng)裝置

本次悶爐期間將傳統(tǒng)進(jìn)風(fēng)裝置更換為卡丹式進(jìn)風(fēng)裝置(見圖3)，傳統(tǒng)裝置法蘭連接處易漏風(fēng)、發(fā)紅，調(diào)整難度大；新的送風(fēng)裝置便于拆卸、調(diào)整，有效治理漏風(fēng)隱患。同時(shí)備品備件規(guī)格型號(hào)統(tǒng)一、方便采購(gòu)、管理。

更換前：漏風(fēng)治理難、易發(fā)紅

1.1.3 新增監(jiān)測(cè)設(shè)備

悶爐期間，新增爐頂成像紅外線裝置，能直觀觀測(cè)料面情況，結(jié)合冷卻壁水溫差變化，大致判斷煤氣流分布情況，為合理布料提供保障；風(fēng)口成像紅外線裝置的應(yīng)用，減少了人工現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的不確定性，實(shí)時(shí)觀察噴槍噴煤情況，避免堵塞引起的噴煤量不足進(jìn)而導(dǎo)致的爐況波動(dòng)。

1.1.4 布局輔助氣體管道、更換閥位及明確標(biāo)識(shí)

重新梳理空壓、氧氣、氮?dú)獾裙艿啦季郑幚砑案鼡Q各跑冒滴漏閥門，標(biāo)注各閥位開關(guān)點(diǎn)位、設(shè)置銘牌及操作方向，減少人為失誤對(duì)生產(chǎn)造成的影響。

1.1.5 抓好爐前設(shè)備點(diǎn)檢，優(yōu)化爐前管理

爐前的渣鐵排放情況直接影響爐內(nèi)加風(fēng)跑料節(jié)奏，爐前必須適應(yīng)高強(qiáng)度釩鈦冶煉的節(jié)奏，保證渣鐵排盡，規(guī)范了以下幾點(diǎn)措施：

a)當(dāng)班期間，值班鉗工、爐前主操必須對(duì)爐前設(shè)備進(jìn)行不低于2次的點(diǎn)檢；

b)保證炮泥質(zhì)量受控，現(xiàn)場(chǎng)備用兩個(gè)廠家的炮泥；

c)穩(wěn)定裝泥量和打泥量，泥炮標(biāo)尺處焊接螺紋鋼條來(lái)約定好固定裝泥刻度和打泥刻度區(qū)間，便于觀察，三班統(tǒng)一操作；

d)保持鐵口深度在1.45-1.55 m，每爐檢查泥套的完整性；

f)了解爐溫情況，選擇合適鉆頭開口，現(xiàn)場(chǎng)備用Φ50、Φ55、Φ60三種型號(hào)的鉆頭來(lái)應(yīng)對(duì)不同的爐況。

1.2 嚴(yán)控入爐原燃料質(zhì)量

1.2.1 更換篩網(wǎng)規(guī)格，減少入爐粉末率

對(duì)篩網(wǎng)進(jìn)行調(diào)整或更換，針對(duì)不同種類原料更換了不同規(guī)格的篩網(wǎng)(見表2)，并對(duì)入爐原燃料粒度進(jìn)行了嚴(yán)格控制，標(biāo)準(zhǔn)如下[1]：

表2 原燃料篩分網(wǎng)格標(biāo)準(zhǔn)

a)燒結(jié)礦：過篩后入爐粉末<6.3 mm比例小于3%，粒度范圍在6.3-40 mm，其中>40mm比例小于5%，以16-25 mm質(zhì)量為最佳；

b)混合塊礦：粒度8-30 mm比例≥80%，<8 mm粉末量≤5%，>30 mm大塊礦比例≤10%；

c)球團(tuán)礦：粒度8-16 mm比例≥80%，<8 mm粉末量≤5%，大于16 mm的比例≤10%，且無(wú)紅球；

d)焦炭：粒度在25-75 mm，其中<20 mm比例≤8%,>75mm比例≤10%。

1.2.2 制定入爐原燃料物理、化學(xué)指標(biāo)要求

從入爐原燃料著手，各級(jí)管理人員、技術(shù)人員通過長(zhǎng)期摸索，制定出適合于本公司釩鈦冶煉的原燃料入爐標(biāo)準(zhǔn)，通過加強(qiáng)對(duì)進(jìn)場(chǎng)焦炭質(zhì)量、礦類冶金性能等進(jìn)行控制，以穩(wěn)定爐況成分性能為工作重心，為高爐順行提供保障，公司牽頭制定了原燃料標(biāo)準(zhǔn)(見表3、表4、表5、表6)，遇入爐原燃料不符合工藝標(biāo)準(zhǔn)的情況，有專人通知高爐管理人員、高爐操作者，第一時(shí)間微調(diào)操作方針以適應(yīng)復(fù)雜多變的原燃料情況。做到原燃料波動(dòng)，分廠負(fù)責(zé)人立馬做出應(yīng)對(duì)措施的質(zhì)量循環(huán)鏈。

表3 燒結(jié)礦理化指標(biāo)要求

表4 球團(tuán)礦化學(xué)指標(biāo)抗壓強(qiáng)度要求

表5 塊礦成分要求

表6 焦炭物化性能要求

1.3 優(yōu)化操作技術(shù)

鑒于冶煉釩鈦礦易出現(xiàn)渣比高、脫硫困難、爐渣黏稠、爐內(nèi)透氣性差等一系列爐況不穩(wěn)問題，技術(shù)人員對(duì)裝料制度、送風(fēng)制度、熱制度和造渣制度進(jìn)行摸索，在保證高產(chǎn)的情況下，探索出一套適用于本高爐的操作制度。

1.3.1 裝料制度的選擇

圖4 布料溜槽參數(shù)

1.3.2 送風(fēng)制度的選擇

合理的送風(fēng)制度是穩(wěn)定煤氣流的前提，日常生產(chǎn)中將風(fēng)量、富氧穩(wěn)定在一個(gè)相對(duì)合理區(qū)間，保持初始煤氣流的穩(wěn)定分布。根據(jù)上部2-3度角度差的布料方式及下部風(fēng)口布局，正常生產(chǎn)中將風(fēng)量維持在1330-1350 m3/min，富氧亦根據(jù)爐況穩(wěn)定情況、理論煤比值、理論燃燒溫度等條件控制在5000-6000 m3/h。

下部布局調(diào)整以“活”為主。據(jù)爐型及原燃料情況，本次將風(fēng)口面積由0.146 5 m2縮減為0.141 1 m2，與上部調(diào)節(jié)手段相適應(yīng)，保證吹透中心和初始煤氣流分布的穩(wěn)定，上下部調(diào)劑手段均以適當(dāng)發(fā)展中心氣流為目的，對(duì)邊緣氣流進(jìn)行控制，保證合理的煤氣流分布和改善料柱透氣性，送風(fēng)參數(shù)裝置設(shè)計(jì)及風(fēng)口分布情況如圖5所示。

圖5 送風(fēng)裝置參數(shù)設(shè)計(jì)及風(fēng)口分布情況

1.3.3 熱制度及造渣的選擇

高爐熱制度是根據(jù)冶煉鐵種、原料、燃料條件和爐容大小而確定的爐缸應(yīng)具有的溫度水平，一般以鐵水和爐渣的溫度為代表。由于原料質(zhì)量、爐容大小、冶煉鐵種和操作制度不同，各個(gè)高爐的鐵水和爐渣的溫度水平是不同的[2]。針對(duì)釩鈦礦冶煉的特殊性、入爐原燃料的多樣性，平均入爐S負(fù)荷在6.0 kg /t以上，以保證脫硫效果和高鈦渣的流動(dòng)性(TiC、TiN等高熔點(diǎn)物質(zhì)懸浮于渣，嚴(yán)重影響渣流動(dòng)性)。經(jīng)過長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐，確定了日常鐵水溫度控制在1420 ℃以上、[Si+Ti]按0.30%-0.45%控制，能保證爐缸熱量；造渣制度的選擇為：R2控制在1.15-1.20、MgO控制在8.5%-9.0%、MgO/Al2O3控制在0.55-0.90，能滿足生鐵脫硫要求和高鈦渣的正常流動(dòng)。

2 結(jié)語(yǔ)

(1)重視入爐原燃料情況，精料、穩(wěn)料入爐是順行的關(guān)鍵。

(2)操作制度選擇合理是實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度冶煉的關(guān)鍵。

(3)生產(chǎn)組織到位、設(shè)備故障率降低是提產(chǎn)的保障。

(4)受限于熱風(fēng)爐檢修，未能完全使用風(fēng)溫，下一步合理利用風(fēng)溫，攻關(guān)降低燃料比項(xiàng)目。

(5)通過此次提產(chǎn)攻關(guān)，進(jìn)一步加強(qiáng)了高爐操作者的日常操作技能。