馬鋼2#2500m3高爐爐況處理實(shí)踐

任鑫鑫，尤 石，趙世丹，左 俊

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司，安徽 馬鞍山 243000）

馬鋼2#2500m3高爐自2017年10月10日點(diǎn)火開(kāi)爐以來(lái)，爐況穩(wěn)定性一直較差，產(chǎn)能偏低。氣流表現(xiàn)為中心氣流不暢，邊緣氣流不受控。為此，2018～2019年，高爐操作人員先后從原燃料管理、上下部制度、渣鐵管理及冷卻制度等方面著手進(jìn)行了積極摸索調(diào)整，但收效甚微，產(chǎn)能始終未能穩(wěn)定在6000t/d以上。

進(jìn)入2020年，高爐操作人員轉(zhuǎn)變觀念，借鑒國(guó)內(nèi)先進(jìn)高爐的操作經(jīng)驗(yàn)，采取了一系列新舉措，使高爐成功走出困境，產(chǎn)能重新拉回至6100t/d的水平。下面重點(diǎn)對(duì)本次爐況處理實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)[1]。

1 面臨的現(xiàn)狀

2#高爐爐況不穩(wěn)主要表現(xiàn)在壓量關(guān)系緊張，經(jīng)常性的邊緣竄氣，導(dǎo)致冶強(qiáng)提升難度大。就目前2#爐面臨現(xiàn)狀而言，以下兩個(gè)問(wèn)題是制約冶強(qiáng)提升的關(guān)鍵。

（1）爐缸狀況不活躍，有效容積在縮小，爐缸不接受強(qiáng)度。①2019年7月以后，高爐頻繁出現(xiàn)小套燒損現(xiàn)象，大量冷卻水漏入爐內(nèi)，爐內(nèi)熱渣鐵受冷凝結(jié)在漏水小套周圍，呈現(xiàn)出邊緣局部堆積。②受爐況波動(dòng)影響，長(zhǎng)期以來(lái)2#高爐入爐風(fēng)量使用偏低，鼓風(fēng)動(dòng)能明顯不足（＜130kj/s），爐缸中心吹不透，中心死料柱趨于肥大。③自2019年8月之后，4層爐芯溫度從337℃開(kāi)始持續(xù)下降，至同年11月底，爐芯溫度降至277℃，而同期爐缸9層（標(biāo)高10.486m）側(cè)壁溫度（0.20m）由117℃下降至100℃，中心邊緣的雙降反映出爐缸容積在縮小。④由于氣流不穩(wěn)，爐溫波動(dòng)大，爐缸熱量不穩(wěn)，以致?tīng)t缸內(nèi)渣鐵流動(dòng)不暢，影響爐前渣鐵處理，加劇了爐缸處理的難度。⑤迫于生產(chǎn)成本壓力，在高燃料比情況下，高爐仍在一味追求煤比，過(guò)多的煤粉噴吹入爐后不能完全燒掉，而未燃煤粉除一部分隨爐塵排出以外，其余則填充在死料柱和料柱縫隙間，不僅惡化死料柱透氣透液性，加劇爐缸中心不活，而且增加整個(gè)料柱阻損，不利于氣流的穩(wěn)定。在2019年，噸鐵爐塵由上半年21.3kg/Tfe上升至下半年25kg/Tfe。

（2）操作爐型不規(guī)則，渣皮不穩(wěn)定，不利于穩(wěn)定氣流。①為了盡快恢復(fù)爐況，2019年7月下旬之后，高爐采用長(zhǎng)堵風(fēng)口操作，而堵風(fēng)口的不利影響在于其正上方區(qū)域的爐墻不受熱氣流沖刷，爐墻渣皮不穩(wěn)定，易出現(xiàn)規(guī)律性結(jié)厚脫落再結(jié)厚，不利于氣流的穩(wěn)定。若長(zhǎng)堵風(fēng)口為檢修門右側(cè)風(fēng)口，爐墻電偶波動(dòng)點(diǎn)則集中在9～12點(diǎn)，與生產(chǎn)實(shí)踐相符。②冷卻制度不穩(wěn)定引起渣皮的波動(dòng)，破壞氣流的正常分布。正常生產(chǎn)軟水水量維持不變，通過(guò)將軟水進(jìn)水溫度控制在43℃～44℃來(lái)穩(wěn)定冷卻強(qiáng)度，但因水泵房對(duì)軟水進(jìn)水溫度控制手段有限，導(dǎo)致進(jìn)水溫度波動(dòng)大，有時(shí)甚至低于42℃，嚴(yán)重影響到渣皮的穩(wěn)定，后續(xù)該問(wèn)題需引起重視。③在上下部制度的選擇上不合理，導(dǎo)致料面不穩(wěn)，影響兩道氣流分布。目前2#高爐氣流通道主要依賴中心，因而在上部制度選取上往往以開(kāi)放中心為主，但中心過(guò)度發(fā)展后，爐喉徑向料速不均，會(huì)出現(xiàn)爐料向中心滾動(dòng)現(xiàn)象，從而堵塞中心通道，引發(fā)邊緣局部竄氣，不利于合理操作爐型的維護(hù)。④長(zhǎng)期以來(lái)受爐況波動(dòng)影響，爐料下降至滴落帶后攜帶熱量不穩(wěn)定，以致?tīng)t缸熱制度反復(fù)性大，熱制度的反復(fù)波動(dòng)反過(guò)來(lái)影響爐腹、爐腰渣皮的穩(wěn)定。⑤操作人員風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)薄弱，壓差管理不規(guī)范。對(duì)中心加焦的高爐而言，中心氣流穩(wěn)定順暢是氣流穩(wěn)定的關(guān)鍵所在，因此在高爐出現(xiàn)高壓差時(shí)，不論是渣鐵、氣流、或者原料異常哪種原因造成的，應(yīng)當(dāng)首選減風(fēng)過(guò)渡，第一時(shí)間降低下部壓力來(lái)緩解邊緣壓力，確保邊緣氣流可控。

2 采取措施

（1）掌握爐料對(duì)爐況的影響，穩(wěn)定兩道氣流。①生礦的冶金性能相較熟料而言，軟熔起始溫度低，軟熔區(qū)間寬，且具有強(qiáng)的熱爆裂性，若生礦在料條上平鋪時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)惡化料柱的透氣性，不利于兩道氣流的穩(wěn)定。故2020年1月16日，通過(guò)調(diào)整槽下生礦閘門開(kāi)度將生礦平鋪時(shí)間由70s縮短至60s，使?fàn)t料入爐后盡可能多的生礦布在平臺(tái)上，減少或避免生礦向中心的滾動(dòng)，有益于穩(wěn)定好中心氣流。同時(shí)，嚴(yán)格控制好入爐生礦比例，確保生礦比例在15%以下。②通過(guò)穩(wěn)定焦丁比來(lái)穩(wěn)定邊緣氣流。由于焦丁布在礦石料條的頭部，入爐后焦丁靠近爐墻分布，因此關(guān)注好焦丁槽位變化，選取合適的焦丁比，穩(wěn)定好焦丁量能夠改善邊緣透氣性，有利于穩(wěn)定邊緣氣流。

（2）上下部制度配合調(diào)整，疏導(dǎo)兩道氣流。①在2019年12月份下旬，因礦焦平臺(tái)寬度過(guò)寬，另礦批使用較大，74～76t，班料速控制在42～44批，以致平臺(tái)氣流不受控，從十字測(cè)溫桿觀察可發(fā)現(xiàn)2～3環(huán)電偶溫度上升明顯，由正常值100℃～200℃上升至300℃～400℃，中心邊緣兩道氣流相對(duì)有所減弱，軟熔帶形狀發(fā)生改變，趨向于平坦化，氣流抵御外圍干擾能力明顯下降，爐況波動(dòng)逐步在加劇，鑒于此，2020年1月6日上部制度進(jìn)行調(diào)整，將礦平臺(tái)寬度由9°縮窄至7°，焦炭平臺(tái)由9.5°縮窄至7.5°，但氣流并未有明顯改善，直至16日后將礦批縮小至66t，控制班料速在48～50批，平臺(tái)氣流才得以受控，兩道氣流得到強(qiáng)化。②之后，高爐進(jìn)行下部參數(shù)優(yōu)化，一方面積極使用風(fēng)量，在堵一個(gè)的風(fēng)口的情況下，將目標(biāo)風(fēng)量由4600m3/min～4650m3/min上調(diào)至4850m3/min～4900m3/min的水平，鼓風(fēng)動(dòng)能有了明顯提升，由130kj/s上升至140kj/s～145kj/s，這樣不僅有利于爐缸中心的活躍，更加有利于穩(wěn)定邊緣氣流；另一方面適當(dāng)控制強(qiáng)度，為處理爐缸、固化爐型爭(zhēng)取時(shí)間，將氧量由9000m3/h分步控制在7000m3/h的水平。

（3）減輕焦炭負(fù)荷，通過(guò)改善氣流分布來(lái)降低燃料比。2020年1月上半月，負(fù)荷維持4.20～4.25，但氣流欠穩(wěn)，燃料比高達(dá)530kg/t，不具備上強(qiáng)度條件，16日高爐及時(shí)加0.3t/ch輕料（4.15）過(guò)渡，負(fù)荷退守后，小時(shí)噴煤量由37t/h下降至35t/h，噴煤量下降后爐缸負(fù)荷及料柱阻損有所減輕，后氣流得到緩解，燃料比非但沒(méi)有因退負(fù)荷上升反而呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，1月下旬，燃料比逐步降至520kg/t的水平，同時(shí)噸鐵爐塵量也由上半月26.8kg/Tfe下降至下半月23.3kg/Tfe，取得了良好的實(shí)踐效果。

（4）強(qiáng)化爐前渣鐵處理，為處理爐缸創(chuàng)造有利條件。渣鐵處理的順暢是爐缸狀況改善的標(biāo)志之一。2019年下半年以來(lái)，受氣流波動(dòng)影響，爐缸活躍度變差，爐前渣鐵處理欠暢，渣鐵往往不能及時(shí)排出，經(jīng)常出現(xiàn)單爐流速差或者兩鐵口渣鐵不均現(xiàn)象，尤其是單場(chǎng)出鐵時(shí)渣鐵不均表現(xiàn)更加明顯。為了有效改善爐前渣鐵處理，穩(wěn)定好爐內(nèi)的渣鐵液面，確保一次氣流的合理分布，故爐內(nèi)做出以下要求：①降低鐵口深度，由3.2m～3.3m降低至3.1m；②擴(kuò)大孔道直徑，由原先55mm鉆桿直接開(kāi)口切換為60mm鉆桿套1.5m～1.8m后再拿55mm鉆桿開(kāi)口；③投用的兩鐵口視出鐵時(shí)間、來(lái)渣時(shí)間調(diào)整開(kāi)口間隔時(shí)間，通過(guò)靈活應(yīng)對(duì)，控制來(lái)渣時(shí)間在30min以內(nèi)，出鐵時(shí)間在110min～160min。

（5）夯實(shí)基礎(chǔ)管理，穩(wěn)定好熱制度。工長(zhǎng)操作是維持爐況穩(wěn)定順行的一個(gè)重要方面。故日常生產(chǎn)中應(yīng)統(tǒng)一四班思路，加強(qiáng)對(duì)工長(zhǎng)基礎(chǔ)操作的管理，一方面嚴(yán)格落實(shí)好壓差管理制度（＜175kpa），杜絕由高壓差引發(fā)的氣流波動(dòng)；另一方面強(qiáng)化爐溫趨勢(shì)管理，盡量做到早動(dòng)、動(dòng)準(zhǔn)，避免人為性的熱制度波動(dòng)；若在爐況波動(dòng)期，操作者主要通過(guò)穩(wěn)定風(fēng)溫和噴煤量，充分利用加濕調(diào)整的及時(shí)性來(lái)過(guò)渡臨時(shí)性的氣流波動(dòng)，能夠有效避免熱制度的反復(fù)波動(dòng)，確保爐缸熱量的穩(wěn)定。在正常生產(chǎn)時(shí)，【Si】控制在0.40%～0.60%，PT控制在1500℃以上，硅偏差控制在0.14%以內(nèi)。采用該控制標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐效果較好。

3 效果

進(jìn)入2020年，通過(guò)采取以上一系列的措施，爐況下滑勢(shì)頭得到遏制，煤氣流分布趨向合理，產(chǎn)能穩(wěn)步在提升，取得了良好的實(shí)踐效果。下表1為2019年7月～2020年2月馬鋼2#高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)情況。

表1 2019年7月-2020年2月馬鋼2#高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

4 結(jié)語(yǔ)

（1）高爐操作應(yīng)樹(shù)立以風(fēng)為綱的思想，積極使用風(fēng)量，在上風(fēng)量的同時(shí)做好上部制度的匹配性調(diào)整。上下部制度相匹配是兩道氣流合理分布的關(guān)鍵所在。

（2）穩(wěn)定充沛的爐缸熱量是爐缸工況活躍，兩道氣流能夠合理分布的前提。因而提升工長(zhǎng)實(shí)操水平，穩(wěn)定好熱制度是快速處理爐況的有效途徑。

（3）渣鐵處理的順暢是爐缸狀況改善的重要標(biāo)志之一。因此在日常生產(chǎn)中應(yīng)關(guān)注好爐前出鐵過(guò)程，確保渣鐵排放均勻、穩(wěn)定、順暢。

（4）冷卻制度的穩(wěn)定是形成合理操作爐型的基本要求。后續(xù)操作人員要重點(diǎn)關(guān)注好軟水進(jìn)水溫度的變化，可考慮對(duì)405泵房的管路設(shè)備以及工藝流程進(jìn)行技術(shù)升級(jí)改造，增強(qiáng)該泵房對(duì)進(jìn)水溫度的調(diào)控能力，便于穩(wěn)定冷卻強(qiáng)度，穩(wěn)定好渣皮。

（5）局部堵風(fēng)口作業(yè)不利于合理操作爐型的維護(hù)，不利于邊緣氣流的穩(wěn)定，但在全開(kāi)風(fēng)口后如何控制好上下部參數(shù)，使上下部制度相匹配，實(shí)現(xiàn)爐況的平穩(wěn)過(guò)渡，仍需要我們進(jìn)一步的摸索探究。