對集團(tuán)公司3#高爐及部分冶煉知識(shí)的理解

胡鵬

摘要：高爐煉鐵工藝相對復(fù)雜，固有一定規(guī)律可循，但當(dāng)爐況出現(xiàn)波動(dòng)并無照搬的程序適用，一定程度上操作者根據(jù)爐況具體變化采取相應(yīng)措施，恢復(fù)處理時(shí)間或短或長。當(dāng)爐況長期處于波動(dòng)狀態(tài)，以致于使得部分操作者失去耐心，采取了極端或相悖的措施，久拖不愈，效果不佳。當(dāng)砌筑爐型自身存在缺陷、布料器存在缺陷亦或冷卻設(shè)備漏水等因素存在，爐況出現(xiàn)波動(dòng)后的恢復(fù)時(shí)間則更難估計(jì)。

關(guān)鍵詞：爐型;爐料;裝料制度;送風(fēng)制度;冷卻系統(tǒng)

一、我集團(tuán)公司3#高爐相關(guān)問題描述

我集團(tuán)公司3#高爐于2007年9月投產(chǎn)，至今歷經(jīng)了2008～2009年多次嚴(yán)重失常，期間多次爐皮跑火，被迫于2010年初扒爐缸重新開爐。因檢修期間爐缸燒穿，于2010年8月大修，此次大修爐腰爐腹部位更換使用了銅冷卻壁，大修后因炭磚質(zhì)量問題爐缸溫度高威脅安全生產(chǎn)，被迫于2011年11月再次停爐大修，此次大修爐缸炭磚使用了蘭炭。2017年12月，同樣存在爐缸溫度高且爐缸嚴(yán)重堆積，噸鐵燃耗指標(biāo)較差，再次大修，開爐至今。此次大修增加了爐體冷卻強(qiáng)度，使用了西格里炭磚，風(fēng)機(jī)提高了防喘壓力等級。3#高爐自新建到2017年的大修，沒有更換爐皮，爐身上部冷卻壁沒有更換。

在最后一次大修筑爐期間，發(fā)現(xiàn)南鐵口處炭磚應(yīng)有50～80mm的環(huán)縫不能保證，炭磚與冷卻壁頂砌，其它部位亦不均勻。因鉛鋅、堿金屬富集等因素，多次出現(xiàn)過中套上翹變形，風(fēng)口部位冒煤氣，對向風(fēng)口中心線相交點(diǎn)誤差難以保證符合砌筑規(guī)范;因曾多次出現(xiàn)爐皮跑火、栽棒以及多次降料面等因素，高溫段及爐身中部徑向偏差難以保證符合砌筑規(guī)范。受制于管理欠缺以及技術(shù)手段欠缺，相關(guān)數(shù)據(jù)沒有實(shí)際測量。因爐皮變形導(dǎo)致的爐型不規(guī)則客觀存在，3#高爐日常操作爐型難以維持以及出現(xiàn)爐況波動(dòng)后恢復(fù)難度大、恢復(fù)時(shí)間長，與此應(yīng)有一定關(guān)系。

二、對部分相關(guān)專業(yè)知識(shí)的理解

結(jié)合所學(xué)專業(yè)知識(shí)及自身經(jīng)驗(yàn)，對1080m3級高爐使用原料質(zhì)量及相關(guān)操控要點(diǎn)作如下梳理記錄。

1.建議1080m3高爐使用的原料質(zhì)量控制范圍

（1）焦炭

2.對部分相關(guān)專業(yè)知識(shí)的理解

（1）批重大小

高爐操作者普遍認(rèn)同增加批重可減緩界面效應(yīng)，有利于提高煤氣利用率及增產(chǎn)節(jié)焦。多數(shù)人也認(rèn)同增加礦批可抑制中心氣流發(fā)展，但這與當(dāng)前多環(huán)布料的生產(chǎn)實(shí)際有相悖之處。此理論的提出是普遍使用鐘式爐頂期間，基本可視為單環(huán)布料，爐喉間隙不變，隨著礦批增大，爐料堆尖向中心滑移，故起到了抑制中心的作用。由于多環(huán)位爐料量同時(shí)增加則對抑制邊緣和中心氣流起雙重作用。在出現(xiàn)中心氣流偏強(qiáng)或中心過吹時(shí)，以擴(kuò)大礦批抑制中心氣流的操作往往起到相反作用，緣由應(yīng)與上述分析吻合。

（2）料線

通常情況下，料面到爐喉鋼磚上沿留有一批料的空間對應(yīng)的高度設(shè)定為料線。使用正常料線可提高爐容利用率，增加爐料在爐內(nèi)預(yù)熱時(shí)間，有利于節(jié)焦增產(chǎn)，日常操控要盡量避免出現(xiàn)虧料線作業(yè)，逢虧料線，應(yīng)趕齊料線在前加全風(fēng)在后。

我公司1080m3高爐39噸礦批對應(yīng)的上限料線為1.12米，故，同行業(yè)先進(jìn)企業(yè)同立級高爐使用了1.20米料線。

31.4÷28=1.12，批料體積÷1米高爐對應(yīng)的體積。

（3）矩陣寬度

結(jié)合我公司3#高爐生產(chǎn)實(shí)際、參照周邊企業(yè)做法，環(huán)寬通?？刂圃?0±2°。焦炭角度略大于礦石角度0.5°或1°，K40、38、36、34、32、30、28，屬較寬壞帶，結(jié)合原燃料質(zhì)量、煤比高低，尤其在提煤比過程中，應(yīng)適當(dāng)收窄環(huán)帶，其中永鋒鋼鐵高爐環(huán)帶8°，煤比長期175公斤，且噸鐵燃料比做到520公斤或以內(nèi)。鑫華高爐環(huán)帶較寬，噸鐵煤比約150公斤，噸鐵燃耗略高，同時(shí)考慮原燃料波動(dòng)、操控因素，長期看，爐況穩(wěn)定程度較永鋒略差，尤其表現(xiàn)在2017年12月上旬，鑫華鋼鐵采取強(qiáng)壓邊降焦比的措施提產(chǎn)，以致于氣流分布失常，加之恢復(fù)期加風(fēng)過激，爐況失常，造成嚴(yán)重爐涼，損失較大。

首鋼高爐開爐后長達(dá)近2年?duì)t況不順，而后使用如下矩陣，且原燃料質(zhì)量優(yōu)良（用了焙燒球團(tuán)）。K39.5、38、36.5、35、33.5、31.5、33.5，圈數(shù)：3、3、3、3、2、2、1;J40、38、36、34、31、28、20、9，圈數(shù)：4、3、3、3、3、2、1、 5.5，采用了中心加焦。

（4）矩陣角度大小

正常情況下，我公司1080m3高爐矩陣角度≥36°，在恢復(fù)爐況期間，一味縮小角度同樣不能取得效果，這偏離了布料規(guī)律，即布料堆尖偏離出爐喉半徑1/2之外的位置。2010年在1#1080m3高爐開爐時(shí)測量的1.6米料線，爐喉半徑1/2位置對應(yīng)的矩陣角度約27°，我公司兩座1080m3高爐爐型基本一致，3#高爐可參考。矩陣角度<34度時(shí)，應(yīng)考慮原料質(zhì)量、爐缸等方面是否存在影響順行的因素，不能無限制縮小角度。

（5）風(fēng)口配置

風(fēng)口選型應(yīng)主要考慮兩個(gè)方面，一是原燃料質(zhì)量情況，二是爐缸耐材侵蝕及冷卻壁破損情況。目前我公司3#高爐風(fēng)口直徑全部為115mm，長度490mm。隨著爐役增加，同時(shí)考慮便于維護(hù)鐵口，可在檢修休風(fēng)時(shí)，將鐵口上方對應(yīng)的4個(gè)風(fēng)口加長至510mm。

風(fēng)口設(shè)置可以參考1200以下爐子長度安爐缸直徑6%～6.5%1200～2500按5.5%～6%，2500以上的按5%～5.5%。

（6）冷卻制度的確定

冷卻器的水量與高爐熱負(fù)荷適應(yīng)。風(fēng)口大套溫差3～5℃、風(fēng)口中套3～5℃、風(fēng)口小套≯10℃、爐缸冷卻壁<4℃、風(fēng)口帶冷卻壁4～6℃、爐腹冷卻壁10～16℃、爐腰冷卻壁10～14℃、爐身下部冷卻壁10～14℃。

我公司高爐常出現(xiàn)的異常爐況是爐墻粘結(jié)、爐缸堆積。當(dāng)爐況出現(xiàn)上述情況時(shí)，初期采取調(diào)整料制、輕負(fù)荷尚有一定效果，若處理不當(dāng)，延緩了恢復(fù)進(jìn)程甚至進(jìn)一步惡化爐況，則應(yīng)慎重使用風(fēng)量。加全風(fēng)量是恢復(fù)爐況的目標(biāo)、是追求的結(jié)果，但應(yīng)清醒的認(rèn)識(shí)到是不是有效風(fēng)量，風(fēng)量有效做功則可行，加了風(fēng)若不做功則會(huì)做怪，會(huì)破壞操作爐型，進(jìn)而延緩進(jìn)程，致使反復(fù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]《高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊》作者：周傳典、冶金工業(yè)出版社2002/08

[2]《高爐煉鐵》作者：宋永清、任淑萍、冶金工業(yè)出版社2016/02