首鋼長(zhǎng)鋼8 號(hào)高爐降低燃料比的生產(chǎn)實(shí)踐

張紅斌，張林凱，劉林勇，張偉業(yè)

（首鋼長(zhǎng)治鋼鐵有限公司煉鐵廠(chǎng)，山西 長(zhǎng)治 046031）

1 8 號(hào)高爐概述

首鋼長(zhǎng)治鋼鐵有限公司煉鐵廠(chǎng)8 號(hào)高爐于2022年4 月7 日大修投產(chǎn)，設(shè)計(jì)爐容1 080 m3，共設(shè)有20個(gè)風(fēng)口，2 個(gè)鐵口，采用磚壁合一薄壁爐襯、炭磚-陶瓷杯復(fù)合爐底、頂燃式熱風(fēng)爐、全干法除塵等先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備。8 號(hào)高爐投產(chǎn)后，高爐燃料比偏高，不能及時(shí)完成首鋼長(zhǎng)治鋼鐵有限公司的降低煉鐵工序能耗、高爐低碳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求。于是結(jié)合8 號(hào)高爐自身特點(diǎn)，分析燃料比高的原因，查找影響燃料比的因素，并采取一系列措施，按照循序漸進(jìn)的總體思路，逐步降低了燃料比。燃料比的具體變化如圖1 所示。

圖1 8 號(hào)高爐燃料比情況

2 降低燃料比的措施

2.1 建立鐵焦一體化管控平臺(tái)

建立鐵焦一體化管控平臺(tái)，構(gòu)建穩(wěn)定長(zhǎng)效的溝通機(jī)制，保障信息高效穩(wěn)定傳輸，指導(dǎo)高爐操作。建立了與相關(guān)科室及焦化廠(chǎng)等長(zhǎng)效溝通機(jī)制，通過(guò)召開(kāi)焦炭質(zhì)量管控會(huì)議、構(gòu)建微信工作平臺(tái)等措施，及時(shí)了解配煤結(jié)構(gòu)信息、焦炭質(zhì)量信息、高爐使用組織等方面的全過(guò)程協(xié)作，充分發(fā)揮微信工作群信息平臺(tái)作用，保障了高爐調(diào)整的預(yù)知、預(yù)控，能夠主動(dòng)應(yīng)對(duì)高爐爐況變化、運(yùn)轉(zhuǎn)[1]。通過(guò)長(zhǎng)效溝通機(jī)制，提高了高爐的預(yù)知、預(yù)控能力。

2.2 強(qiáng)化管控原燃料

1）嚴(yán)格執(zhí)行原燃料質(zhì)量管控和高爐體檢管控的各項(xiàng)措施。在充分結(jié)合經(jīng)營(yíng)成本的前提下，改善原燃料質(zhì)量，合理配比原燃料結(jié)構(gòu)，確定高爐爐料結(jié)構(gòu)為燒結(jié)礦+球團(tuán)礦+生礦，焦炭結(jié)構(gòu)為90%～95%干熄焦+5%～10%濕熄焦（其中百分?jǐn)?shù)均為各物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)），控制塊礦最高質(zhì)量配比不超過(guò)15%，球團(tuán)礦質(zhì)量配比不超過(guò)3%，保持熟料率不低于85%，濕熄焦質(zhì)量配比不超過(guò)10%。

2）加強(qiáng)入爐原燃料的篩分和倉(cāng)位管理。要求槽下崗位工每班清理和檢查篩面，保證篩面堵塞率＜25%；控制燒結(jié)礦、球團(tuán)礦篩速35～40 kg/s，焦炭篩速30～35 kg/s，生礦篩速25～30 kg/s，讓原燃料充分過(guò)篩，提高篩分效率，減少粉末入爐；杜絕低倉(cāng)位，避免爐料二次摔打，燒結(jié)礦、球團(tuán)礦低于滿(mǎn)倉(cāng)50%為報(bào)警值，焦炭低于滿(mǎn)倉(cāng)40%為報(bào)警值，出現(xiàn)報(bào)警時(shí)，及時(shí)向調(diào)度反饋要求及時(shí)上料，同時(shí)停用該倉(cāng)，待倉(cāng)儲(chǔ)量達(dá)到80%后投入使用。

3）加強(qiáng)堿金屬、鋅負(fù)荷的管理。針對(duì)有害元素對(duì)高爐的影響，作業(yè)區(qū)以預(yù)知、預(yù)控為手段，及時(shí)對(duì)進(jìn)廠(chǎng)原燃料中有害元素進(jìn)行分析。通過(guò)及時(shí)有效的控制和信息傳遞，在入爐前和入爐后采取不同的控制手段，最大限度地消除了其對(duì)高爐的影響。

2.3 提高風(fēng)溫

風(fēng)溫是高爐熱量的主要來(lái)源之一，風(fēng)溫水平的高低對(duì)燃料比及理論燃燒溫度的影響較大。熱風(fēng)溫度升高100 ℃，可降低煉鐵燃料比20～25 kg/t。通過(guò)優(yōu)化送風(fēng)與燒爐制度，在兼顧送風(fēng)系統(tǒng)安全的情況，進(jìn)一步提高風(fēng)溫水平，有計(jì)劃、有步驟地逐步把風(fēng)溫從1 200 ℃提高至1 215 ℃。

2.4 搭建成熟穩(wěn)定的“平臺(tái)+漏斗”型的裝料制度

高爐上部氣流調(diào)節(jié)主要通過(guò)變更裝料制度（裝入順序、裝入方法、旋轉(zhuǎn)溜槽傾角、料線(xiàn)和批重）等手段調(diào)整爐料在爐喉的分布狀態(tài)，從而使氣流分布更合理，以充分利用煤氣能量，達(dá)到高爐穩(wěn)定順行、高效生產(chǎn)的目的。高爐無(wú)鐘布料的核心是料面平臺(tái)的形成，由于焦炭平臺(tái)較為固定，所以一般情況下不作調(diào)整，實(shí)際操作中以調(diào)整料線(xiàn)和礦石角度為主。通過(guò)對(duì)8 號(hào)高爐布料矩陣進(jìn)行了詳細(xì)的測(cè)量計(jì)算，并結(jié)合自身?xiàng)l件，逐步形成焦炭布料基本矩陣為33（3）31（2）29（2）27（1）23（2），礦石布料基本矩陣為32（3）31（3）30（3）29（3），料線(xiàn)1.7 m，礦批重37 t。日常根據(jù)原燃料和爐況的變化情況，通過(guò)負(fù)荷的變動(dòng)，以及料線(xiàn)、溜槽正反時(shí)間、布料角度和礦批的微調(diào)來(lái)調(diào)整氣流的分布，始終保證“平臺(tái)+漏斗”的理想料面形狀，發(fā)展兩道氣流，將開(kāi)始布料前中心溫度維持在400～600 ℃，下礦后邊緣溫度穩(wěn)定在60～100 ℃，下焦炭后邊緣溫度穩(wěn)定在200 ℃左右。

2.5 提高爐頂壓力

高壓操作是高爐強(qiáng)化冶煉的手段之一，高壓操作可延長(zhǎng)煤氣在高爐內(nèi)停留時(shí)間，有利于礦石還原，能有效地強(qiáng)化高爐冶煉，可在一定程度上降低焦炭消耗，降低生鐵含硅量。根據(jù)8 號(hào)高爐爐頂設(shè)備和荒煤氣系統(tǒng)運(yùn)行情況，逐步將頂壓由185 kPa 增加至197 kPa。

2.6 在經(jīng)濟(jì)富氧量和噴煤量下降低燃料比

選擇合適的噴煤比，觀察提煤比過(guò)程中的燃料比變化，杜絕因煤比提高導(dǎo)致的燃料比異常情況發(fā)生，首鋼長(zhǎng)鋼8 號(hào)高爐的煤比穩(wěn)定在120～130 kg/t，富氧率穩(wěn)定在2.61%～2.65%，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定高效的目標(biāo)。

1）充分發(fā)揮制氧能力，將高爐富氧率穩(wěn)定到經(jīng)濟(jì)富氧率，以充分發(fā)揮富氧對(duì)高爐生產(chǎn)的作用，并且與噴煤相結(jié)合，取得良好生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)。

2）追求合理經(jīng)濟(jì)的煤比，不盲目追求過(guò)高噴煤比，致力于提高煤粉在高爐內(nèi)的利用率和維持較高的置換比，達(dá)到了降低燃料比的目的。

3）穩(wěn)定噴煤配比，同時(shí)配入干熄焦?fàn)t除塵灰，降低燃料成本。高爐噴吹煤大體按普通煙煤占比84%、長(zhǎng)煙煤占比10%、干熄焦?fàn)t除塵灰占比6%進(jìn)行噴煤，要求做到配比基本穩(wěn)定。

2.7 精細(xì)化控制操作參數(shù)

要求值班工長(zhǎng)精心操作，做好預(yù)變、知變、控變工作，確保高爐的穩(wěn)定順行，為高產(chǎn)低耗的實(shí)現(xiàn)提供保障。

2.7.1 料速管控

將風(fēng)量控制在3 300～3 400 m3/min，氧氣量控制在6 000～6 300 m3/h。料速以（63±1）批/班控制，根據(jù)情況微調(diào)風(fēng)量和氧氣用量，待料速達(dá)到（64±1）批/班時(shí)，適當(dāng)擴(kuò)礦批，維持（63±1）批/班。

2.7.2 風(fēng)壓、壓差管控

將風(fēng)壓控制為≤375 kPa、壓差≤175 kPa，嚴(yán)格控制好風(fēng)壓、壓差，杜絕高風(fēng)壓、高壓差操作。

2.7.3 透氣性指數(shù)管控

將透氣性指數(shù)控制在9.5～10.8。在爐況順行、爐溫穩(wěn)定、透氣性指數(shù)達(dá)到上限時(shí)，適當(dāng)提高頂壓；在爐況不順或憋風(fēng)時(shí)及時(shí)控制風(fēng)量，保證透氣性指數(shù)。

2.7.4 爐渣堿度管控

控制好爐渣堿度，將堿度由1.25～1.28 下降至1.20～1.23，同時(shí)密切關(guān)注渣中鎂鋁比，鎂鋁質(zhì)量比低于0.50 時(shí)，及時(shí)調(diào)整入爐料結(jié)構(gòu)，保證爐渣的穩(wěn)定性及流動(dòng)性，減少在爐缸的滯留量。

2.7.5 生鐵中w（S）管控

提高生鐵中w（S），使其由0.015%～0.020%提高至0.023%～0.028%，改善鐵水流動(dòng)性，活躍爐缸。

2.7.6 w（Si）穩(wěn)定率管控

w（Si）穩(wěn)定率標(biāo)準(zhǔn)由0.3%～0.6%下調(diào)為0.25%～0.55%，同時(shí)w（Si）穩(wěn)定率控制標(biāo)準(zhǔn)由85%提升至90%以上，助推燃料比的降低。

2.8 高度重視出鐵組織，提高出鐵均衡率

1）積極與泡泥廠(chǎng)家溝通，要求爐前炮泥質(zhì)量要跟上爐內(nèi)強(qiáng)化操作，確保鐵口噴濺不反復(fù)，開(kāi)鐵口和出鐵過(guò)程滿(mǎn)足工藝要求[2]。

2）加強(qiáng)爐前開(kāi)口機(jī)、泥炮等關(guān)鍵設(shè)備的點(diǎn)檢維護(hù)，為高爐全風(fēng)作業(yè)奠定基礎(chǔ)。

3）目前8 號(hào)高爐爐前鐵口工操作水平參差不齊，爐前區(qū)域通過(guò)不同形式的教育培訓(xùn)，實(shí)現(xiàn)鐵口統(tǒng)一操作，使鐵水流速滿(mǎn)足高爐強(qiáng)化冶煉，能按時(shí)排凈渣鐵，達(dá)到高爐氣流穩(wěn)定的目的。

4）提高出鐵效率，同時(shí)加強(qiáng)鐵口維護(hù)，尋找機(jī)會(huì)對(duì)鐵口區(qū)域進(jìn)行在線(xiàn)灌漿，維護(hù)合理鐵口深度，保證單日爐次14～15 爐，提高出鐵正點(diǎn)率。

5）出鐵配罐模式由8 號(hào)高爐北場(chǎng)5+1（主道5個(gè)罐+輔道1 個(gè)罐，下同）、南場(chǎng)4+2 調(diào)整為北場(chǎng)6+1、南場(chǎng)4+3，減少高爐憋渣憋鐵事故，保證高爐能及時(shí)排凈渣鐵。

2.9 加強(qiáng)設(shè)備管理，降低休風(fēng)率

加強(qiáng)關(guān)鍵設(shè)備管控，形成科學(xué)合理的設(shè)備點(diǎn)檢更換機(jī)制，建立健全設(shè)備的運(yùn)行管理檔案，經(jīng)常性對(duì)運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，保障設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)一步降低高爐休風(fēng)率。推廣“操檢合一”設(shè)備管理模式，崗位人員是所轄設(shè)備日常點(diǎn)檢、維護(hù)的第一責(zé)任人，實(shí)行“點(diǎn)檢定修制”為核心的全員生產(chǎn)維修管理模式。

3 取得的效果

首鋼長(zhǎng)鋼8 號(hào)高爐作業(yè)區(qū)要咬定“守底線(xiàn)，不失血，保盈利”目標(biāo)不動(dòng)搖，眼睛向內(nèi)，直面問(wèn)題，主動(dòng)作為，對(duì)標(biāo)挖潛，以更高擔(dān)當(dāng)更強(qiáng)付出，牢牢守住生存底線(xiàn)，確保躋身行業(yè)“兩高”目標(biāo)達(dá)成，將降本增效各項(xiàng)工作落到實(shí)處。最終，高爐實(shí)現(xiàn)了燃料比逐月降低的目標(biāo)。

4 結(jié)論

1）保持高爐長(zhǎng)期穩(wěn)定順行，減少爐況波動(dòng)是降低燃料比的基礎(chǔ)。

2）原燃料質(zhì)量的穩(wěn)定和優(yōu)質(zhì)是高產(chǎn)低耗的保證，又是降低燃料比的關(guān)鍵。

3）加強(qiáng)設(shè)備管理，提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，為降低燃料比創(chuàng)造了有利條件。

4）高爐產(chǎn)能不斷釋放，要降低燃料比，必須牢固樹(shù)立憋鐵、憋渣就是事故；牢固樹(shù)立爐內(nèi)、爐外一盤(pán)棋；牢固樹(shù)立爐外滿(mǎn)足爐內(nèi)生產(chǎn)的要求。

5）結(jié)合高爐自身原燃料條件、設(shè)備及操作水平，制定合理的噴煤比，助推燃料比的降低。