楊 毅

(馬鋼集團(tuán)鋼鐵股份公司)

摘 要:馬鋼 4000m³高爐實(shí)現(xiàn)了長周期穩(wěn)定順行，技術(shù)操作人員在改善原燃料質(zhì)量的基礎(chǔ)上，實(shí)施煤比攻關(guān)，爐內(nèi)優(yōu)化調(diào)整氣流分布，爐外優(yōu)化調(diào)整出鐵，細(xì)化技術(shù)操作，初步實(shí)現(xiàn)提升煤比的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞:氣流分布；爐前出鐵；細(xì)化操作

近年來馬鋼 4000m³高爐已實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定生產(chǎn)千日以上，初步解決了長周期穩(wěn)定順行的問題，但煤比始終徘徊在145kg/t左右，在行業(yè)同類型高爐中排名在中下游水平，制約著經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的進(jìn)一步提升。為了提升煤比，提升經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，增強(qiáng)在同行業(yè)的市場競爭力，2017年10月:馬鋼煉鐵技術(shù)操作人員開展煤比攻關(guān)，取得了階段性成功尤其是在冬季生產(chǎn)階段，月均煤比突破170kgt·fe，最高當(dāng)日達(dá)到 185 kg/t·fe。

1改善原燃料質(zhì)量

馬鋼 4000m³高爐配套 7.63m焦?fàn)t，可提供約 75%的干熄焦炭，余下不足的部分倒運(yùn) 6m焦?fàn)t干熄焦，目前基本不使用外購焦炭。2017年4月7.63m焦?fàn)t焦炭質(zhì)量受主焦煤質(zhì)量劣化的影響，M40最低降至88.8、M10最高達(dá)到6.1，均超過質(zhì)量預(yù)警控制值見圖1。7.63m焦?fàn)t焦炭用量大，質(zhì)量出現(xiàn)大幅波，高爐爐況反應(yīng)明顯，爐內(nèi)波動大，爐缸工作狀態(tài)惡化，爐前出鐵不穩(wěn)定。高爐退負(fù)荷0.4，降低煤比約 30kg/t·fe。6月份起7.63m 焦?fàn)t焦炭冷態(tài)強(qiáng)度逐步穩(wěn)定M40控制在90-90.5，M10控制在5.4-5.6，灰分控制在12.20-12.50;10月份起6m焦?fàn)t焦炭冷態(tài)強(qiáng)度也逐步穩(wěn)定，M40控制在89-89.5，M10控制在5.5-5.7，灰分控制在12.10-12.40見圖2、3;雖然數(shù)據(jù)指標(biāo)沒有明顯改善，但穩(wěn)定性較好,為高爐提升煤比打下基礎(chǔ)。2017年12月上旬起在條件允許的情況下，高爐使用100%的7.63m 焦?fàn)t焦炭入爐焦炭質(zhì)量提升，經(jīng)過 10天左右的死料柱焦炭置換及操作調(diào)整，煤比一段時間內(nèi)穩(wěn)定在180kg/t·fe以上，再次證明焦炭質(zhì)量的優(yōu)劣對高爐指標(biāo)有著直接的影響。

2016年2月份起，優(yōu)化入爐焦炭粒度，有針對性的擴(kuò)大槽下焦炭篩齒間距，以提高入爐中心焦炭粒度，來改善爐缸區(qū)域死料柱焦炭性能。焦炭篩齒間距增大后，入爐焦炭的粒度整體提高了約0.5mm，但焦丁量也大幅增加，時而波動較大，入爐焦丁比也隨著波動，這對爐內(nèi)氣流的穩(wěn)定產(chǎn)生負(fù)面影響。10月份煤比攻關(guān)開始后，執(zhí)行焦丁使用暫行規(guī)定，變料時焦丁比穩(wěn)定在 45kg/t·fe,焦丁量多則外排焦丁量少則用輔料斗補(bǔ)齊，以穩(wěn)定焦丁用量，進(jìn)而穩(wěn)定爐內(nèi)大焦量，有利于穩(wěn)定爐內(nèi)氣流。

馬鋼 4000m³高爐入爐品位在行業(yè)內(nèi)處于中等偏下水平主要原因是入爐燒結(jié)礦與球團(tuán)礦品味較低。入爐品位偏低，渣比偏高，是不利于高爐指標(biāo)的提升。2017年5月起，公司決定提升入爐品位見圖4，優(yōu)化配礦結(jié)構(gòu)，燒結(jié)礦含鐵增加約 0.25%，球團(tuán)礦含鐵增加約0.12%，高爐入爐品味增加約0.15%，入爐渣比下降5-10kg/t·fe。

2氣流發(fā)展的調(diào)整

馬鋼 4000m³高爐開爐以來，布料矩陣有較大變化，近兩年逐步形成“穩(wěn)定中心，適當(dāng)疏松邊沿”的技術(shù)路線。2014年8月去掉中心焦，拓寬布料平臺，同時逐步減小礦、焦的初始布料角度(42°→39°)來發(fā)展邊沿氣流，形成中心與邊沿穩(wěn)定的兩道氣流，“平臺+漏斗”的布料模式得以固定高爐穩(wěn)定順行情況和煤氣利用率得以改善^[1]。2017年10月開始煤比攻關(guān)時，爐頂裝料制度為，礦石平臺寬度12.3°(39.8°-27.5°),焦炭平臺寬度 9.1°(39.8°-30.7°)煤比攻關(guān)初始階段，邊緣氣流波動較大，各層爐體溫度波動，水溫差上升，操作上降料線控制邊緣，防止邊緣管道氣流發(fā)生。隨著爐況的穩(wěn)定，跑礦量的上升，雖煤比上升后，邊緣趨于穩(wěn)定，爐體溫度下降，水溫差下降，邊緣反而顯重，提料線效果不明顯。11月初在煤比達(dá)到并穩(wěn)定在165kg/t·fe 以上后，為了進(jìn)一步上攻煤比，調(diào)整爐頂裝料制度為，目的是做深漏斗穩(wěn)定中心，適當(dāng)疏松邊緣，并穩(wěn)定平臺框架。后期根據(jù)氣流的發(fā)展方向，在料線和布料角度上略作調(diào)整，整體的氣流是在控制范圍內(nèi)，且氣流的分布較為合理見圖5。中心流指數(shù)控制穩(wěn)定在8.5-9.5中心保證強(qiáng)有力的氣流，邊緣流指數(shù)逐步提升控制穩(wěn)定在0.45-0.55，實(shí)現(xiàn)了“穩(wěn)定中心，適當(dāng)疏松邊沿”的技術(shù)理念。在煤比攻關(guān)的實(shí)踐中，的確是經(jīng)常遇到，增加焦炭負(fù)荷，增加煤量后，初期邊緣發(fā)展較快，跑礦量減少，邊緣溫度上升。此時，要及時的降料線控制，效果比較明顯，氣流穩(wěn)定后再根據(jù)實(shí)際爐況，及時回調(diào)料線。當(dāng)煤比上升到一定階段，只靠料線調(diào)整是不夠的，必須果斷調(diào)整料制。提煤比的過程來看，煤比高發(fā)展邊緣是階段性的，氣流調(diào)整的過程中是需要疏松邊緣的。從圖5中可以看出，煤比提升過程中，邊緣指數(shù)上升較多，這與煤比增加后邊緣發(fā)展有關(guān)，控制好邊緣氣流的發(fā)展，適當(dāng)?shù)氖杷蛇吘?，對爐況的穩(wěn)定是起到積極作用的，也是為提升煤比創(chuàng)造了條件。這次在煤比攻關(guān)的過程中，馬鋼4000m³高爐的礦批使用上也實(shí)現(xiàn)了突破，最大礦批使用到120t，并穩(wěn)定大焦批在 20.5-21t左右。高爐操作上固定穩(wěn)定焦批，增加或減少礦批，來調(diào)整焦炭負(fù)荷。每次擴(kuò)礦加負(fù)荷，擴(kuò)礦1-2噸，高爐爐內(nèi)可以接受礦批擴(kuò)大和焦炭負(fù)荷增加的影響。大礦批的使用減少了礦焦邊界效應(yīng)，促進(jìn)了氣流的穩(wěn)定和合理的分布，都為進(jìn)一步提升煤比提供了經(jīng)驗(yàn)。

3出鐵制度的調(diào)整

2016年初馬鋼 4000m³高爐采取活躍爐缸措施，開始爐缸的工作狀況還不穩(wěn)定，爐缸側(cè)壁溫度呈上升趨勢見圖6爐前出鐵時間不穩(wěn)定。技術(shù)人員現(xiàn)場跟蹤，查找分析原因得出結(jié)論是爐缸內(nèi)死料堆的透液性階段性較差造成的。根據(jù)出鐵的實(shí)際情況，制定相應(yīng)的出鐵制度，將原來的負(fù)間隔出鐵，調(diào)整為可以部分爐次正間隔出鐵，并放寬斷渣時間。正間隔后如爐內(nèi)壓力升高，可能是正間隔出鐵造成的，必須及時重疊出鐵，排除出鐵因素影響。2017年下半年，爐缸工作狀況有所好轉(zhuǎn)，爐缸側(cè)壁溫度在合適范圍內(nèi)波動，出鐵相對穩(wěn)定，出鐵時間延長趨勢，鐵次逐步下降。為了進(jìn)一步穩(wěn)定爐前出鐵，為提升煤比創(chuàng)造條件，爐前開口鉆桿開始逐步縮小，鉆桿直徑縮小了約15%，為了延長出鐵時間，增加重疊時間，減少斷渣時間，控制穩(wěn)定的鐵流速及渣流速。見圖7出鐵重疊時間明顯上升，斷渣時間減小，渣鐵排除更加趨于穩(wěn)定，爐內(nèi)下料也相應(yīng)穩(wěn)定，對爐內(nèi)氣流分布及爐況的穩(wěn)定都起到積極的作用。

4  細(xì)化技術(shù)操作

馬鋼 4000m³高爐提升煤比、實(shí)施煤比攻關(guān)。首先提升煤比，擴(kuò)大礦批增加焦炭負(fù)荷，爐內(nèi)氣流是否能接受，不出現(xiàn)異常氣流，操作上需要更加精細(xì)，制定了煤比攻關(guān)操作方針。保證爐況穩(wěn)定順行是基礎(chǔ)，操作上要控制好爐內(nèi)壓差，設(shè)定了壓差上限，超過壓差上限，必須先控風(fēng)，壓差正常、壓力穩(wěn)定后，再恢復(fù)風(fēng)量。風(fēng)量減到一定程度且在規(guī)定的時間內(nèi)無法恢復(fù)，必須縮礦退焦炭負(fù)荷。其他情況下，如爐溫、燃料比、跑礦量等異常，也必須做相應(yīng)調(diào)整。擴(kuò)礦增加焦炭負(fù)荷的條件也做了規(guī)定，高爐操作者必須按照執(zhí)行，高爐操作者還要提升對爐況發(fā)展的判斷能力，尤其是對爐溫趨勢的判斷，細(xì)化技術(shù)操作，做好煤比攻關(guān)工作。

5 效果

馬鋼 4000m³高爐實(shí)施煤比攻關(guān)后,高爐調(diào)整效果較好，爐內(nèi)穩(wěn)定順行，高爐的煤氣利用率逐步提升，達(dá)到48.8%以上，煤比突破170kg/t·fe，燃料比沒有上升，反而下降趨勢見表 1，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

6 小結(jié)

1)煤比攻關(guān)、提升煤比，煤比上臺階初始階段，邊緣氣流發(fā)展，操作上控制邊緣氣流，穩(wěn)定后邊緣氣流收縮需要及時疏松邊緣，不能煤比上升后只控制邊緣，要控制與疏松相結(jié)合。

2)穩(wěn)定爐前出鐵，控制穩(wěn)定合理的鐵水及渣流速，增加重疊時間及減少斷渣時間，是排出渣鐵的關(guān)鍵，為煤比攻關(guān)創(chuàng)造條件。

3)實(shí)施煤比攻關(guān)，必須細(xì)化技術(shù)操作，制定合適的操作方針，高爐操作者加強(qiáng)爐況趨勢判斷，操作上根據(jù)爐況變化及時有效的調(diào)整。

參考文獻(xiàn):

[1]  丁暉，李華軍，高鵬，姜曦.馬鋼 4000m³高爐長周期穩(wěn)定生產(chǎn)實(shí)踐[J].煉鐵，2018，37(1):1-4.