潘積國 安秀偉 劉立華 周曉東
（青島特殊鋼鐵有限公司）
摘 要：對(duì)青特鋼2×1800m3高爐長期穩(wěn)順、低燃料比經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，通過強(qiáng)化原、燃料質(zhì)量管理、穩(wěn)定爐內(nèi)操作制度、提高風(fēng)溫和富氧率、提高煤比和控制出鐵節(jié)奏等措施，實(shí)現(xiàn)了快速開爐，長期穩(wěn)順，低燃料比，有效管控的良好局面。
關(guān)鍵詞：質(zhì)量；鎂鋁比；裝料制度；高風(fēng)溫
1 前言
青特鋼環(huán)保搬遷項(xiàng)目一期工程，配套建設(shè)2×240m2燒結(jié)機(jī)，2×65孔7米頂裝干熄焦?fàn)t，2×1800m3高爐。每座高爐設(shè)計(jì)26個(gè)風(fēng)口，采用了碳磚陶瓷杯綜合水冷爐底、除鹽水密閉循環(huán)系統(tǒng)、銅冷卻壁、INBAR渣處理系統(tǒng)、卡魯金熱風(fēng)爐等一系列先進(jìn)成熟技術(shù)。青鋼2號(hào)高爐于2016年10月12日投產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)月達(dá)產(chǎn)，運(yùn)行一年高爐順行狀況良好，綜合燃料比維持在500kg/t左右的良好指標(biāo)。
2 原燃料管控措施
2.1 煤焦管理
青特鋼焦化系統(tǒng)面臨巨大的成本壓力，為了給高爐提供合格穩(wěn)定的焦炭，促進(jìn)高爐順行，主要做法如下:
2.1.1 建立穩(wěn)定暢通的長效溝通機(jī)制
焦化工序與高爐工序成立焦炭質(zhì)量聯(lián)動(dòng)控制小組，通過焦炭質(zhì)量管控例會(huì)、微信工作平臺(tái)等措施，把焦化配煤結(jié)構(gòu)優(yōu)化與高爐使用效果緊密聯(lián)系在一起。
2.1.2 建立小焦?fàn)t試驗(yàn)制度
七米頂裝焦?fàn)t于2015年5月12日正式投產(chǎn)，2016年6月10日干熄焦投入運(yùn)行，以供給1800m3高爐最適用焦炭為目標(biāo)，每一次配煤結(jié)構(gòu)調(diào)整，都必須通過小焦?fàn)t試驗(yàn)進(jìn)行配煤結(jié)構(gòu)、冶金性能、爐況反饋的對(duì)比，確保焦炭質(zhì)量穩(wěn)定。
2.1.3 建立完善的焦炭質(zhì)量檢驗(yàn)體系
完善的焦炭質(zhì)量檢化驗(yàn)體系是保證高爐所需焦炭質(zhì)量穩(wěn)定的基礎(chǔ)。
（1）焦化工序檢化驗(yàn)室、煉鐵工序冶金性能質(zhì)檢站、公司檢化驗(yàn)中心以質(zhì)量管控部為紐帶，形成了對(duì)焦化用煤質(zhì)量的嚴(yán)格把關(guān)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)原煤化學(xué)成分、物理指標(biāo)、巖相等指標(biāo)進(jìn)行全覆蓋檢驗(yàn)，并形成檢化驗(yàn)數(shù)據(jù)庫。
（2）以高爐生產(chǎn)為中心，配套建設(shè)了焦炭物理指標(biāo)的全自動(dòng)取樣、分析系統(tǒng)，24小時(shí)在線取樣，每班3批次分析，完全不需要人工干預(yù)，所有檢驗(yàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，上網(wǎng)共享。焦炭熱態(tài)冶金性能檢驗(yàn)，納入每天的日常檢化驗(yàn)。
2.2 燒結(jié)礦管理
青鋼煉鐵在燒結(jié)礦質(zhì)量管理方面，以技術(shù)科為中心，形成了燒結(jié)礦質(zhì)量管控體系。
2.2.1 以造渣制度穩(wěn)定為核心的配礦原則
鎂鋁比的選擇是當(dāng)前國內(nèi)高爐造渣制度討論的熱點(diǎn)。不盲目效仿同行，而是結(jié)合自身原燃料條件，經(jīng)反復(fù)對(duì)比試驗(yàn)，把鎂鋁比控制范圍確定在0.55±0.03%，在爐渣R波動(dòng)和爐缸熱狀態(tài)波動(dòng)時(shí)，爐渣仍能保持較好的性能。
2.2.2 以燒結(jié)礦冶金性能優(yōu)越為目標(biāo)的配礦原則
青鋼充分利用臨港優(yōu)勢，所用礦種全部為主流穩(wěn)定礦源，巴西BRBF和卡粉配比達(dá)到30%以上，在PB粉、澳大利亞西部粉等礦種的使用過程中，堅(jiān)持燒結(jié)礦RDI控制在68%以上，并針對(duì)配礦方案的調(diào)整，進(jìn)行燒結(jié)杯試驗(yàn)和RDI檢測，以保持燒結(jié)礦冶金性能穩(wěn)定。
2.2.3 以燒結(jié)礦強(qiáng)度為中心的生產(chǎn)組織體系
高爐配套建設(shè)了燒結(jié)礦的24小時(shí)在線取樣、檢測裝置，每30分鐘自動(dòng)取樣一次，全天分為10個(gè)批次進(jìn)行物理指標(biāo)和化學(xué)成分檢驗(yàn)。
3 高爐爐內(nèi)操作
3.1 操作管理
3.1.1 熱制度
制定高爐鐵水物理熱溫度要求:1500~1520℃，在不具備條件的情況下，杜絕硬性推進(jìn)。
3.1.2 造渣制度
把保持爐渣高溫冶金性能的穩(wěn)定作為最終配礦目標(biāo)，控制爐渣具有良好的流動(dòng)性，從鐵礦粉（石）采購開始，全流程核算渣中鋁含量變化。實(shí)踐證明，把鎂鋁比控制在0.55%左右，爐渣二元堿度控制在1.18上下，有利于提高爐缸溫度，改善渣流動(dòng)性，爐況穩(wěn)定性較強(qiáng)。
3.1.3 送風(fēng)制度
確定合理的鼓風(fēng)動(dòng)能、爐腹煤氣量和風(fēng)口回旋區(qū)等關(guān)鍵參數(shù)，是實(shí)現(xiàn)合理初始煤氣流的關(guān)鍵，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)后，青鋼1800m3高爐風(fēng)口面積控制在0.28m2左右，標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速控制在200m/s，鼓風(fēng)動(dòng)能控制在9000-10000kg.m/s可保持高爐長期穩(wěn)順和低耗。
風(fēng)溫方面，開爐初期維持在1140℃左右，在爐況穩(wěn)定順行之后，穩(wěn)步提升入爐風(fēng)溫至1200℃，入爐風(fēng)溫提升效果明顯，燃料比明顯降低。
3.1.4 裝料制度
保持高爐順行，不同的原燃料條件，邊緣和中心氣流的控制標(biāo)準(zhǔn)不同。
（1）原燃料條件不好時(shí)，在打透中心的同時(shí)，適當(dāng)疏導(dǎo)邊緣。邊緣溫度可以控制在80至100℃，中心溫度控制在550℃左右。
（2）原燃料條件較好時(shí)，要抑制邊緣，疏導(dǎo)中心，邊緣溫度可以控制在60至80℃；中心溫度控制在600℃左右。
青鋼高爐長期穩(wěn)定順行也得益于大α角的合理使用。2號(hào)高爐開爐初期，按照開爐裝料測量角度進(jìn)行操作，高爐順行可以，但高爐冷卻壁水溫差一直在6℃左右，居高不下；爐身下部銅冷卻壁溫度大于100℃。在礦焦布料角度不斷增大的試驗(yàn)過程中，當(dāng)布料角度由41°增加到47°時(shí)，高爐冷卻壁水溫差恢復(fù)到3℃左右，爐身下部銅冷卻壁溫度都回到了60℃以內(nèi)。
3.2 日常操作管理
青特鋼高爐工長從原來500m3高爐直接跨越式進(jìn)入1800m3的大高爐操作環(huán)境，在操作思路和調(diào)劑方法都亟待提高。為此青鋼煉鐵廠制訂了一系列的異常狀態(tài)下的高爐操作應(yīng)急預(yù)案。
3.2.1 高爐低料線操作
當(dāng)高爐出現(xiàn)崩滑料或設(shè)備不能上料時(shí)，預(yù)計(jì)料線超過正常料線1.0m以上，開始進(jìn)行減風(fēng)、加煤加凈焦、輕負(fù)荷等操作，發(fā)生減風(fēng)時(shí)，第一時(shí)間向爐長、調(diào)度匯報(bào)。
3.2.2 停煤操作
（1）計(jì)劃停煤，時(shí)間小于1小時(shí)或影響煤量小于5.0t，有爐溫基礎(chǔ)可不補(bǔ)充焦炭，可適當(dāng)補(bǔ)煤。否則要提前退全焦負(fù)荷，按照當(dāng)時(shí)爐溫基礎(chǔ)適當(dāng)補(bǔ)焦。
（2）停煤時(shí)，要立即減風(fēng)，同時(shí)停氧，控制料速要低于正常水平。當(dāng)爐溫處于規(guī)定下限或趨于下行時(shí)，減風(fēng)幅度要大一些，防止?fàn)t涼。
（3）若長時(shí)間不能恢復(fù)噴煤，要退全焦負(fù)荷，退之前要按 “補(bǔ)焦量=虧煤量×補(bǔ)焦系數(shù)×置換比”進(jìn)行補(bǔ)焦。
（4）減煤初期，鐵水[Si]略有回升時(shí)，不允許加風(fēng)，只允許在恢復(fù)噴煤后或加焦炭到達(dá)風(fēng)口時(shí)，再緩慢回風(fēng)。
3.2.3 風(fēng)機(jī)撥風(fēng)系統(tǒng)
青特鋼為兩座高爐配置了三臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)（AV71-15），為安全生產(chǎn)需要，設(shè)計(jì)了撥風(fēng)系統(tǒng)。當(dāng)一座高爐風(fēng)壓低于120kPa，風(fēng)量小于1100m3/min，且高爐沒有向風(fēng)機(jī)發(fā)出休慢風(fēng)指令時(shí)，撥風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)。
3.3 出鐵管理
新高爐生產(chǎn)，爐前設(shè)備故障率偏高，對(duì)秩序除鐵影響較大；為此，煉鐵廠對(duì)爐前出鐵工作進(jìn)行精確的量化管理。主要控制項(xiàng)目如下:
（1）出鐵時(shí)間120分鐘；
（2）鐵口深度3000-3200mm；
（3）打泥壓力:200-240kg；打泥量:180kg/次；
（4）鉆頭使用:45mm和50mm；
（5）出鐵流速:4-6t/s；
（6）出鐵間隔:0-20min；
（7）出鐵次數(shù)10-12次/d；
（8）如果出鐵后1.5小時(shí)不來渣，雙鐵口出鐵。
3.4 加強(qiáng)設(shè)備管理，降低休風(fēng)率
明確職責(zé)，建立操作人員、點(diǎn)檢作業(yè)區(qū)人員崗位巡檢的設(shè)備點(diǎn)檢制度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、消除事故隱患，各崗位巡檢人員配備了紅外線測溫槍，有效地保證了電機(jī)、高溫管道的安全使用。青鋼高爐開爐一年時(shí)間，除鐵口灌漿和處理熱風(fēng)管道兩次休風(fēng)外，基本無事故休風(fēng)。
4 青特鋼大高爐生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)果
4.1 高爐指標(biāo)情況
2號(hào)高爐投產(chǎn)后，合理采用了中心加焦技術(shù)，煤氣利用高，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好，燃料比持續(xù)低水平，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好，見表4。
4.2 合理燃料比快速確定
青鋼2號(hào)高爐開爐同樣一周時(shí)間轉(zhuǎn)入正常，隨后在20余天，煤比穩(wěn)定達(dá)到150-160kg/t，高爐指標(biāo)良好，始終可控、順行。
5 結(jié)論
青特鋼充分考慮了自身原料條件、裝備水平，通過操作思路的靈活轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)了新區(qū)大高爐的長期穩(wěn)順，技術(shù)指標(biāo)和成本指標(biāo)的雙贏。
（1）精料方針依然是高爐產(chǎn)期穩(wěn)順的先決條件，燒結(jié)礦和焦炭質(zhì)量的科學(xué)控制，是技術(shù)質(zhì)保和成本指標(biāo)雙贏的基礎(chǔ)。
（2）在維持高爐順行的狀況下，提高風(fēng)溫、提高煤比和提高富氧率是高爐降低燃料比的重要舉措，通過多項(xiàng)措施的靈活運(yùn)用，高爐燃料比明顯降低。
（3）爐內(nèi)操作對(duì)大高爐穩(wěn)順非常重要，做好爐內(nèi)操作，按規(guī)定靈活操作有利于維持高爐穩(wěn)定的煤氣流，實(shí)現(xiàn)大高爐的長期穩(wěn)順。高爐的長期穩(wěn)順為低燃料比的實(shí)踐打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
