張奧凱 楊文光 彭建華
（梅山鋼鐵股份有限公司煉鐵廠）
摘 要：梅鋼5號高爐有效容積為4070m3，于2012年6月2日開爐，經(jīng)過近些年不斷對技術(shù)工作的創(chuàng)新和對爐況的綜合管理，2017年高爐生產(chǎn)指標(biāo)得到了較大的改善，實現(xiàn)了高爐階段性的高產(chǎn)低耗。
關(guān)鍵詞：高爐；高產(chǎn)；低耗
1 前言
梅鋼5號高爐有效容積為4070m3，于2012年6月2日開爐，為梅鋼首座4000級高爐。開爐以來，5號高爐的操作制度不斷調(diào)整，爐況穩(wěn)定性逐步改善，各項經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)也同步優(yōu)化，但持續(xù)穩(wěn)定性欠佳，生產(chǎn)也存在一定波動，短期經(jīng)濟指標(biāo)尚可，但長期看高爐經(jīng)濟指標(biāo)進一步優(yōu)化卻遇到瓶頸。2017年，為進一步挖掘4070m3高爐的生產(chǎn)潛力，充分發(fā)揮大型高爐技術(shù)、裝備優(yōu)勢，實現(xiàn)高產(chǎn)、降耗的目標(biāo)，梅鋼5號高爐摸索出了適合本高爐穩(wěn)定順行的上下部制度、熱制度及造渣制度，優(yōu)化了爐前渣鐵處理，經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)不斷優(yōu)化,實現(xiàn)了5號高爐2017年平均日產(chǎn)鐵量9310t，利用系數(shù)2.288t/m3.d，煤比140kg/tFe，燃料比491kg/tFe的歷史最高水平。見表1。
2 原料的管理得到提升
充分認識原料狀況是保證高爐高效生產(chǎn)的前提。提高燒結(jié)全鐵含量，增加燒結(jié)礦強度，更加關(guān)注燒結(jié)礦的冶金性能。改善塊礦來料篩分，穩(wěn)定爐料結(jié)構(gòu)。改善燒結(jié)配礦，再通過高爐的產(chǎn)出，盡管配礦成本的上升，但最終效益還是得到優(yōu)化這點思路很重要。通過提高燒結(jié)品位（見表2），不但增加日產(chǎn)量，還能有效控制渣比；通過減少塊礦粉末，不但增加了塊礦比例，還減少了熔劑用量；通過減少球團礦的品種切換，不但穩(wěn)定了爐渣成分，還固化了爐頂布料方式。種種原料質(zhì)量的改善，都為高爐的高產(chǎn)低耗打下了基礎(chǔ)。17年梅鋼5號高爐的用料結(jié)構(gòu)基本恒定在81%燒+16%塊+3%球。
3 焦炭的穩(wěn)定性進一步增強
大型高爐對焦炭的質(zhì)量要求更高。焦炭的成分控制、粒度組成、理化指標(biāo)、外購焦炭的配比都對高爐的生產(chǎn)造成影響。因焦炭對高爐的影響通常是長期的，故高爐對焦炭的主要需求應(yīng)以穩(wěn)定為主，在指標(biāo)量化的同時，要給出一個比較合適的波動區(qū)間。見表3。
在外購焦使用的配比上應(yīng)根據(jù)高爐自身生產(chǎn)情況及物流平衡情況選定一個比較保守的值，再以此數(shù)值為基礎(chǔ)，根據(jù)高爐焦炭負荷及產(chǎn)量情況對外購焦使用量制定一個梯度值。高爐焦炭負荷越輕，外購焦比例越大，高爐焦炭負荷越重，外購焦的比例越小?？偟膩碚f，在高爐不同狀態(tài)下都應(yīng)保持一個合理、穩(wěn)定的外購焦使用比例（圖1）。在維持高爐的氣流分布的同時，也不會對熱制度及造渣制度產(chǎn)生較大的影響，從而維持了高爐長期的穩(wěn)定順行。
4 上部制度的固化
梅鋼5號高爐長期以來都堅持兩道氣流的思路，在保證中心的前提下，適當(dāng)疏松邊緣，結(jié)合梅山原、燃料特點又不能過多疏松的判斷，對上、下部制度進行調(diào)整，提高煤氣利用率，降低高爐燃料消耗。低煤氣發(fā)生量下的高產(chǎn)也是我們長期追求的目標(biāo)，對比中心加焦高爐，產(chǎn)量完全建立在大風(fēng)量、高富氧、高消耗的基礎(chǔ)上，可以說中心加焦高爐是風(fēng)、氧量決定產(chǎn)量，即高煤氣發(fā)生量下的高產(chǎn)。而我們追求的是高效能量利用下的高產(chǎn)。顧名思義，發(fā)揮高爐最好的熱交換，改善高爐能量利用，降低燃料消耗實現(xiàn)低煤氣發(fā)生量下的高產(chǎn)。
梅鋼5號高爐逐步完善了以邊緣平臺加中心漏斗的料面形狀，以實際爐況穩(wěn)定為根本，不盲目調(diào)整上部制度，對制度自信，做到了上部制度調(diào)劑勤看少動，多議少動，小幅調(diào)節(jié)料線或布料圈數(shù)。形成了中心部位焦占比31%,邊緣焦占比25%的穩(wěn)定布料模式。
5 下部制度的優(yōu)化
大高爐因爐缸直徑大，吹透中心、活躍爐缸的難度較小高爐明顯增加，直接表現(xiàn)在下部各項送風(fēng)參數(shù)上，如鼓風(fēng)動能、風(fēng)速、風(fēng)溫、理論燃燒溫度、爐腹煤氣量等等。梅鋼5號高爐的下部制度優(yōu)化主要體現(xiàn)在了對鼓風(fēng)動能的認識上有所改變。首先風(fēng)口面積基本維持在0.475m3的水平，其次入爐風(fēng)量從17年9月份開始由原來的6700m3/min增加到7000m3/min，鼓風(fēng)動能也從原來的150kJ/s增加到160kJ/s（圖2），此后高爐體現(xiàn)出了更好的穩(wěn)定性，產(chǎn)量也得到更大的釋放。
富氧水平從2.3%提升到3.0%。在提高富氧水平的同時，單位時間內(nèi)的煤氣發(fā)生量必然發(fā)生改變，理想狀態(tài)為中心及邊緣兩道氣流均有所升高，但變化不明顯，圓周方向水溫差略有升高但均勻，高爐生產(chǎn)狀態(tài)正常。當(dāng)出現(xiàn)邊緣過輕或中心過吹情況，采取微調(diào)手段，以強化中心為主。不對制度作出較大改變，以引導(dǎo)氣流為目的，提高高爐自適應(yīng)能力。
6 熱制度的管理
高爐的高產(chǎn)低耗，高產(chǎn)是增加了高爐的產(chǎn)出，低耗是降低了高爐的燃料消耗；一個需要增加熱量，一個卻又降低了熱量的消耗。因此，熱制度的管理變得至關(guān)重要，維持穩(wěn)定合理的熱制度，不但是高爐順行的基本保障，還是高爐高產(chǎn)低耗的有力支撐。
目標(biāo)值控制，適時干預(yù)。爐況正常的時候，首先設(shè)定目標(biāo)，工長根據(jù)各參數(shù)對熱制度進行合理匹配，實現(xiàn)爐溫的基本穩(wěn)定。爐況異常時，對爐溫的趨勢管理往往會超出想象，這個時候各班的工長包括我都會集中參與進熱制度的管理之中，制定臨時爐溫管理方針，分層次，分步驟的恢復(fù)高爐熱制度，杜絕大的熱制度波動。
績效導(dǎo)向，前拉后推。高爐熱制度是高爐爐況的基礎(chǔ)，光憑經(jīng)驗控制熱制度是有風(fēng)險的，也是不科學(xué)的。在一定范圍內(nèi)，必須存在特定的方式方法，科學(xué)的手段去穩(wěn)定爐溫。因此，我們每個月每個班都要對爐溫進行總結(jié)，從中汲取經(jīng)驗，目的就是在以后的熱制度管理中提供理論支撐。并且我們?nèi)粘Ｒ矊t溫異常的班次要進行專題分析，目的就是避免類似情況的再次發(fā)生。這是我們對爐溫管理的一個日常積累，也是所有人經(jīng)驗和能力提升的一個積累。績效導(dǎo)向在爐溫的管理中起到推動的作用，績效導(dǎo)向中不僅把爐溫控制分層次進行評價，更結(jié)合專業(yè)技術(shù)和操作經(jīng)驗對爐溫控制提供基礎(chǔ)方法，保證班中的爐溫水平是嚴格按照目標(biāo)值進行推進的。另外，為了保證交接班爐溫水平持續(xù)穩(wěn)定，我們創(chuàng)新性的對交接班爐溫進行專項評價，并且交接班的爐溫控制水平范圍更加嚴格，是正常爐溫控制水平范圍的縮小版，且考核尺度相對較大。以此體現(xiàn)整個班爐溫控制水平的穩(wěn)定性，實現(xiàn)班與班爐溫的良好過度。見表4：
7 結(jié)語
面對城市鋼廠的建設(shè)壓力，能耗的降低和效率的提升對每一個城市鋼廠都至關(guān)重要，而作為耗能大戶的高爐煉鐵，必然要走出一條高產(chǎn)低耗的道路才能繼續(xù)生存。
影響高爐冶煉的因素很多，且錯綜復(fù)雜，相互影響，高爐技術(shù)人員需要不斷摸索創(chuàng)新，找出適應(yīng)本高爐的生產(chǎn)制度，才能保證高爐的長期穩(wěn)定順行。
大高爐的長期穩(wěn)定順行是一項系統(tǒng)工程，在原燃料方面雖不是追求極致的精料，但需要結(jié)合自身的實際條件保障在一定時間內(nèi)的穩(wěn)定性，體現(xiàn)在管理上的提前策劃。同時結(jié)合市場的變化，適度提高配煤配礦成本，最終通過高爐的高產(chǎn)低耗來實現(xiàn)鐵水成本的降低。
