安陽(yáng)市新普鋼鐵公司煉鐵廠2號(hào)高爐采用優(yōu)化配焦質(zhì)量,提高燒結(jié)礦質(zhì)量,精細(xì)化管理,優(yōu)化高爐操作,合理匹配四大操作制度,保持高爐長(zhǎng)期穩(wěn)定的順行和高強(qiáng)度冶煉,高爐利用系數(shù)及各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)屢創(chuàng)新高。
1 概述
安陽(yáng)市新普公司鋼鐵煉鐵廠2號(hào)高爐于2008年建成投產(chǎn),期間中修一次,又于2018年11月份中修更換爐缸耐材。2019年11月份,對(duì)風(fēng)口組合磚及以上部位進(jìn)行重新砌筑,并依據(jù)冷卻壁損壞情況對(duì)高爐5-8段冷卻壁及冷卻板進(jìn)行了全部更換。2020年3月9日高爐點(diǎn)火、送風(fēng)開(kāi)爐。
2號(hào)高爐開(kāi)爐后,針對(duì)我公司煉鋼產(chǎn)能大于煉鐵,鐵水資源不足的情況,通過(guò)轉(zhuǎn)變思想,樹(shù)立敢于突破的意識(shí),強(qiáng)化入爐原燃料管理,提高焦炭質(zhì)量,合理搭配各種原燃料配比,穩(wěn)定高爐操作,抓好外圍管理等一系列手段,設(shè)備作業(yè)率不斷提高,高爐各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)不斷突破,高爐利用系數(shù)、燃料消耗不斷刷新紀(jì)錄,躋身同行業(yè)領(lǐng)先水平。
2號(hào)高爐3月9日開(kāi)爐后,3-7月份利用系數(shù)及燃料消耗不斷刷新新紀(jì)錄,從中修前利用系數(shù)4.16,燃料比535kg/t,指標(biāo)提高到7月份利用系數(shù)最高達(dá)5.32,燃料比500kg/t(高爐不加廢鋼)。
2 改善入爐原燃料質(zhì)量,穩(wěn)定入爐料成分
2.1穩(wěn)定入爐焦炭成分及結(jié)構(gòu)
我廠焦炭入爐采用干熄焦、準(zhǔn)一級(jí)焦、高硫焦搭配入爐,三種不同價(jià)位焦炭搭配入爐,不僅為高爐優(yōu)化生產(chǎn)指標(biāo)提供了保障,也從價(jià)格優(yōu)勢(shì)降低了燃料成本,其比例為1:1:1(見(jiàn)表1)
表1:入爐焦炭成分及配比
2.2優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu),穩(wěn)定入爐礦質(zhì)量
入爐燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、塊礦質(zhì)量的穩(wěn)定性決定了高爐爐況的穩(wěn)定。自3月份開(kāi)爐以來(lái),通過(guò)公司各領(lǐng)導(dǎo)層的不斷努力,我廠燒結(jié)礦質(zhì)量不斷得到提升,為高爐提產(chǎn)降耗打下基礎(chǔ),2號(hào)爐各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)也不斷提升。
表2:入爐原料成分
由于我廠球團(tuán)產(chǎn)能不足,不能滿足高爐生產(chǎn),需外購(gòu)部分球團(tuán)及塊礦。2020年3-5月份配加8-10%外購(gòu)球團(tuán),及3-5%塊礦。隨著塊礦市場(chǎng)行情的變化,從成本控制上考慮,自6月份始停止塊礦采購(gòu),增加外購(gòu)球團(tuán)配比實(shí)現(xiàn)全熟料入爐。
表3
3 強(qiáng)化冶煉措施
3.1加強(qiáng)入爐原燃料篩分管理
原燃料篩分效果的好壞影響到料柱透氣性高低,影響到風(fēng)量的大小,影響到爐況的穩(wěn)定順行。
為降低入爐粉末量主要采取以下措施:
①加強(qiáng)原燃料篩分設(shè)備日常檢查及維護(hù)。要求崗位人員每班認(rèn)真檢查設(shè)備,定時(shí)清理篩網(wǎng),確保篩分效果。
②控制合理的倉(cāng)門(mén)開(kāi)度及振動(dòng)篩篩速,延長(zhǎng)篩分時(shí)間。焦炭倉(cāng)門(mén)開(kāi)度控制在240~260°左右,燒結(jié)礦倉(cāng)門(mén)控制在200~210°以內(nèi)。同時(shí),對(duì)焦炭篩進(jìn)行改造,在振動(dòng)篩出口處加裝小擋板增大了焦炭下降的阻力延長(zhǎng)了焦炭在焦篩上的停留時(shí)間,有效保證了篩分效果,減少粉末入爐。
3.2合理匹配、優(yōu)化高爐各項(xiàng)操作制度
(1)裝料制度調(diào)整。實(shí)踐證明氣流分布形式選擇與原燃料質(zhì)量密切相關(guān)。當(dāng)原燃料質(zhì)量好時(shí)可以抑制邊緣氣流,反之,則應(yīng)適當(dāng)發(fā)展兩股氣流。
3月9日開(kāi)爐初期,為保證開(kāi)爐后爐況穩(wěn)定,快速活躍爐缸,塑造合理的操作爐型需要。2號(hào)高爐基本采用:縮小礦批,邊緣和中心同時(shí)減少礦石環(huán)數(shù)增加焦炭環(huán)數(shù),以強(qiáng)制發(fā)展兩道氣流。這種布料模式對(duì)改善料柱透氣性,穩(wěn)定爐況在一定程度上起了積極作用。
自3月下旬,為維持爐況長(zhǎng)期穩(wěn)定,提高產(chǎn)量,降低燃料比,依據(jù)原燃料實(shí)際情況,確立了“以中心氣流為主,適當(dāng)發(fā)展邊緣氣流”的基本操作模式。
主要分三步進(jìn)行:①逐漸同時(shí)增大礦石、焦炭布料角度。實(shí)踐證明,最大角度和邊緣礦焦負(fù)荷影響著布料平臺(tái)邊緣位置和邊緣氣流的控制范圍,一般應(yīng)考慮在爐喉中心線半徑上距邊緣10%左右。這樣,在發(fā)展中心的同時(shí)能適當(dāng)保持邊緣氣流通暢,減小因氣流調(diào)整帶來(lái)的爐況波動(dòng)。
②逐漸同時(shí)增加礦焦角度。在同時(shí)增大礦石、焦炭角度后,中心氣流得到發(fā)展,為了進(jìn)一步抑制邊緣氣流疏導(dǎo)中心氣流,增加煤氣利用率。
③增大礦石批重。理論上增大礦石批重可以穩(wěn)定煤氣流、提高煤氣利用率,但是增大礦批重的前提條件是必須有充足發(fā)展的中心氣流。否則,加大礦批重帶來(lái)的是爐況不穩(wěn)。因此,在采取上兩步措施逐漸引導(dǎo)出中心氣流且中心氣流占主導(dǎo)地位后,到7月份2號(hào)高爐礦批由原來(lái)的17.5噸逐步增加到23.0t(見(jiàn)表4)。
通過(guò)以上措施2號(hào)高爐疏通了中心煤氣通路,高爐壓量關(guān)系得到大大改善,提高了煤氣利用率,加強(qiáng)了抗外界干擾的能力,為高爐連續(xù)提高強(qiáng)化冶煉、降低燃料比打下了良好基礎(chǔ)。
表4:2號(hào)高爐布料角度表
(2)送風(fēng)制度調(diào)整。在高爐日常調(diào)劑中“以下部調(diào)劑為基礎(chǔ),上下部調(diào)劑相結(jié)合”是經(jīng)常采用的基本原則。當(dāng)采用“抑制邊緣氣流,發(fā)展中心氣流”為主的上部氣流分布形式布料時(shí),下部應(yīng)采用高風(fēng)速吹透的調(diào)劑原則。否則,邊緣氣流不好控制,只有當(dāng)上部中心氣流和邊緣氣流都比較開(kāi)放時(shí),下部調(diào)劑對(duì)上部氣流分布影響才會(huì)減弱。
對(duì)于中心氣流,如果下部動(dòng)能不足,單純靠上部調(diào)劑加大礦石布料角度、中心加焦等手段開(kāi)放中心氣流需要中心較高溫度,且會(huì)影響到煤氣利用。嚴(yán)重時(shí),還會(huì)出現(xiàn)中心料面高的情況,這是由于爐缸的氣流分布影響了中心部位爐料的下降速度。只有當(dāng)下部鼓風(fēng)動(dòng)能提高了,中心吹活以后上部則可以控制中心氣流的溫度,提高煤氣利用率,降低焦比。
因此,在調(diào)整裝料制度之初2號(hào)高爐采用較小風(fēng)口面積提高鼓風(fēng)動(dòng)能,與上部加重邊緣的布料方式相匹配以利于吹透中心。開(kāi)爐初期風(fēng)口布局為φ114mm×14,風(fēng)口長(zhǎng)度360mm,送風(fēng)面積0.1429㎡。
經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的調(diào)整,中心氣流獲得了相對(duì)的發(fā)展以后,便逐漸增加風(fēng)口面積以維持合適的風(fēng)速及鼓風(fēng)動(dòng)能,嚴(yán)格控制標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速不小于230m/s。到7月份風(fēng)口布局為鐵口兩側(cè)采用φ114mm×5,其余風(fēng)口采用φ120mm×9,風(fēng)口長(zhǎng)度360mm的9個(gè),加長(zhǎng)風(fēng)口380mm的5個(gè),送風(fēng)面積0.1527㎡。
通過(guò)上下部調(diào)劑相結(jié)合的分階段逐步調(diào)整,獲得了顯著效果。2號(hào)高爐風(fēng)量由原來(lái)的1850~1900m3/min提高到2100~2150m3/min,渣鐵物理熱有了明顯提高(高爐月平均物理熱1470-1480℃),燃料比大大降低。
(3)熱制度和造渣制度的調(diào)整。在高爐操作中,合理的造渣制度和熱制度對(duì)高爐穩(wěn)定順行十分重要。為進(jìn)一步降低焦比,在保證生鐵充足的物理熱的前提下,制定了提高鐵水物理熱的操作方針。將爐渣堿度由原來(lái)的1.10~1.15上調(diào)至1.15~1.20,同時(shí),在生產(chǎn)過(guò)程中,固定全風(fēng)溫作業(yè),通過(guò)調(diào)劑煤量來(lái)調(diào)劑負(fù)荷。調(diào)整后高爐月平均物理熱1470-1480℃。
(4)高頂壓操作。隨著爐況穩(wěn)定性的逐漸改善,逐步將爐頂壓力由原來(lái)的150kpa逐步提高穩(wěn)定在188kpa。一方面,減緩了煤氣在爐內(nèi)流速,延長(zhǎng)了煤氣在爐內(nèi)的停留時(shí)間,提高了煤氣利用率;另一方面,煤氣體積得到壓縮,一定條件下允許加大風(fēng)量,進(jìn)而提高冶煉強(qiáng)度。實(shí)踐證明,頂壓每提高10kpa,焦比可降低0.5~1%。
(5)高鼓風(fēng)動(dòng)能操作。煉鐵廠2號(hào)高爐配備風(fēng)機(jī)型號(hào)為AV45-13型,為進(jìn)一步挖掘風(fēng)機(jī)潛力,提高冶煉強(qiáng)度,2號(hào)高爐在操作上采取用盡風(fēng)機(jī)能力,逐步加大鼓風(fēng)動(dòng)能,高鼓風(fēng)動(dòng)能模式操作,鼓風(fēng)動(dòng)能由原來(lái)12000KJ/s提高到14500KJ/s。隨著鼓風(fēng)動(dòng)能的提高,中心氣流旺盛后,上部布料、送風(fēng)面積調(diào)整必須跟上。
3.3加強(qiáng)爐前出鐵管理
爐前操作是高爐冶煉過(guò)程的重要環(huán)節(jié),爐前操作指標(biāo)的好壞直接影響到高爐各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。
(1)為保證出凈渣鐵,依據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)增加1~2爐次,杜絕高爐因出不凈渣鐵所帶來(lái)的憋風(fēng)、減壓后所造成的爐溫波動(dòng)。
(2)堅(jiān)持爐前三班統(tǒng)一操作,嚴(yán)格控制打泥量,杜絕人為因素所造成的鐵口深度不穩(wěn)定。規(guī)定每班必須對(duì)2個(gè)鐵口分別做一次泥套,避免鐵口冒泥所帶來(lái)的鐵口深度的波動(dòng),杜絕了放風(fēng)堵口等惡性事故的發(fā)生。
3.4加強(qiáng)設(shè)備檢查及維護(hù),降低休風(fēng)率
2號(hào)高爐指標(biāo)的不斷創(chuàng)新,也與良好的設(shè)備運(yùn)行狀況分不開(kāi)。在設(shè)備管理上,嚴(yán)格落實(shí)崗位點(diǎn)檢制度,做到早發(fā)現(xiàn)、早處理。經(jīng)過(guò)不懈努力,2號(hào)高爐平均休風(fēng)率逐月下降,為高爐外圍穩(wěn)定順行提供了設(shè)備保障。
因此,依據(jù)我廠實(shí)際生產(chǎn)條件,通過(guò)制定有針對(duì)性的調(diào)整措施,2號(hào)高爐各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)有了較大改善。尤其是進(jìn)入6、7月份,高爐利用系數(shù)、鐵水物理熱、燃料比均取得大幅度提升,一舉突破歷史最高水平。(見(jiàn)表5)
表5:2號(hào)高爐2020年3-7月主要技術(shù)指標(biāo)
4 高冶煉強(qiáng)度帶來(lái)的問(wèn)題及解決辦法
隨著冶煉強(qiáng)度的提高,也會(huì)帶來(lái)很多意想不到的問(wèn)題。高爐送風(fēng)系統(tǒng)、高爐冷卻系統(tǒng)、煤氣系統(tǒng)、渣鐵處理系統(tǒng)、爐頂設(shè)備、上料系統(tǒng)等一系列配套設(shè)施都會(huì)出現(xiàn)意想不到的問(wèn)題。要想長(zhǎng)期保證高爐的穩(wěn)定、順行、高產(chǎn),在計(jì)劃提高冶煉強(qiáng)度前,必須對(duì)各系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)真梳理,認(rèn)真摸排,查找影響高爐生產(chǎn)的客觀存在的缺陷和問(wèn)題,提前謀劃,提前解決,打好基礎(chǔ),切勿盲目進(jìn)行。
5 結(jié)語(yǔ)
如何保持高爐穩(wěn)定順行提高產(chǎn)量、降低焦比,增加效益是高爐操作者永恒的課題。既要維持好高爐順行又要避免急于求成的心理,需要做到以下幾點(diǎn):
1、以“安全、穩(wěn)定、順行”為基本原則,做實(shí)做細(xì)工作,加強(qiáng)工藝管理,優(yōu)化操作制度。
2、依據(jù)原燃料實(shí)際情況,依據(jù)每座高爐在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)際爐況情況,有針對(duì)性的制定合理的操作方針。
3、堅(jiān)持“發(fā)展中心,兼顧邊緣”的原則逐步提高高爐操作技術(shù)水平,組織好爐前生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)成本的優(yōu)化。
4、高爐操作者在高爐操作時(shí)需要結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況,要敢于轉(zhuǎn)變思想,不斷在實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn),勇于突破,才能不斷進(jìn)步。
總之,在高爐操作技術(shù)方面仍需進(jìn)行不斷的摸索,找出適合自身生產(chǎn)的最佳制度,實(shí)現(xiàn)低成本,高效率冶煉。