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龍鋼煉鐵技術進步實踐
摘要：本文對2015-2019年龍鋼公司煉鐵廠高爐在技術方面取得的進步進行分析總結。通過科學生產組織、爐料結構優(yōu)化、原燃料質量的提升、爐況細化管理、爐缸安全維護、先進技術的應用等實踐，高爐實現長期周期穩(wěn)定，各項指標大幅度提升。
關鍵詞：煉鐵;技術進步;實踐
1、概述
龍鋼煉鐵廠現有2座1280m³高爐、3座1800m³高爐，年生產鐵水720萬噸。2015-2020年，龍鋼公司煉鐵廠通過外部對標學習先進經驗、內部強化細化操作管理，在原燃料質量提升、爐料結構優(yōu)化、爐況管理、裝備升級、科學護爐、新技術應用等取得顯著的成效，為高爐指標提升奠定了堅實基礎，尤其是2019年以來，各項技術經濟指標實現歷史性突破，2020年1-2月焦比平均375kg/tFe，燃料比515kg，利用系數平均2.81t/m3d，實現歷史最好水平。
2、煉鐵技術進步和系統(tǒng)升級
2.1科學系統(tǒng)策劃，實現高爐大中修快速開爐強化
從2015年至2019年，高爐大中修和三個月以上封爐共計15次，全部實現安全順利停開爐，開爐后一周內達產達效。通過總結停開爐經驗，建立起擁有自主知識產權的高爐大修技術制度體系。尤其是2018年4月4#爐，2019年1月3#爐，2019年12月1#爐，大修開爐后均迅速實現穩(wěn)產低耗。2019年3#爐全年焦比370kg，實現龍鋼煉鐵歷史上年度最低焦比。
2.2加大設備更新換代，提升裝備整體水平
多年來，龍鋼煉鐵廠堅持提升裝備水平，依靠引進和自主創(chuàng)新，先后在燒結機和高爐實施100多項改造和新設備，促進了生產系統(tǒng)的長周期穩(wěn)定。
2.2.1燒結實施了漏風治理、欄板加高、加水、提高風機頻率等改造，應用了大風量、環(huán)冷余熱發(fā)電、爐條防糊堵、節(jié)能點火爐、陶瓷耐磨彎管等新設備、新材料，設備作業(yè)率整體提高。
2.2.2高爐實施了爐缸水溫差在線監(jiān)測、爐殼測溫、冷卻能力提升、冷卻水量分段控制;渣鐵溝工藝改造;篩分系統(tǒng)升級;智能噴吹、智能燒爐、換爐、熱風爐雙預熱器、TRT在線除垢等改造;開口機、泥炮自動搖控技術;球團環(huán)冷、高強度陶瓷、高導熱碳磚應用等新設備、新材料，高爐設備保障能力和自動化控制水平明顯提升。
2.3依靠科技進步促進鐵前技術升級
2.3.1堅持技術引進和創(chuàng)新。2015年以來，燒結應用了厚料層燒結、小球燒結、低碳低硅燒結、高低堿度燒結、塊礦鋪底料、料面加熱技術;蒸汽預熱返礦技術;混合料料溫提升技術;環(huán)冷余熱利用技術;混合料制粒技術;厚料層燒結等新技術、新工藝，開展了燒結終點、廢氣溫度、鋪底厚度、料面加熱等微控攻關，實現了燒結產能的大幅度提升，成品礦產量由35000噸增加至39000噸，燒結礦入爐率由68-70%提高至75-76%。
高爐實現了爐頂均壓煤氣除塵、均壓煤氣回收、引煤氣送風技術;高爐爐頂紅外線、激光料面成像、噴煤成像、爐缸侵蝕模型等監(jiān)測技術。
2.3.2 2018年后依托鐵前新建冶金實現室，實現了獨立檢測燒結礦、塊礦、球團礦冶金性能的夢想。現在已實現燒結礦、球團、塊礦、印度粉、超特粉等性能的研究和配料標準。并逐步建立起鐵礦石熱爆指數、低溫粉化、還原性能、軟熔溫度、溶滴性能、燒結實驗杯等專業(yè)實驗標準體系，為燒結、球團優(yōu)化配料提供了科學精準的技術支撐。
2.3.3多年來，通過生產實踐和燒結機、高爐大中修經驗積累，先后煉鐵廠申報授權專利16余項，發(fā)表專業(yè)論文200余篇，實施崗位創(chuàng)新1000余項。2018年《高爐冷卻強度分段控制技術》獲陜西省冶金科學技術二等獎。
2.4運用綜合強化及維護手段，實現高爐護爐與穩(wěn)產低耗的有效對接
2.4.1堅持高爐高產與護爐并重、長期護爐的思想，通過不斷完善護爐管控制度，規(guī)范操作調劑，在穩(wěn)產低耗的前提下，先后實現了5座爐缸側壁溫度整體下降和基本受控，4座高爐實現安全護爐生產至大修，爐役延長8-10個月。
2.4.2利用大修和日常檢修，2座1800高爐全部實現爐缸冷卻分段控制技術和冷卻能力提升改造，解決高爐爐身與爐缸冷卻水分配不合理、爐缸冷卻強度不足的隱患。
2.4.3突出重點部位管控。隨著產能的進一步釋放，設備的高負荷運轉，各高爐相繼出現了爐売開裂、爐缸溫度持續(xù)升高等較大安全隱患，先后完善了《高爐爐売開裂安全管控要求》和《高爐爐缸溫度異常安全管控要求》，從作業(yè)環(huán)境、現場作業(yè)、隱患監(jiān)控、隱患整改、崗位標準操作、崗位應急操作等六方面落實管控措施，使隱患有效受控。
2.5以行業(yè)差距為導向，實施指標對標
多年來，龍鋼煉鐵高爐指標持續(xù)處于行業(yè)中下水平。先后外出對標40余次，吸收行業(yè)先進理念和經驗，優(yōu)化高爐操作。
2.5.1縮小風口面積。根據龍鋼80%原燃料外購、品種多、質量不穩(wěn)定的現實條件，逐年采取了縮小送風面積、提高風速措施，風速由200m/s提高至230m/s以上，爐缸中心進一步開放，風量有所增大，氣流分布更加合理，煤氣利用率在由46.5-46.8%提高至47.1%以上。風口面積變化情況：
2.5.2優(yōu)化布料制度：針對多年來高爐爐況穩(wěn)定性差、頻繁波動，氣流穩(wěn)定性差。2018-2019年，在高爐進行優(yōu)化布料制度操作嘗試，通過微調布料角度、礦焦同角、增減布料圈數、取消或減少中心加焦等措施，爐況穩(wěn)定性提高，高爐產量、質量、焦比、燃料比進步明顯，實現了長期穩(wěn)產順行低耗。
2.5.3優(yōu)化噴吹煤結構。2019年在高爐實施噴吹結構調整，無煙煤比例由35%提高至80%，混合煤固定C由73.8%提高到79.5%以上，焦炭負荷顯著提高，由4.0倍以下提高至4.25倍以上，最高提至4.45倍以上。同時煤比提高至150kg以上，實現產量提升、焦比、燃料比的整體下降。
2.5.4眼睛向內，堅持強化操作。
(1)堅持全風溫送風。2015-2019年，高爐風溫持續(xù)升高，2019平均達到1185℃以上。
(2)實施高煤比。針對多年來煤比低、焦比高、成本高的問題，從2019年1月起開展煤比攻關，煤比由2015年的121kg提到149kg。
(3)富氧量。根據高爐大噴煤量和噴吹結構調整，高爐富氧量由2015年的25000m3/h提高至37000m3/h以上，目前達到39000m3/h以上，富氧率由2.30%提高至3.1%以上。
(4)低硅冶煉。堅持低硅冶煉操作理念，以[Si]控制0.30-0.40%為目標，在爐溫穩(wěn)定和硅偏差方面實現突破，硅平均達到0.40%以內，硅偏差由0.16%降至0.13%。
2.6外圍保供能力進一步穩(wěn)提高
通過強化“一家人共事、一體化管理”理念，外圍保供能力進一步提升和穩(wěn)定。
(1)提高耐材質量改造主溝澆注工藝，增大鐵溝厚度和深度，溝幫的耐材厚度增加150mm，單溝通鐵量大幅度提高。1800高爐通鐵量已達到19萬噸，單次澆筑通鐵量提高6萬噸，使用周期由50-55天提高到天65-70天，年減少澆筑次數2-3次。
(2)適應高爐高冶強和產能提升，及時調整炮泥配方，提高炮泥強度和供應量。全年無炮泥質量波動引起的高爐爐況波動和外圍事故。
(3)使用低溫高強陶瓷耐磨料延長高爐?；z修周期，由3-5個月延長至8個月以上，同時消除了以前鑄墨石易脫落，易頻繁堵塞沖渣管道，大量冒渣的問題。
(4)沖渣槽使用高強陶瓷預制塊，從根本上解決了鑄鐵式沖渣槽破損、倒塌、出渣冒渣問題。
(5)通過冷卻水泵擴容和節(jié)能改造，供水能力由4300m3/h提升至4600m3/h以上，進水溫度由43℃降至40℃以內，水速由1.6-1.8m/s提高至2.0m/s以上，最高達到2.2m/s以上，高爐冷卻質量明顯提高。
(6)合理配料持續(xù)降低有害元素。2015-2019年有害元素負荷整體呈下降趨勢。
2.7抓原料基礎，為產能、質量提升創(chuàng)造條件
(1)堅持超前管理，抓配料、抓操作、抓設備，先后完成球團豎爐技術改造和工藝優(yōu)化，球團設備作業(yè)率達到98%以上，產量由2015年3800噸提升至5300噸以上，自產球團礦比例由11%提高至15%以上，為高爐爐料結構穩(wěn)定奠定基礎。
(2)通過燒結機中修工作，對265和400、450燒結機欄板加高改造，料層由750mm和800mm提升至850mm和900mm，實現超厚料層控制，成品礦率增加3-5%。
(3)初步實現燒結原料優(yōu)化，由以前15種以上物料逐步穩(wěn)定在6-8種;通過攻關和堆料優(yōu)化，原料1、2#系統(tǒng)堆料層數由240層和300層提升至340層和450層，實現了燒結混勻礦質量的持續(xù)穩(wěn)定。
(4)通過塊礦篩分系統(tǒng)的改造，塊礦供應能力和篩分質量提升，實現了高爐塊礦18-20%的需求。
(5)龍鋼公司焦炭全部為外購，隨著高爐強化和環(huán)保治理限產影響，區(qū)域主流焦炭供應不足，已拓展至省內、省外，新資源引入多達14家。為最大限度確保入爐焦炭質量的穩(wěn)定，確立大高爐主流焦炭+小高爐非主流焦炭+實物質量微調節(jié)的焦炭供應專題調節(jié)與反應機制，以入爐焦炭CSR≥60%搭配不同品種，非主流焦炭搭配小料種方式，實現高爐爐料結構、爐況穩(wěn)定和經濟指標大跨步提升。
2.8強化內部規(guī)程、制度的完善和標準化管理
堅持與行業(yè)先進對標，立足行業(yè)先進經驗和發(fā)展方向，強化內部規(guī)程、制度的完善和標準化管理。
(1)完善高爐護爐管控制度，完善了爐缸安全管控體系和爐型管理制度，修訂高爐突發(fā)應急方案和日常監(jiān)測管控制度，實現護爐高爐無盲區(qū)管控。
(2)修訂完善高爐及輔助單位工藝技術操作規(guī)程，增加完善送風引煤氣操作規(guī)程、爐頂煤氣均壓操作及煤氣回收等規(guī)程。
(3)強化對高爐、燒結機、輔助單位工藝制度執(zhí)行、參數管控、過程控制、日志記錄、項目推進等的檢查和糾偏。
(4)結合環(huán)?，F場治理，修訂完善高爐操作應急預案。
3、結語
2019-2020年，龍鋼高爐保持了爐況長期穩(wěn)定順行，實現了指標突破，但是原燃料質量穩(wěn)定上、在爐況細化調劑上，與行業(yè)還有差距。
(1)堅持抓原燃料質量的提升，以穩(wěn)定爐料結構和降低入爐有害元素負荷為突破口，為高爐穩(wěn)定順行創(chuàng)造條件。
(2)摸索不同時間、不同原燃料的操作制度，合理優(yōu)化裝料制度，做到上穩(wěn)下活，確保高爐長期穩(wěn)定順行和技術經濟指標提升。
(3)爐況管理必須適應冷卻制度的要求，不能長期用冷卻系統(tǒng)來調整爐況，同時設備漏水要及時處理，禁止長時間養(yǎng)護風口套。繼續(xù)完善日常操作管理，提升操作和管理水平。
(4)護爐高爐必須穩(wěn)定爐況、提高風速、合理用氧，提高鐵水鈦含量，控制合理的冶煉強度。定期組織專家或專業(yè)人員對爐缸安全進行“體檢”。
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