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首鋼通鋼3號(hào)高爐活躍爐缸提高產(chǎn)能生產(chǎn)實(shí)踐
摘要：本文主要對(duì)首鋼通鋼3號(hào)高爐活躍爐缸、提高產(chǎn)能的生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行了總結(jié)。2019年9月份受限供氧及球團(tuán)品位下降影響致使高爐產(chǎn)能偏低。10-11月份受鋅負(fù)荷升高影響致使?fàn)t內(nèi)壓差升高，風(fēng)量降低，導(dǎo)致鼓風(fēng)動(dòng)能和實(shí)際風(fēng)速偏低，使得高爐爐缸活躍度下降，最終導(dǎo)致高爐爐況出現(xiàn)波動(dòng)，高爐產(chǎn)能以及各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變差。通過采取提高原燃料質(zhì)量、優(yōu)化高爐操作制度、退負(fù)荷等一系列措施，3號(hào)高爐的鼓風(fēng)動(dòng)能達(dá)到100kj/s以上，風(fēng)速達(dá)到250m/s以上，高爐爐底溫度回升，爐缸工作狀態(tài)明顯好轉(zhuǎn)，高爐產(chǎn)能提高，高爐利用系數(shù)達(dá)到2.0以上。
關(guān)鍵詞：大型高爐 爐缸 產(chǎn)能 實(shí)踐
1、概述
通鋼3號(hào)高爐于2014年7月12日開爐，高爐有效容積2680m3,設(shè)計(jì)產(chǎn)能220萬噸/年。2019年2月28日停爐進(jìn)行中修，中修歷時(shí)43天結(jié)束，4月13日9:56分送風(fēng)點(diǎn)火開爐。重新投產(chǎn)以后爐況一直不是很穩(wěn)定，5月份高爐受焦炭質(zhì)量下滑影響爐況失常一次;6月份恢復(fù)調(diào)整爐況;7、8月份超產(chǎn)。進(jìn)入9月份以后又受到限氧及球團(tuán)品位下降影響致使高爐產(chǎn)能偏低;10-11月份由于原燃料質(zhì)量差，原燃料中鋅含量偏高，致使高爐中鋅負(fù)荷升高，長(zhǎng)時(shí)間鋅在高爐中富集使得爐內(nèi)壓差升高，風(fēng)量萎縮，致使鼓風(fēng)動(dòng)能和實(shí)際風(fēng)速降低。受此影響，高爐爐缸活躍度下降，中心氣流偏弱，長(zhǎng)期送風(fēng)壓力偏高，壓差高，風(fēng)量難上。如此往復(fù)使得爐缸工作狀態(tài)進(jìn)一步惡化。爐缸是高爐生產(chǎn)的“發(fā)動(dòng)機(jī)”，是高爐順行的基礎(chǔ)①。2019年9月下旬開始，采取一系列措施來活躍爐缸，提高風(fēng)量提高產(chǎn)能。
2、爐缸工作狀態(tài)惡化的表現(xiàn)與原因分析
2.1 具體表現(xiàn)
1)爐底爐芯溫度。爐底爐芯溫度是爐缸工作狀態(tài)好壞的一個(gè)重要監(jiān)控參數(shù)，爐芯溫度大幅度下降并且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，這就代表爐缸工作狀態(tài)在變差，爐缸不活躍。從2019年8月份開始爐底爐芯溫度出現(xiàn)下降，開始下降溫度較緩慢，到了10月份中下旬下降幅度加劇了，從最高的593℃，下降到494℃。爐底爐芯溫度下降幅度增大，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，這就說明爐缸工作狀態(tài)正在變差。
2)爐內(nèi)壓量關(guān)系和爐況接受風(fēng)量情況。由于爐缸工作狀態(tài)變差，高爐爐內(nèi)主要表現(xiàn)在高爐接受風(fēng)量能力變差，風(fēng)量逐步萎縮，風(fēng)壓平穩(wěn)度變差，時(shí)常出現(xiàn)尖峰，料尺時(shí)有塌尺現(xiàn)象，透氣性指數(shù)降低，爐內(nèi)壓量關(guān)系緊張，高爐操作難度加大。受此影響高爐產(chǎn)量開始逐步降低。
3)爐前出鐵情況。由于爐缸工作狀態(tài)變差，導(dǎo)致爐前出鐵狀態(tài)變差，爐前鐵口維護(hù)比以前困難，兩個(gè)出鐵場(chǎng)出鐵時(shí)間不均，出鐵次數(shù)增加，兩個(gè)出鐵場(chǎng)的鐵水成分偏差大。
2.2 導(dǎo)致爐缸狀態(tài)變差的原因分析
2019年9月份以后通鋼受外界的種種市場(chǎng)原因等影響，原燃料的供應(yīng)出現(xiàn)偏差，被迫購進(jìn)了一批鋅含量較高的原料，另外板石球團(tuán)礦的球團(tuán)品位大幅度下降，焦炭質(zhì)量出現(xiàn)滑坡等。受原燃料質(zhì)量的制約，入爐的原燃料粉末增多，燒結(jié)礦和焦炭的強(qiáng)度等降低，導(dǎo)致高爐的透氣性指數(shù)降低，使得高爐壓量關(guān)系緊張，致使?fàn)t缸工作狀態(tài)變差。
3、活躍爐缸提高產(chǎn)能的生產(chǎn)實(shí)踐
3.1 提高原燃料質(zhì)量
原料指高爐煉鐵所用的鐵礦石，包括燒結(jié)礦、球團(tuán)礦和天然塊礦。通鋼3號(hào)高爐入爐的原料結(jié)構(gòu)為：通鋼煉鐵事業(yè)部燒結(jié)廠1號(hào)燒結(jié)機(jī)燒結(jié)礦+球團(tuán)礦(板石球團(tuán))。燒結(jié)礦在入爐礦石中所占的比例高達(dá)80%左右，因此提高燒結(jié)礦質(zhì)量對(duì)高爐順行活躍爐缸、提高產(chǎn)能尤為重要，另外提高板石球品位也很重要。燒結(jié)礦通過調(diào)整配比和燒結(jié)速度，適當(dāng)提高料層厚度，適宜的混合料水分，盡量通過一混二混使得料混勻，控制好點(diǎn)火溫度和終點(diǎn)溫度，以此來提高燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)股指數(shù)，降低燒結(jié)礦的入爐粉末。另外確保球團(tuán)礦品位穩(wěn)定。
燃料指高爐煉鐵所用的焦炭，煤粉。通鋼3號(hào)高爐入爐的燃料結(jié)構(gòu)為：通鋼焦化廠自產(chǎn)焦炭(干熄焦50%+水熄焦50%)。焦炭是高爐料柱的骨架②。另外焦炭提供高爐冶煉過程中的大部分熱量，同時(shí)還是還原劑。通過調(diào)整焦炭的配煤種類，降低結(jié)焦速度，延長(zhǎng)結(jié)焦時(shí)間，降低焦炭的反應(yīng)性指數(shù)，提高焦炭的反應(yīng)后強(qiáng)度，使得焦炭的質(zhì)量得以提高。焦炭的部分冶金性能指標(biāo)見表1。
3.2 優(yōu)化高爐操作制度
1)熱制度：俗話說“爐溫是高爐的生命線”，因此在冶煉過程中控制好爐溫至關(guān)重要。穩(wěn)定的爐溫是高爐穩(wěn)定順行的基本條件，也是活躍爐缸的必要條件。在平時(shí)爐況正常的情況下3號(hào)高爐的爐溫(鐵水含硅量)控制在0.35%-0.45%水平，鐵水物理熱在1480℃以上，嚴(yán)格杜絕低爐溫操作。在2019年10月份以后為了活躍爐缸，高爐作業(yè)區(qū)提出把爐溫(鐵水含硅量)控制在0.5%-0.6%的水平，同時(shí)要求鐵水物理熱在1500℃以上，確保爐缸有足夠的熱量，以此來改善渣鐵水的流動(dòng)性。
2)造渣制度：在正常爐況的情況下3號(hào)高爐的爐渣要求做花玻璃渣(即爐渣的斷面是熱玻璃帶點(diǎn)石頭花)。在2019年10月份以后作業(yè)區(qū)要求爐渣為熱玻璃渣，嚴(yán)防高堿度操作，秉著寧酸勿堿的原則，控制鐵水中含硫在0.04%-0.05%水平，以此來增加爐缸的環(huán)流，活躍爐缸。
3)裝料制度：裝料制度主要是對(duì)高爐上部煤氣流分布的調(diào)整，通過調(diào)整裝料制度使得煤氣流分布合理，使得高爐穩(wěn)定順行。3號(hào)高爐在氣流分布方面一直按照“打開中心，穩(wěn)定邊緣”的思路。針對(duì)此次爐況，在打開中心的前提下要抑制邊緣，確保初始?xì)饬髂軌虼低钢行?，氣流的沖擊對(duì)爐缸死焦堆的置換起到?jīng)Q定性的作用，氣流吹透中心以后，高爐的透氣性和透液性明顯得到改善，使得爐缸的活躍度升高。3號(hào)高爐作業(yè)區(qū)針對(duì)此次爐況裝料制度進(jìn)行了新的調(diào)整：通過采取礦焦角度逐步同時(shí)外揚(yáng)，焦炭的角度從開始的37.5°調(diào)整到最大38.5°;礦石的角度從開始的36.5°調(diào)整到最大37.5°(見表2);礦石角度增加以后，可以適當(dāng)擴(kuò)大中心漏斗區(qū)間，使得中心氣流不受抑制;焦炭的角度增加以后防止邊緣抑制過大導(dǎo)致爐況不順。
4)送風(fēng)制度：送風(fēng)制度是指在一定的冶煉條件下選定合適的鼓風(fēng)參數(shù)和風(fēng)口進(jìn)風(fēng)狀態(tài)，以形成一定深度的回旋區(qū)，達(dá)到原始煤氣流分布合理、爐缸圓周工作均勻活躍、熱量充足②。送風(fēng)制度穩(wěn)定是煤氣流穩(wěn)定的前提，是保證高爐穩(wěn)定順行、高產(chǎn)的重要條件。3號(hào)高爐此次爐況的現(xiàn)象是風(fēng)量低，送風(fēng)風(fēng)口面積大，導(dǎo)致高爐的鼓風(fēng)風(fēng)速和鼓風(fēng)動(dòng)能偏低(風(fēng)速在230m/s，動(dòng)能在80-90kj/s)，長(zhǎng)期的低風(fēng)速和低的鼓風(fēng)動(dòng)能使得爐缸的活躍度逐步降低。針對(duì)此種現(xiàn)象經(jīng)過煉鐵事業(yè)部以及首鋼專家團(tuán)隊(duì)的共同研究決定休風(fēng)堵4個(gè)風(fēng)口，縮小送風(fēng)風(fēng)口面積，以此來提高鼓風(fēng)風(fēng)速和鼓風(fēng)動(dòng)能，這樣便于能夠吹透中心，活躍爐缸。進(jìn)而使得送風(fēng)制度得到穩(wěn)定。在鼓風(fēng)風(fēng)速達(dá)到250 m/s以上，鼓風(fēng)動(dòng)能在100kj/s的基礎(chǔ)上逐步開風(fēng)口。
3.3 高爐操作采取“攻、守、退”措施
在正常爐況期間，入爐礦石批重在55t/批，焦炭批重在12.5t/批，焦炭負(fù)荷4.4，為了及時(shí)快速調(diào)整好爐況，事業(yè)部領(lǐng)導(dǎo)以及首鋼專家團(tuán)開會(huì)研究決定分步退負(fù)荷，以求輕負(fù)荷料能夠換取風(fēng)量。第一次礦重退至47t/批，焦批沒動(dòng)，焦炭負(fù)荷下調(diào)至3.76。運(yùn)行5天以后，爐況沒有好轉(zhuǎn)，風(fēng)量沒有上升的跡象，于是第二次礦重退至43t/批，焦批減至11.7t/批，焦炭負(fù)荷下調(diào)至3.68。第二次退負(fù)荷以后，風(fēng)量有所上升，但是不是很顯著。
高爐操作除了采取“攻、守、退”措施以外，還制定了嚴(yán)格的操作方針，要求四班統(tǒng)一操作思路，嚴(yán)格執(zhí)行低壓差原則，防止人為原因造成爐況波動(dòng)，給高爐的恢復(fù)帶來不利影響。
3.4 穩(wěn)定的設(shè)備運(yùn)行為高爐保駕護(hù)航
高爐能否高效穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)備保障是關(guān)鍵。為此高爐作業(yè)區(qū)針對(duì)這一目的，制定了一系列的設(shè)備點(diǎn)檢制度，分為專業(yè)點(diǎn)檢和非專業(yè)點(diǎn)檢。專業(yè)點(diǎn)檢是指維護(hù)人員每周進(jìn)行一次全面的專業(yè)性檢查設(shè)備運(yùn)行情況;非專業(yè)點(diǎn)檢指的是崗位人員的設(shè)備點(diǎn)檢。我們要做到“勤點(diǎn)檢”、“早發(fā)現(xiàn)”把事故消滅在萌芽狀態(tài)，為高爐的高效穩(wěn)定運(yùn)行提供良好的設(shè)備保障。
4、效果
通過以上多種措施的綜合運(yùn)用，首鋼通鋼3號(hào)高爐的爐缸工作狀態(tài)明顯好轉(zhuǎn)，高爐產(chǎn)能也逐步得到提高。2019年12月1日開始爐底中心溫度開始上升，同時(shí)鼓風(fēng)風(fēng)速已經(jīng)達(dá)到250m/s以上，鼓風(fēng)動(dòng)能達(dá)到100kj/s以上，2019年12月6日高爐產(chǎn)能已經(jīng)突破5350噸，高爐利用系數(shù)達(dá)到2.0以上。高爐的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)都有了不小的進(jìn)步。(見表3)
5、結(jié)語
1)爐缸是高爐生產(chǎn)的“發(fā)動(dòng)機(jī)”，是高爐順行的基礎(chǔ)。只有爐缸活躍了高爐產(chǎn)能才能得到提高，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)才能得到優(yōu)化。
2)高爐操作不能一味的追求大風(fēng)口面積，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際原燃料情況，選擇合適的進(jìn)風(fēng)面積，一定要保證高爐有足夠的風(fēng)速和動(dòng)能，這樣才能使得爐缸活躍起來。
3)調(diào)整爐況要做到“穩(wěn)、準(zhǔn)、狠”，此次爐況調(diào)整的不足之處在于，高爐退負(fù)荷沒有一步到位，操作存在僥幸心理。
實(shí)時(shí)匯聚核
心行業(yè)動(dòng)態(tài)
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實(shí)時(shí)匯聚核心行業(yè)動(dòng)態(tài)
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