謝文飛

（天津天鐵冶金集團(tuán)第一煉鐵廠,河北涉縣056404)

天鐵高爐減少風(fēng)口破損操作實(shí)踐

謝文飛

（天津天鐵冶金集團(tuán)第一煉鐵廠,河北涉縣056404)

針對(duì)天鐵第一煉鐵廠高爐風(fēng)口破損嚴(yán)重的問題，分析出其產(chǎn)生原因?yàn)橛泻υ睾扛摺⑸喜空{(diào)整裝料制度不合理、渣皮脫落等，通過優(yōu)化配料，調(diào)劑爐況，保持合理的操作爐型、采用快速恢復(fù)爐況技術(shù)，使高爐風(fēng)口的破損數(shù)量大幅降低，降低了設(shè)備的休風(fēng)率，顯著提升了高爐的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。

高爐；風(fēng)口；配料；爐況；爐型

1 引言

天津天鐵集團(tuán)第一煉鐵廠現(xiàn)有4座700 m3高爐，每座高爐配置16個(gè)風(fēng)口。2011—2013年，累計(jì)風(fēng)口破損642個(gè)，低品質(zhì)料的使用，使燒結(jié)礦中的堿金屬、Zn升高，導(dǎo)致風(fēng)口大量破損。通過采取各種措施，2014年風(fēng)口損壞減少到68個(gè)。在鋼鐵市場(chǎng)形勢(shì)日趨嚴(yán)峻，進(jìn)一步降低生鐵成本過程中取得了較好的效果。

2 風(fēng)口破損情況

風(fēng)口破損情況見表1。

表1 2011—2014期間風(fēng)口破損統(tǒng)計(jì)表

3 風(fēng)口破損原因

3.1 有害元素含量高

在燒結(jié)礦配料方面，考慮低成本因素，混合料配用了布袋灰、燒結(jié)機(jī)頭灰,在燒結(jié)礦配礦的比例中，混合料、鋼泥配加比例較大，使燒結(jié)礦中的堿金屬、Zn含量升高，高爐堿負(fù)荷、鋅負(fù)荷較重。2011—2013年鋅負(fù)荷最高達(dá)到0.8 kg/t。一方面堿金屬造成焦炭粉化，Zn在爐缸大量吸熱，使?fàn)t缸向涼，透液性和透氣性變差，造成高爐出現(xiàn)排堿、排Zn現(xiàn)象頻繁，導(dǎo)致風(fēng)口大量破損；另一方面，堿金屬和鋅滲入爐襯中，導(dǎo)致磚襯膨脹，爐體變高變寬，導(dǎo)致風(fēng)口及二套變形、上翹。

3.2 高爐上下部調(diào)劑

由于外部條件變化，上部調(diào)整裝料制度不到位,導(dǎo)致中心或邊緣氣流過于旺盛或不足，造成渣皮脫落，使?fàn)t缸透液性大幅下降，爐缸的工作狀態(tài)變差，不活躍，死區(qū)較多，爐缸堆積現(xiàn)象較為頻繁，易造成風(fēng)口大量破損。

3.3 高爐休風(fēng)恢復(fù)爐況

高爐生產(chǎn)中，每60天左右需要1次10～12 h的定修，在恢復(fù)爐況過程中，均采取花堵3～4個(gè)風(fēng)口。目的是為了維持適宜的風(fēng)速及鼓風(fēng)動(dòng)能，保證吹透中心，以快速恢復(fù)爐況。每次爐況恢復(fù)的過程中，都出現(xiàn)堵泥風(fēng)口兩側(cè)的風(fēng)口損壞，每次破損風(fēng)口3-5個(gè)，甚至出現(xiàn)風(fēng)口二套燒壞，需要組織休風(fēng)更換。

3.4 渣皮脫落

由于原燃料質(zhì)量變化或大量使用焦丁后，使高爐煤氣流發(fā)生變化，導(dǎo)致爐墻渣皮脫落，富集在局部風(fēng)口處，使風(fēng)口燒壞。

4 采取的措施

4.1 優(yōu)化配料工作

4.1.1 燃料控制

由于焦炭入庫后存放時(shí)間較長(zhǎng)，沒有及時(shí)使用，造成強(qiáng)度降低，爐況波動(dòng)，風(fēng)口損壞。根據(jù)入庫時(shí)間，季節(jié)特點(diǎn)，合理安排出庫；及時(shí)了解焦炭配煤比的變更情況，加強(qiáng)熱強(qiáng)度、水分的監(jiān)控；及時(shí)調(diào)整焦比、煤比，確保爐況穩(wěn)定。

針對(duì)部分酸性球團(tuán)含鈦偏高，造成渣鐵粘稠，類似爐缸堆積的情況，采取要求供應(yīng)商提供的球團(tuán)鈦含量小于0.04%。在給高爐取料時(shí)，將含鈦偏高的球團(tuán)與含鈦低的球團(tuán)各取50%，進(jìn)行混合后供給高爐，同時(shí)將高爐球團(tuán)的配加比例控制在10%～ 15%，降低了渣鐵的粘度，提高了渣鐵的流動(dòng)性。

第一煉鐵廠長(zhǎng)期使用南非塊礦，由于南非塊礦冶金性能較好，但堿金屬含量較高，鉀含量在0.25%～0.35%，鈉含量0.13%左右。針對(duì)塊礦長(zhǎng)期使用南非塊礦，品重單一的情況，采取增加塊礦的品種，配加了麥克塊、紐曼塊、恰那塊、PB塊等有害元素含量低的塊礦品種。塊礦配加比例控制在17%左右，既確保了高爐爐況穩(wěn)定順行，又減少了堿金屬的帶入量。

通過配料技術(shù)控制有害元素的含量，要求鋅負(fù)荷＜0.5 kg/t，堿負(fù)荷K2O+Na2O≤3.5 kg/tFe。針對(duì)堿金屬含量高的燒結(jié)機(jī)頭灰不再直接配入，與鋅含量高的布袋除塵灰合并流程，經(jīng)脫除鋅、鉀、鈉等有害元素后再回混勻料堆，根據(jù)循環(huán)物料的產(chǎn)量，均勻配入，防止配料波動(dòng)。對(duì)含鋅高的干鋼泥配加，由5%調(diào)整到3%，既保持了經(jīng)濟(jì)料的使用，又降低了高爐爐料的鋅負(fù)荷，避免了干鋼泥集中配加帶來的鋅負(fù)荷急劇升高，造成的爐況失常。燒結(jié)礦的白云石的配加量由8%提高到8.5%，高爐爐渣的鎂鋁比由0.63%提高到0.65%～0.68%，鎂鋁比提高以后，使高爐的排堿、排鋅的能力得到提高，穩(wěn)定的堿負(fù)荷、鋅負(fù)荷使高爐爐況平穩(wěn)，降低了風(fēng)口的破損量。

4.2 通過爐況調(diào)劑，保持合理的操作爐型

在焦丁的使用上，由于沒有充分重視配加焦丁發(fā)展邊緣氣流的作用，配加焦丁后3～5天后出現(xiàn)爐墻渣皮脫落，使?fàn)t涼，爐缸渣鐵透液性急劇下降，造成焦比上升，風(fēng)口頻繁損壞。因此在使用焦丁時(shí)，裝料制度采用適度加重邊緣的措施，可向邊緣加一圈礦或減一圈焦，或?qū)⒉剂辖嵌日{(diào)整0.5°，使高爐布料平臺(tái)中心和邊緣的礦焦比保持穩(wěn)定，確保中心和邊緣氣流的穩(wěn)定，進(jìn)而穩(wěn)定了爐墻渣皮，保證了爐況的長(zhǎng)周期穩(wěn)定順行，減少了風(fēng)口的損壞。采用此項(xiàng)措施后，未再出現(xiàn)吃焦丁后渣皮脫落、風(fēng)口損壞情況。

通過調(diào)劑布料制度，在邊緣氣流過旺的情況下，采取向邊緣增加布礦的環(huán)數(shù)或減少布向邊緣焦炭的環(huán)數(shù)，增加布向中心的焦炭比例。情況較嚴(yán)重時(shí)，調(diào)整布礦或布焦的角度0.5°～1°；根據(jù)焦炭質(zhì)量和落地礦的多少調(diào)整礦石和焦炭的批重。3～5個(gè)冶煉周期煤氣流轉(zhuǎn)型后，再鞏固效果。以自主研發(fā)的中型高爐無鐘多環(huán)布料煤氣流轉(zhuǎn)型理論，指導(dǎo)布料操作。通過以上的調(diào)劑手段，使中心氣流狹長(zhǎng)而銳利，邊緣氣流通暢，形成一個(gè)狹窄的邊緣通路，使中心氣流強(qiáng)于邊緣，達(dá)到合理的煤氣流分布，煤氣利用率由36%～39%提高到42%～44%，使操作爐型規(guī)整，爐墻渣皮保持相對(duì)穩(wěn)定，保持爐缸工作正?；钴S，爐缸的透液性良好，使風(fēng)口的工況條件改善，避免了局部窩渣、窩鐵現(xiàn)象。

在下部調(diào)劑中，由于第一煉鐵廠高爐風(fēng)口布局，原來為直徑120 mm×3+110 mm×13配置，風(fēng)口面積0.157 4 m2，配置不夠理想。后來逐步調(diào)整到直徑110 mm×16個(gè)，面積0.152 0 m2，配置較為均勻，但風(fēng)口面積又相對(duì)偏小，爐缸邊緣存在死區(qū)。經(jīng)過計(jì)算、研究、探討、比對(duì)，根據(jù)各高爐不同的風(fēng)機(jī)能力，擴(kuò)大風(fēng)口面積，3#高爐風(fēng)口面積由0.152 0 m2擴(kuò)大到0.157 3 m2，其中6個(gè)風(fēng)口直徑由100 mm擴(kuò)大到115 mm；1#、2#高爐風(fēng)口面積由0.152 0 m2擴(kuò)大到0.155 5 m2；各有4個(gè)風(fēng)口直徑由100 mm擴(kuò)大到115 mm，風(fēng)量提高了100～150 m3/min。風(fēng)口面積適度擴(kuò)大后，減少了爐缸死區(qū)，活躍了爐缸邊緣，使得渣鐵的流動(dòng)性得到較大改善。

爐缸熱制度不穩(wěn)定，化學(xué)熱和物理熱波動(dòng)較大。通過高爐日常操作中嚴(yán)格控制生鐵含硅[Si]在0.25%～0.45%之間，爐溫的穩(wěn)定率（0.25%～0.45%）由56%提高到80%左右，鐵水物理熱保持在1 480℃左右，爐缸的熱制度充沛穩(wěn)定。

4.3 采用快速恢復(fù)爐況技術(shù)

經(jīng)過研究，在高爐長(zhǎng)期休風(fēng)后的恢復(fù)過程中，根據(jù)渣鐵環(huán)流理論和操作實(shí)際，針對(duì)現(xiàn)有的工況條件，對(duì)原有的操作方式，進(jìn)行了大膽革新，采用全開風(fēng)口作業(yè)，快速提高風(fēng)量，依靠大風(fēng)量增大鼓風(fēng)動(dòng)能，保證了爐況恢復(fù)過程中初始煤氣流分布合理，避免了由于高風(fēng)壓條件下，堵風(fēng)口作業(yè)造成的對(duì)爐缸圓周渣鐵環(huán)流的阻斷作用，杜絕了此種情況下風(fēng)口的熔燒破損。

復(fù)風(fēng)初期，為確保料動(dòng)，且盡快形成煤氣流，抓住時(shí)機(jī)，積極穩(wěn)妥用風(fēng)。送風(fēng)后根據(jù)壓量關(guān)系在30～60 min左右將風(fēng)壓加至160 kPa左右，壓差維持在90～100 kPa。在風(fēng)量偏大時(shí)，壓差控制在80～90 kPa。用較低的壓差，提高高爐煤氣流的穩(wěn)定性，減少崩塌料、懸料的產(chǎn)生，縮短恢復(fù)時(shí)間。下料后逐步趕料線。

風(fēng)量加至正常風(fēng)量的80%，則放緩加風(fēng)節(jié)奏，一方面穩(wěn)定氣流；另一方面，防止?fàn)t溫大幅下跌，進(jìn)而影響料尺正常動(dòng)作，形成崩、懸料。隨煤粉作用，熱量回升，逐步加全風(fēng)量。復(fù)風(fēng)初，由于重建煤氣流，尤其在O/C比較高的高爐，前期風(fēng)壓高，風(fēng)量小，透氣性差。而對(duì)于大型高爐，風(fēng)量達(dá)不到一定水平，風(fēng)口前料不動(dòng)，而此時(shí)，不能因?yàn)楸飰?、高壓就不加風(fēng)。優(yōu)化操作前后送風(fēng)曲線和送風(fēng)風(fēng)壓、風(fēng)量、頂壓變化見圖1、圖2。

該技術(shù)推廣后，每次長(zhǎng)期休風(fēng)爐況恢復(fù)時(shí)間由2～3天縮短到7 h左右；風(fēng)口基本無損壞。通過表2、表3、表4，優(yōu)化后（如2013年8月28日）三高爐計(jì)劃休風(fēng)及恢復(fù)期間與優(yōu)化前（如2013年3月28日）三高爐計(jì)劃休風(fēng)及恢復(fù)期間指標(biāo)對(duì)比，綜合焦比降低66.78 kg/t，減少焦炭量360.58 t，產(chǎn)量增加近1 955 t。2013年3月28日三高爐計(jì)劃休風(fēng)及恢復(fù)期間損壞風(fēng)口3個(gè)，二套1個(gè)，二次休風(fēng)即30日8:35～11:50更換損壞的風(fēng)口及二套，直到30日風(fēng)口全開，爐況恢復(fù)正常，增加了爐況恢復(fù)到正常的時(shí)間。

高爐經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)見表5。

Operation Practice of Reducing Tuyere Damage at Tiantie BF

XIE Wen-fei
(Iron-making Plant 1,Tianjin Tiantie Metallurgy Group,She County,Hebei Province 056404,China)

Analysis was made on the serious damage of BF tuyere at Tiantie Iron-making Plant 1 and its causes were found as high content of detrimental elements,unreasonable charging system adjustment at upper furnace and slag skull falling.By optimizing charge blending,adjusting furnace conditions,maintaining reasonable operation furnace profile and adopting fast furnace condition recovery technique,the damage number of BF tuyere was reduced substantially and equipment shutting down rate lowered.The economic and technical indices of the blast furnace were remarkably lifted.

blast furnace;tuyere;charge blending;furnace condition;furnace profile

圖1 優(yōu)化前（3#高爐2013-03-28）計(jì)劃休風(fēng)爐況恢復(fù)曲線

圖2 優(yōu)化后（三高爐2013-08-28）計(jì)劃休風(fēng)爐況恢復(fù)曲線

表2 2013-03—28三高爐計(jì)劃休風(fēng)及恢復(fù)期間指標(biāo)

10.3969/j.issn.1006-110X.2015.06.005

2015-08-12

2015-09-03

謝文飛（1971—），男，本科，高級(jí)工程師，主要從事生產(chǎn)技術(shù)管理工作。