王尚東

（萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司 銀山型鋼煉鐵廠，山東 萊蕪271104）

萊鋼1880m3高爐爐役后期經(jīng)濟(jì)冶煉實(shí)踐

王尚東

（萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司 銀山型鋼煉鐵廠，山東 萊蕪271104）

萊鋼兩座1880m3高爐均處于爐役后期，操作上通過(guò)大量使用長(zhǎng)風(fēng)口，上部調(diào)整裝料制度，并不斷開(kāi)發(fā)爐料平鋪技術(shù)，高爐順行情況不斷改善，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)冶煉的目標(biāo)，配料焦比降低了26 kg/t，燃料比降低7 kg/t，生礦比例提高8.4%，年創(chuàng)效益4000萬(wàn)元以上。

高爐；爐役后期；經(jīng)濟(jì)冶煉；爐料

1 前言

萊鋼兩座1880m3高爐分別于2004年6月和2005年2月投產(chǎn)，至今已安全運(yùn)行了十余年，均已進(jìn)入爐役后期，期間未進(jìn)行過(guò)爐缸大修。按業(yè)界傳統(tǒng)觀點(diǎn)，爐齡8～12 a為中等壽命，12 a以上則屬于長(zhǎng)壽高爐。萊鋼型鋼煉鐵廠通過(guò)不斷優(yōu)化高爐各項(xiàng)操作制度和加強(qiáng)各個(gè)方面的管理，最終實(shí)現(xiàn)爐役后期安全、穩(wěn)定順行、經(jīng)濟(jì)冶煉的效果。

2 護(hù)爐操作

因鋼鐵行業(yè)持續(xù)不景氣，從2011年11月開(kāi)始高爐限產(chǎn)操作，入爐風(fēng)量從正常的4300m3/min逐步降到3750m3/min，產(chǎn)量從日產(chǎn)5300 t以上降到4400 t左右，產(chǎn)能只有原設(shè)計(jì)水平的80%。在限產(chǎn)過(guò)程中，采取了堵風(fēng)口、加襯套、使用小風(fēng)口等措施，爐缸均勻活躍性下降，爐缸二層側(cè)壁溫度階段性地出現(xiàn)上升現(xiàn)象，對(duì)高爐爐役后期的安全運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。

為實(shí)現(xiàn)高爐長(zhǎng)壽的目標(biāo)。型鋼煉鐵廠通過(guò)不斷調(diào)整，優(yōu)化1880m3高爐的送風(fēng)制度和裝料制度，抑制邊緣，發(fā)展中心，在低冶強(qiáng)條件下減少鐵水環(huán)流對(duì)爐缸的沖刷，穩(wěn)定了爐缸側(cè)壁溫度。

2.1 大量使用長(zhǎng)風(fēng)口

合理的爐內(nèi)煤氣流分布和良好的爐缸活躍性，有利于高爐爐缸高效長(zhǎng)壽。爐缸主要受鐵水流動(dòng)沖刷，渣鐵化學(xué)侵蝕，鐵水、堿金屬、鋅對(duì)磚的滲透及熱沖擊。在爐缸耐材表面形成一層持久的保護(hù)層非常重要，該保護(hù)層就是穩(wěn)定的渣鐵凝固層。爐缸鐵水環(huán)流對(duì)爐缸的侵蝕是導(dǎo)致?tīng)t缸燒穿的根本原因，尤其是不均衡侵蝕。操作控制上，主要通過(guò)中心加焦來(lái)發(fā)展中心，抑制邊緣。結(jié)合用小風(fēng)口、堵風(fēng)口、加襯套降低冶煉強(qiáng)度，配加鈦球、控制好生鐵成分等措施，來(lái)保證爐缸耐材和鐵水之間的保護(hù)層不會(huì)變薄或者消失，以延緩爐缸的被侵蝕速度，把側(cè)壁溫度控制在安全范圍之內(nèi)。縮小風(fēng)口面積后，經(jīng)過(guò)調(diào)整實(shí)際風(fēng)速可以維持不變。但由于限產(chǎn)、風(fēng)量降低，鼓風(fēng)動(dòng)能大幅下降，回旋區(qū)和燃燒帶縮小，造成邊緣氣流及鐵水環(huán)流難以控制，影響爐缸側(cè)壁溫度的穩(wěn)定。

萊鋼1880m3高爐原使用φ120mm×500mm的風(fēng)口，風(fēng)口面積縮小后，風(fēng)口長(zhǎng)度未變。至2015年底，2座1880m3高爐各自增加了10個(gè)長(zhǎng)度520mm的風(fēng)口。進(jìn)入2016年后，2座1880m3高爐逐步增加長(zhǎng)度520mm的風(fēng)口的使用數(shù)量。2016年11月，2座1880m3高爐風(fēng)口全部改為長(zhǎng)風(fēng)口。隨著長(zhǎng)風(fēng)口的大量使用，在中心加焦基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展中心，抑制了邊緣氣流，減輕了爐缸鐵水環(huán)流對(duì)碳磚的沖刷侵蝕，使高爐長(zhǎng)壽成為可能。當(dāng)前，2座高爐二層側(cè)壁溫度在140℃以下穩(wěn)定運(yùn)行，未再突破歷史高點(diǎn)。近2 a來(lái)，有時(shí)甚至因?yàn)閭?cè)壁溫度低而臨時(shí)取消鈦球的配加。

2.2 調(diào)整裝料制度

萊鋼2座1880m3高爐入爐品位在56%左右，上部裝料制度一直使用“大礦批+中心加焦”的技術(shù)，基本使用相同的裝料制度。由于風(fēng)量小，鼓風(fēng)動(dòng)能低，中心氣流弱。為發(fā)展中心，抑制邊緣，減輕鐵水環(huán)流，中心加焦比例基本在30%以上。但中心加焦數(shù)量太多容易造成中心氣流不集中，消耗高。中心不集中的表現(xiàn)主要是十字測(cè)溫次中心溫度高于中心點(diǎn)的溫度，見(jiàn)圖1。兩個(gè)第6點(diǎn)在300℃以上，最高點(diǎn)不在中心8點(diǎn)上，而在第7點(diǎn)上。同時(shí)，中心不集中的另一個(gè)表現(xiàn)是休風(fēng)后觀察爐頂料面中心鼓包大。

在采用長(zhǎng)風(fēng)口的基礎(chǔ)上，通過(guò)不斷調(diào)整裝料制度，最終形成了布料矩陣。實(shí)行錯(cuò)檔位布料后，第6點(diǎn)降低到200℃左右，第7點(diǎn)降低到400℃左右，中心氣流趨于集中，形成規(guī)則的煤氣流分布。

圖1 十字測(cè)溫棒圖

3 經(jīng)濟(jì)冶煉

3.1 開(kāi)發(fā)爐料平鋪技術(shù)

在經(jīng)濟(jì)冶煉、低成本生產(chǎn)方面，除了配加經(jīng)濟(jì)爐料，降低入爐品位外，高比例配加生礦也是一個(gè)重要的途徑。生礦價(jià)格與燒結(jié)礦和球團(tuán)礦相比要低很多，所以提高生礦比例就是間接降低噸鐵成本，達(dá)到降本增效的目的。但是生礦的冶煉特性一直是制約高爐高比例配加的一個(gè)主要原因。生礦的冶煉特征主要表現(xiàn)在：1）生礦的軟融溫度低、軟融帶寬、滴落性區(qū)間大，這些特點(diǎn)將使得軟融帶和滴落帶的透氣性差；2）生礦的熱爆性能和球團(tuán)礦相似，一般在中溫區(qū)產(chǎn)生大量的粉末，嚴(yán)重影響透氣性和煤氣流的分布；3）生礦的軟融滴落性能嚴(yán)重變差，影響煤氣流分布，影響高爐順行；4）生礦的Al2O3偏高，對(duì)高爐造渣影響較大。開(kāi)發(fā)科學(xué)的平鋪技術(shù)可以最大限度地消除生礦帶來(lái)的不利影響。

3.1.1 球團(tuán)、生礦平鋪

萊鋼1880m3高爐采用皮帶上料，含鐵爐料無(wú)法單獨(dú)混勻，但可以通過(guò)控制各料種在皮帶上的厚度和放料時(shí)間實(shí)現(xiàn)兩種或兩種以上爐料在皮帶上的疊加，其同時(shí)進(jìn)入上、下罐時(shí)便經(jīng)過(guò)了混勻。為了實(shí)現(xiàn)爐料混勻，在皮帶上一種爐料疊加在另一種主體爐料上所占的長(zhǎng)度百分比即前者在主體爐料的平鋪率。2015年前，型鋼煉鐵廠對(duì)球團(tuán)、生礦、焦丁平鋪要求不夠嚴(yán)格，更沒(méi)有平鋪率的具體要求，氣流不穩(wěn)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，尤其高比例配加生礦時(shí)對(duì)中心氣流影響較大，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致燃料比升高（10～20）kg/t，因此月配加塊礦比例從未突破15%。

國(guó)外文獻(xiàn)認(rèn)為，不同礦石混合后可以部分抵消某些礦種的缺點(diǎn)，并且混合后可以實(shí)現(xiàn)爐料粉末的平均分布，進(jìn)而有利于煤氣流的均勻分布、礦石還原和爐況順行。2015年底，2座1880m3高爐開(kāi)始加強(qiáng)爐料的平鋪研究：一方面要求球團(tuán)、生礦不能布到燒結(jié)礦料最后的30%區(qū)域，以免布料時(shí)進(jìn)入中心區(qū)域影響中心氣流；另一方面根據(jù)粉末均勻分布理論，粉末集中將導(dǎo)致局部預(yù)熱還原不充分，對(duì)爐況產(chǎn)生不利影響，因此要求酸性料平鋪率不得低于50%（酸性料比例＞15%時(shí)）。經(jīng)過(guò)平鋪調(diào)整，2015年9月開(kāi)始逐步增加生礦比例，2016年全年生礦平均比例17.37%，遠(yuǎn)高于2015年9.6%的水平，見(jiàn)圖2。生礦比例大幅提高后，爐況運(yùn)行、高爐消耗均保持了穩(wěn)定。

圖2 2015年1月—2016年12月高爐生礦比例

3.1.2 焦丁平鋪

2015年12月前對(duì)焦丁的平鋪無(wú)明確要求。國(guó)外文獻(xiàn)認(rèn)為高爐邊緣粉末比例高，且此區(qū)域加熱和還原速度慢使得含鐵爐料還原粉化率高，導(dǎo)致在邊緣區(qū)域的含鐵爐料還原和熔化困難。焦丁平鋪在此區(qū)域一方面有利于改善透氣性，另一方面有利于改善含鐵爐料還原，保護(hù)大焦。2016年開(kāi)始將焦丁平鋪開(kāi)始位置由距料頭30%的距離調(diào)為10%的距離，隨后幾個(gè)月將焦丁開(kāi)始位置又調(diào)為距料頭5%的距離，同時(shí)調(diào)整槽下焦丁閘門(mén)開(kāi)度，將焦丁在燒結(jié)礦上的平鋪率從原來(lái)的10%提高到30%左右，此時(shí)焦丁基本布在礦石的最外2檔。

3.1.3 穩(wěn)定平鋪

萊鋼1880m3高爐槽下共有3個(gè)生礦倉(cāng)、2個(gè)球團(tuán)倉(cāng)、1個(gè)焦丁倉(cāng)、6個(gè)燒結(jié)礦倉(cāng)，日常生產(chǎn)中各個(gè)倉(cāng)隨機(jī)組合。2016年以來(lái)，多次對(duì)各個(gè)倉(cāng)放料后的料頭到K1、K2皮帶導(dǎo)料槽的時(shí)間進(jìn)行測(cè)量，調(diào)整各個(gè)倉(cāng)放料的連鎖關(guān)系，并從主皮帶機(jī)頭位置實(shí)地測(cè)量，保證了在各種組合條件下各種料料頭在主皮帶上相對(duì)位置的絕對(duì)穩(wěn)定。通過(guò)調(diào)整下料口閘門(mén)插板的開(kāi)度，保證了每一種料在主皮帶上長(zhǎng)度的相對(duì)穩(wěn)定。通過(guò)這一系列措施，保證了整個(gè)料段的后面是純燒結(jié)礦，避免了生礦、球團(tuán)礦布到高爐中心區(qū)域。實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化操作，規(guī)定了生礦不同比例條件下各種爐料的平鋪率，見(jiàn)表1。

表1 高爐爐料平鋪率 %

3.2 加強(qiáng)爐前出鐵管理

爐前出鐵對(duì)于爐況順行和指標(biāo)改善至關(guān)重要，在入爐品位低、渣量大時(shí)更是如此。進(jìn)入2016年后，萊鋼1880m3高爐加強(qiáng)爐前出鐵的組織與管理，規(guī)范爐前的日常作業(yè)行為，強(qiáng)化出鐵檢查制度，及時(shí)出凈每一爐渣鐵。首先對(duì)鐵口難開(kāi)問(wèn)題持續(xù)攻關(guān)，減小難開(kāi)對(duì)爐況的不利影響。其次對(duì)鐵口卡焦進(jìn)行攻關(guān)，制定一系列爐內(nèi)外的應(yīng)對(duì)措施，避免因出不好渣鐵爐況出現(xiàn)波動(dòng)的情況。

3.3 加強(qiáng)上料管理

通過(guò)主控監(jiān)控畫(huà)面，一旦發(fā)現(xiàn)布料時(shí)間或者圈數(shù)與設(shè)定數(shù)值差距大，及時(shí)督促上料人員找出原因，并做好記錄。每個(gè)班次記錄2次礦石、焦炭的料流開(kāi)度，有大的變化要查找原因。槽下上料人員每個(gè)班次至少2次匯報(bào)各個(gè)料倉(cāng)的情況。每天2次到燒結(jié)機(jī)區(qū)域觀察燒結(jié)礦實(shí)物質(zhì)量，重點(diǎn)對(duì)燒結(jié)終點(diǎn)溫度、各溫度曲線的穩(wěn)定性、紅火層厚度、機(jī)速、料層厚度等進(jìn)行關(guān)注，對(duì)燒結(jié)礦的顏色、粒度、氣孔度等進(jìn)行拍照，摸索燒結(jié)礦質(zhì)量與爐況的對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)發(fā)現(xiàn)燒結(jié)礦質(zhì)量有問(wèn)題時(shí)，及時(shí)與燒結(jié)車間進(jìn)行溝通，督促其及時(shí)改進(jìn)。

4 應(yīng)用效果

1）萊鋼2座1880m3高爐截止到2017年5月，已安全運(yùn)行13 a和12 a，單位爐容產(chǎn)鐵分別為10910 t和10453 t。兩座高爐爐缸二層側(cè)壁溫度在140℃以下運(yùn)行，對(duì)應(yīng)爐襯厚度在650mm以上，實(shí)現(xiàn)了高爐長(zhǎng)壽的目標(biāo)。

2）通過(guò)對(duì)高爐上下部制度進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，萊鋼2座1880m3高爐生礦配比由2015年的9.6%提高到2016年的17.37%，高爐未因生礦比例提高爐況出現(xiàn)波動(dòng)，年創(chuàng)效益4000萬(wàn)元以上，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)冶煉的效果。

3）在爐役后期配加經(jīng)濟(jì)爐料、大比例生礦的條件下，高爐的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)持續(xù)提升，配料焦比從2015年的381 kg/t降低到當(dāng)前的355 kg/t，燃料比從2015年的531 kg/t降低到當(dāng)前的524 kg/t，生礦配加比例也從2015年的9.6%提高到當(dāng)前18%左右，有力地降低了生鐵成本。

信息園地

山鋼濟(jì)鋼鋼鐵產(chǎn)線全線安全停產(chǎn)

2017年7月8日，山鋼濟(jì)鋼煉鐵廠3#1750m3高爐順利出完最后一爐鐵水后，濟(jì)鋼鋼鐵產(chǎn)線上的爐火全部熄滅。這標(biāo)志著濟(jì)鋼在濟(jì)南的鋼鐵產(chǎn)線全線安全停產(chǎn)，濟(jì)鋼轉(zhuǎn)型發(fā)展邁出堅(jiān)實(shí)一步。

鋼鐵產(chǎn)線流程長(zhǎng)、工序多，特別是涉及高溫鐵水、鋼水，以及水、電、風(fēng)、氣等能源介質(zhì)，停產(chǎn)過(guò)程存在安全、環(huán)保等諸多方面的風(fēng)險(xiǎn)，組織難度非常大。為保證鋼鐵產(chǎn)線全線安全停產(chǎn)，山鋼集團(tuán)統(tǒng)籌研究、周密安排。濟(jì)鋼專門(mén)成立了安全停產(chǎn)組織機(jī)構(gòu)，制訂了包含128個(gè)子方案的《濟(jì)鋼鋼鐵主體工序總體停產(chǎn)方案》，詳細(xì)規(guī)定了各個(gè)工序的停產(chǎn)順序和要求，并對(duì)方案進(jìn)行了反復(fù)研究和推演。各相關(guān)單位各級(jí)安全監(jiān)督管理人員盯在現(xiàn)場(chǎng)，嚴(yán)厲制止各類違章指揮、違章操作行為，做到了停產(chǎn)工作全過(guò)程、全方位、全員受控。濟(jì)南市環(huán)保部門(mén)協(xié)同濟(jì)鋼，對(duì)在線設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)源（點(diǎn)）進(jìn)行了系統(tǒng)排查；濟(jì)南市檢測(cè)站通過(guò)選點(diǎn)，共檢測(cè)了54項(xiàng)環(huán)保指標(biāo)，確保停產(chǎn)過(guò)程污染物達(dá)標(biāo)排放。截至7月8日，濟(jì)鋼各主體工序全部實(shí)現(xiàn)安全、環(huán)保停產(chǎn)，沒(méi)有發(fā)生一起事故或污染投訴。

停產(chǎn)過(guò)程中，濟(jì)鋼所有領(lǐng)導(dǎo)干部24 h輪流值班，保持24 h通訊暢通；廣大職工在各自崗位上精準(zhǔn)操作，忠于職守。整個(gè)停產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了“五個(gè)確?！焙汀八膫€(gè)不讓”?！拔鍌€(gè)確保”即：確保停產(chǎn)過(guò)程安全平穩(wěn)，確保停產(chǎn)順序節(jié)點(diǎn)明確，確保停產(chǎn)過(guò)程各類污染物排放受控，確保停產(chǎn)前最大化消納各類危險(xiǎn)廢棄物、危險(xiǎn)化學(xué)品，確保各類資源利用最大化；“四個(gè)不讓”即：不讓一個(gè)安全隱患因停產(chǎn)而被忽視，不讓一塊產(chǎn)品因停產(chǎn)而質(zhì)量不合格，不讓一臺(tái)設(shè)備因停產(chǎn)而損壞，不讓任何污染物因停產(chǎn)而失控。

濟(jì)鋼鋼鐵產(chǎn)線安全停產(chǎn)后，山東省及濟(jì)南市黨委、政府和濟(jì)鋼將按照工作方案，繼續(xù)全力做好人員分流安置工作，最大限度地維護(hù)職工合法權(quán)益。同時(shí)，濟(jì)鋼將按照國(guó)有資產(chǎn)處置有關(guān)規(guī)定，分類分批、有序公開(kāi)地處置各類物料、設(shè)備、設(shè)施，實(shí)現(xiàn)各類資源利用最大化，避免國(guó)有資產(chǎn)流失。

（摘自《中國(guó)冶金報(bào)》）

Practice of Economic Smelting in the Later Stage of 1880m3BF in Laiwu Steel

WANG Shangdong

（The Yinshan Section Steel Ironmaking Plant of Laiwu Iron and Steel Group Corporation,Laiwu 271104,China）

The two 1880m3BF are in the later stage of campaign of blast furnace operation.Through a large number of long air outlet,the upper adjusting charging system,and constantly develop charge tiling technique blast conditions continue to be improved.The economic goal of smelting was achieved.Themixing coke ratio is reduced by 26 kg/t,the fuel ratio is decreases by 7 kg/t,a 8.4%in the proportion of raw ore is increased,the annual benefit ofmore than 40million Yuan can be get.

blast furnace;the later stage of campaign of blast furnace operation;the economic goal of smelting;charge

TF538

B

1004-4620（2017）04-0014-03

2017-05-27

王尚東，男，1971年生，1994年畢業(yè)于山東冶金工業(yè)學(xué)校鋼鐵冶煉專業(yè)。現(xiàn)為萊蕪鋼鐵集團(tuán)銀山型鋼有限公司型鋼煉鐵廠工程師，從事煉鐵生產(chǎn)技術(shù)研究與組織管理工作。