馬鋼三鐵總廠B高爐提煤比降燃料比生產(chǎn)實踐

楊 陶

(馬鋼股份公司煉鐵總廠 安徽馬鞍山 243000)

2014年起，馬鋼B高爐通過近四年的不斷摸索努力，以“高爐長周期穩(wěn)定順行”為核心，以降本增效為目標(biāo)，不斷提高經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。通過采取精料入爐、提高焦炭入爐粒度、上下部制度的優(yōu)化調(diào)整、爐前作業(yè)管理等措施，已初步實現(xiàn)長周期穩(wěn)定順行，但該穩(wěn)定順行仍處于指標(biāo)不高的狀態(tài)下的實現(xiàn)，與國內(nèi)先進(jìn)有較大的差距，主要體現(xiàn)在負(fù)荷及煤比較低，因此在穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)上不斷提高穩(wěn)定負(fù)荷及煤比成為我們追求的目標(biāo)。B高爐近四年的主要指標(biāo)如表1所示。

表1 2014-2017年主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

從表1中的數(shù)據(jù)可以看出，高爐的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)逐年不斷提高，煤比從124kg/tFe提高到153kg/tFe，燃料比從526 kg/tFe(含爐況失常) 降低至500kg/tFe，而日均產(chǎn)鐵量提升了800多t。

目前B高爐的煤比和燃料比與國內(nèi)先進(jìn)水平還有一定的差距，可上升的空間也相對較大。差距即為潛力，提高煤比降低消耗，指標(biāo)跨入行業(yè)先進(jìn)水平就是我們技術(shù)工作者努力的方向。

1 提煤比降燃料比的措施

降低高爐燃料比，尤其是焦比是高爐煉鐵技術(shù)發(fā)展的動力。研究和生產(chǎn)實踐表明實現(xiàn)低燃料比需以精料為基礎(chǔ)，采用其它熱量代替焦炭在風(fēng)口前燃燒放出的熱量的技術(shù)，例如提高風(fēng)溫，噴吹燃料。采用降低噸鐵熱量消耗的技術(shù)，例如脫濕鼓風(fēng)，低硅，提高煤氣熱能與化學(xué)能利用率，減少熱損失等。

1.1 精料入爐

1.1.1 嚴(yán)格控制有害元素

表2 2014-2017年A、B爐有害元素

Zn負(fù)荷、堿負(fù)荷均下降，高爐入爐有害元素不斷降低。

1.1.2 提高入爐品位，降低渣比

圖1 2009年-2016年入爐品位與焦比的關(guān)系

從圖1可以看出，保持較高的綜合入爐品位，是降焦比、提煤比的重要手段。

由圖2對比得出：馬鋼A、B 高爐2016 年經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)利用系數(shù)、燃料比優(yōu)于行業(yè)平均水平；煤比，入爐焦比明顯低于行業(yè)平均水平；原料條件各項指標(biāo)都劣于行業(yè)平均水平。

圖2 2016年A、B高爐指標(biāo)圖

注: 行業(yè)平均為行業(yè)22 座4 000m3高爐指標(biāo)平均值。

要實現(xiàn)入爐品位的提高，低SiO2燒結(jié)技術(shù)的突破勢在必行。在燒結(jié)礦質(zhì)量滿足高爐的前提下，適當(dāng)降低燒結(jié)礦MgO也是降耗，實現(xiàn)低渣比的一個重要方式。目前燒結(jié)降SiO2及降MgO的一個主要限制環(huán)節(jié)均是各原料中含Al2O3較高，去年馬鋼兩高爐渣中Al2O3水平為15.88%較行業(yè)平均水平14.25%高出不少，從爐況對應(yīng)來看，兩爐渣中Al2O3水平上升或維持高水平期間對爐況的穩(wěn)定性均有較大影響，高爐主要應(yīng)對方式是提高渣比稀釋渣中Al2O3含量，減少對爐況的影響。因而要實現(xiàn)渣比的降低，降低各原燃料中的Al2O3含量是首先要做的。

1.1.3 加強(qiáng)燒結(jié)礦換堆管理

燒結(jié)礦換堆時，堆頭、堆尾成分波動大，主要是二氧化硅的波動大，造成燒結(jié)礦堿度波動大，大顆粒混勻礦較多，這主要是物料偏析造成的。為減少換堆時勻礦對燒結(jié)礦成分的影響，分廠及總廠通過與料場協(xié)商，制定了相應(yīng)的換堆操作，同時制定燒結(jié)礦換堆預(yù)警，并通知高爐工長及時變料應(yīng)對，以減小燒結(jié)礦成分波動對高爐的影響。

1.2 提高焦炭入爐粒度

圖3 2015年馬鋼A、B高爐入爐焦炭粒度排名

從圖3可以看出A、B爐平均入爐粒度48.59 mm、48.57 mm排列行業(yè)倒數(shù)第1、2位，行業(yè)平均入爐粒度51.67 mm。

2015年我廠平均焦炭粒度47.50mm,制約了爐缸活躍度改善和指標(biāo)的提升。2016年2月后，焦炭篩板齒間距增大后，焦炭粒度增大，入爐風(fēng)量及鼓風(fēng)動能提升，有力地支撐了爐缸工作的持續(xù)改善與負(fù)荷的提升。

隨著煤比的提高，高爐中的焦炭被噴吹煤粉所代替，礦焦比上升，負(fù)荷加重，高爐內(nèi)焦炭數(shù)量減少，透氣性降低，為了保證高爐順行，需要提高原料的強(qiáng)度和篩分效果，減少入爐的粉末。在改善原料質(zhì)量的同時提高焦炭質(zhì)量，焦炭的粒度、熱態(tài)強(qiáng)度等。具有良好粒度和強(qiáng)度指標(biāo)的焦炭，可以提高爐缸內(nèi)的透液性和料柱的透氣性，是高爐接受高煤比的先決條件。

1.3 上下部制度的優(yōu)化調(diào)整

1.3.1 下部送風(fēng)制度調(diào)整

下部調(diào)劑則是根據(jù)爐況及原燃料條件來調(diào)節(jié)風(fēng)口面積、調(diào)整氣流的初始分布來保持中心氣流，保持合理的邊緣氣流。不論風(fēng)口面積如何，必須保持與之相匹配的風(fēng)量來維持合適的鼓風(fēng)動能，使其保持在128 kJ/s-135 kJ/s的水平，控制合適的回旋區(qū)大小，避免過高或過低的風(fēng)速及鼓風(fēng)動能對回旋區(qū)焦炭的影響，實現(xiàn)合理的煤氣流初始分布，通過上下部調(diào)節(jié)達(dá)到“上引下吹”的效果。

1.3.2 趨勢化管理，優(yōu)化上部制度

上部裝料制度對各檔位的負(fù)荷和計算落料點(diǎn)位置調(diào)整變化后進(jìn)行持續(xù)跟蹤，不斷摸索各檔的負(fù)荷變化梯度，并結(jié)合理論計算及十字測溫各環(huán)帶的溫度變化找出之間的對應(yīng)性，為上部調(diào)整提供依據(jù)，找出適合自身原燃料條件的調(diào)整基準(zhǔn)。

“平臺+漏斗”的布料模式下，保持合適穩(wěn)定的平臺寬度及漏斗深度對中心與邊緣氣流的穩(wěn)定及合理分布至關(guān)重要，特別是隨著負(fù)荷增加煤比的上升后對邊緣的影響也會變大，平臺不穩(wěn)定更易出現(xiàn)氣流不穩(wěn)定，通過對上部調(diào)整建立趨勢化管理，探索各檔位負(fù)荷變化及礦焦角差和礦焦距爐墻的距離，逐步找到了合適的負(fù)荷分布及角差和距爐墻距離，為保證中心與邊緣氣流邊緣負(fù)荷不宜高出中心負(fù)荷過多，同時煤比上升對邊緣氣流影響加大，加大角差及減小礦焦距邊距來調(diào)整中心與邊緣氣流的分配相對合適穩(wěn)定但調(diào)整幅度不能過大，漏斗區(qū)域負(fù)荷適當(dāng)加重來穩(wěn)定控制次中心溫度保持中心氣流的集中、中心不過大；通過調(diào)整平臺寬度，逐步擴(kuò)大礦批，保證爐腰焦層厚度，逐步實現(xiàn)氣流的穩(wěn)定。隨煤比上升平臺仍需進(jìn)一步拓寬，從調(diào)整整體效果來看爐況的穩(wěn)定性更好，在燃料比維持的前提下，煤比達(dá)到月均153 kg/tFe以上最高達(dá)到月均170kg/tFe。

1.4 爐前作業(yè)管理

爐前出鐵是高爐冶煉操作的一個重要組成部分，以穩(wěn)定、均勻出盡渣鐵為目標(biāo)。B高爐出鐵長期存在渣鐵欠均勻、出鐵時間偏短現(xiàn)象。渣鐵處理不穩(wěn)定對爐況的穩(wěn)定及爐溫平衡帶來一定影響。長時間不見渣會引起風(fēng)壓波動，下料不暢，嚴(yán)重時會造成氣流波動，渣皮脫落，影響高爐順行。

從2017年開始縮小鉆桿直徑5-10 mm，出鐵時間明顯增加，出鐵爐次有所減少，維護(hù)鐵口的同時促進(jìn)區(qū)域活躍，保證渣鐵均勻穩(wěn)定的從爐內(nèi)排出；放寬來渣時間要求，減少堵口重開，重疊過渡的情況，盡量保持鉆桿使用的穩(wěn)定，鐵口有漏點(diǎn)或卡焦及時調(diào)整大鉆桿使用，爐缸工作不均勻?qū)Φ钩鲨F與循環(huán)出鐵靈活調(diào)整。

2 效果

馬鋼B高爐通過一系列優(yōu)化操作管理措施，高爐穩(wěn)定順行較好，各項經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)有較大的提高，煤比2017年12月份達(dá)到了170 kg/t，燃料比基本穩(wěn)定在500 kg/t左右，其中2015年6和12月份進(jìn)行焦炭品種轉(zhuǎn)換，為保證高爐穩(wěn)定主動退負(fù)荷，焦炭品種轉(zhuǎn)換前后進(jìn)行休風(fēng)調(diào)整風(fēng)口面積對個經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)產(chǎn)生一定影響。具體經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)如表3所示。

3 結(jié)論

精料入爐、提升品位、降低渣比是保證高爐煤比穩(wěn)步上升的前提；

表3 2015-2017年馬鋼B高爐主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

在不打破原有原燃料保供條件下，轉(zhuǎn)變思路調(diào)整部分焦炭篩齒間距提高焦炭粒度，加快中心料柱的置換速度，改善爐缸工作狀況、提高中心氣流穩(wěn)定性，對指標(biāo)提高創(chuàng)造有利條件。

裝料制度上采用“平臺+漏斗”模式，對上部調(diào)整建立趨勢化管理，根據(jù)爐況及原燃料條件進(jìn)行下部調(diào)劑，保持合理的邊緣氣流，為不斷探索調(diào)整優(yōu)化提供有利支撐。

加強(qiáng)出鐵制度的管理及跟蹤，結(jié)合兄弟企業(yè)的經(jīng)驗及時調(diào)整，以出凈渣鐵為原則保證出鐵時間，根據(jù)實際情況動態(tài)調(diào)整。