長(zhǎng)鋼1080m3高爐干濕焦轉(zhuǎn)換冶煉實(shí)踐

曹 鋒

首鋼長(zhǎng)鋼現(xiàn)有兩座高爐在線運(yùn)行，每座高爐有效容積1080m3，設(shè)計(jì)有2個(gè)出鐵場(chǎng)（一用一備），20個(gè)風(fēng)口。高爐正常生產(chǎn)使用全干熄焦，受焦化系統(tǒng)產(chǎn)能限制，一旦遇到干熄焦系統(tǒng)檢修，高爐就必須被迫摻用部分濕熄焦甚至全部使用全濕熄焦冶煉，屆時(shí)，有可能會(huì)造成爐況和爐溫波動(dòng)。

1.濕熄焦與干熄焦性能的對(duì)比

濕熄焦與干濕焦因生產(chǎn)工藝不同，除焦炭水分相差較大外，其余各項(xiàng)指標(biāo)性能上較干熄焦也都明顯差別，對(duì)高爐冶煉產(chǎn)生不利影響。見表1。

（1）由于焦炭在焦?fàn)t進(jìn)行干熄焦生產(chǎn)時(shí)，在預(yù)存段會(huì)有保溫的作用（相當(dāng)于燜爐），而當(dāng)在溫度的均勻化、殘存的揮發(fā)分在析出的過程中焦炭成熟度會(huì)進(jìn)一步提高，從而消除生焦。

（2）焦炭從炭化室被推出后，溫度約1000℃，由于噴水快速降溫冷卻，濕熄焦內(nèi)部的結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，使得網(wǎng)狀的裂紋增多，易碎裂為小塊焦。在干熄焦的過程中，焦炭被緩慢冷卻，從而降低了其內(nèi)部的熱應(yīng)力，使得網(wǎng)狀的裂紋變少，焦炭的機(jī)械強(qiáng)度得到提高。

（3）焦炭在干熄焦?fàn)t里進(jìn)行向下的流動(dòng)時(shí)，由于受到機(jī)械力的作用，使其結(jié)構(gòu)脆弱的部分和生焦會(huì)變成焦粉而被篩除，不會(huì)影響焦炭的性能，焦炭的穩(wěn)定性得到提高。

（4）濕熄焦時(shí)，因水分蒸發(fā)，焦炭的表面、氣孔內(nèi)會(huì)有堿金屬的鹽基物質(zhì)沉積，而干熄焦則不會(huì)有沉積，從而使得干熄焦的反應(yīng)性偏低。

2.干濕焦轉(zhuǎn)換對(duì)高爐冶煉的影響

焦炭在高爐冶煉過程中的作用主要是熱源、還原劑、料柱骨架。在高爐風(fēng)口的前端，焦炭與鼓風(fēng)中的氧發(fā)生燃燒反應(yīng)后產(chǎn)生煤氣，同時(shí)放出大量的熱量。煤氣在上升過程中不斷將熱量傳遞給高爐爐料，同時(shí)參與高爐內(nèi)部的各種物理、化學(xué)反應(yīng)。焦炭呈多孔狀，約占高爐整個(gè)料柱體積的30%-50%，對(duì)改善高爐料柱透氣性起著決定性的作用，隨著高爐大型化和采取噴吹煤粉替代部分焦炭，焦炭對(duì)料柱透氣的作用更顯突出。

在干濕焦轉(zhuǎn)換的過程中，一方面焦炭水分的急劇波動(dòng)，會(huì)造成高爐熱制度的失常，惡化爐況，造成生產(chǎn)不穩(wěn)。另一方面濕熄焦的冷態(tài)強(qiáng)度、反應(yīng)性、熱強(qiáng)度等指標(biāo)都有較大幅度的下降，會(huì)嚴(yán)重導(dǎo)致高爐料柱透氣性惡化，煤氣利用變差，影響高爐順行，甚至引起高爐爐缸堆積。因此，干濕焦轉(zhuǎn)換必然對(duì)高爐冶煉行程產(chǎn)生較大影響，操作者必須有足夠的重視和有效的手段，以最大限度地保證爐況的穩(wěn)定順行。

3.轉(zhuǎn)換前準(zhǔn)備工作

（1）高爐作業(yè)區(qū)通過優(yōu)化操作，確保高爐爐況順行，爐缸活躍，透氣性良好等。

（2）生產(chǎn)技術(shù)科、高爐作業(yè)區(qū)對(duì)焦炭計(jì)量稱和槽下工藝稱進(jìn)行校驗(yàn)，確保稱量準(zhǔn)確。

表1 干濕熄焦與干熄焦性能比較

（3）設(shè)備材料科和高爐作業(yè)區(qū)對(duì)焦炭料倉、振動(dòng)篩、稱量等設(shè)備進(jìn)行檢查，確保轉(zhuǎn)換期間運(yùn)行正常，防止在干濕焦搭配使用時(shí)出現(xiàn)故障。

（4）安全環(huán)?？坪透郀t作業(yè)區(qū)對(duì)熱風(fēng)爐排放在線檢測(cè)儀器進(jìn)行檢查，確保工作正常，并對(duì)可能發(fā)生短時(shí)間超標(biāo)的情況制定應(yīng)對(duì)措施。

（5）生產(chǎn)技術(shù)科、安全環(huán)?？?、除塵噴煤作業(yè)區(qū)針對(duì)干熄焦倒運(yùn)過程揚(yáng)塵問題，制定細(xì)化應(yīng)對(duì)方案，杜絕無組織排放。

表2 焦炭成分對(duì)燃料比的影響

表3 裝料調(diào)整情況

表4 送風(fēng)調(diào)整情況

4.干濕焦轉(zhuǎn)換的應(yīng)對(duì)措施

4.1 熱制度調(diào)整防止?fàn)t涼

穩(wěn)定而充沛的熱制度是高爐穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)。濕熄焦比干熄焦炭水分急劇增加的同時(shí)焦炭冷態(tài)強(qiáng)度、反應(yīng)性、熱強(qiáng)度等指標(biāo)明顯下降，這對(duì)高爐負(fù)荷帶來了較大的波動(dòng)，這次干濕焦轉(zhuǎn)換過程中，我們?nèi)婵紤]干、濕熄焦質(zhì)量指標(biāo)的差異和及使用比例情況，精密計(jì)算退負(fù)荷的的幅度，將生鐵含[si]標(biāo)準(zhǔn)由0.25%-0.50%提高到0.3%-0.6%，物理熱由1480℃提高到1500℃，保證了爐缸有充足的熱量，避免了因干濕焦轉(zhuǎn)換導(dǎo)致爐涼而對(duì)爐況穩(wěn)定和氣流分布造成影響。見表2。

4.2 裝料制度調(diào)整保證氣流分布合理

裝料制度是高爐重要的調(diào)劑手段，決定著煤氣流分布、煤氣利用率以及高爐順行狀態(tài)。100%干濕焦轉(zhuǎn)換后除焦炭水份、灰分、硫均會(huì)升高、熱態(tài)性能和冷態(tài)指標(biāo)會(huì)大幅降低，會(huì)導(dǎo)致氣流分布不均，中心不暢從而引發(fā)爐況失常。此次干濕焦轉(zhuǎn)換在裝料制度的選擇上，采取打開中心、照顧邊緣保證兩道煤氣流的原則，保證了煤氣流分布得到了有效疏導(dǎo)和控制，爐況保持爐況穩(wěn)定順行的狀態(tài)。見表3。

4.3 送風(fēng)制度調(diào)整保證足夠的動(dòng)能

送風(fēng)制度調(diào)整以堅(jiān)持高爐全風(fēng)為原則，保證足夠的鼓風(fēng)動(dòng)能，實(shí)現(xiàn)活躍爐缸的目的。我們高度重視高爐的鼓風(fēng)動(dòng)能參數(shù)，根據(jù)干濕焦轉(zhuǎn)換情況和爐況變化，及時(shí)調(diào)整風(fēng)量水平，確保高爐適宜的風(fēng)速和鼓風(fēng)動(dòng)能吹透中心，活躍爐缸。同時(shí)在日常操作上適當(dāng)降低壓差水平，由165kpa降低到160kpa,使風(fēng)量與料柱透氣性相匹配，避免因高爐局部過吹發(fā)生管道，使高爐爐況順行得到有效保障，爐缸工作活躍。見表4。

4.4 出凈渣鐵保證生產(chǎn)穩(wěn)定

重視爐前出渣鐵管理，爐前細(xì)化開鐵口操作，及時(shí)打開鐵口，提高炮泥質(zhì)量，穩(wěn)定鐵口深度，保持出鐵時(shí)間穩(wěn)定；及時(shí)聯(lián)系鐵水罐，保證鐵水罐運(yùn)行滿足要求，實(shí)現(xiàn)爐前兩鐵口交替不間斷出鐵，通過上述措施，出鐵場(chǎng)出凈渣鐵工作得到明顯提高，確保渣鐵及時(shí)出凈，為穩(wěn)定爐內(nèi)操作，為100%干濕焦轉(zhuǎn)換提供了基本保證。

5.100%干濕焦轉(zhuǎn)換冶煉效果

此次1080高爐干濕焦轉(zhuǎn)換冶煉，通過熱制度、裝料制度、送風(fēng)制度調(diào)整、爐前出凈渣鐵等一系列措施，快速消除了干濕焦轉(zhuǎn)換帶來的不利影響，保證了爐況的穩(wěn)定順行，取得了較好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。見表5。

表5 長(zhǎng)鋼高爐干濕焦冶煉技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

6.結(jié)語

（1）干濕焦轉(zhuǎn)換冶煉過程中，由于焦炭質(zhì)量的全面大幅下降，極易引起爐況的大幅波動(dòng)，處理不當(dāng)甚至?xí)l(fā)高爐長(zhǎng)期爐況失常。

（2）100%干濕焦轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換前確保高爐爐況順行良好，爐缸活躍。