宣钢2号高炉调整操作增产降耗实践

2012-04-08裴生谦

中国钢铁业 2012年3期

裴生谦李洋

宣钢2号高炉有效容积为2500m3，于2010年9月18日点火投产，采用大型高炉先进的工艺技术及装备主要有：炉缸石墨炭砖+陶瓷杯复合炉衬、炉腹至炉身下部四段铜冷却壁、联合软水密闭循环冷却、PW型并罐无料钟炉顶、“嘉恒法”炉渣处理系统、高炉煤气干法除尘、高温内燃式热风炉等。由于开炉方案制定科学合理，准备工作周密细致，开炉后第5天，高炉利用系数达到2.002t/m3.d，实现了达产目标。

1.高炉达产后的生产概况

2号高炉于2010年9月18日9：58点火开炉，22日实现达产。24日-27日连续出现送风系统设备故障，导致高炉3次长时间休风，造成炉缸堆积，虽然在12月份高炉风量水平恢复到4600-4700m3/min的正常水平，但在中心注焦量较大的情况下煤气利用率低，入炉焦比、综合焦比等燃耗指标差，并长时间处于亏产状态。2号高炉达产后主要生产技术指标见表1。

从2010年9月到2011年8月，在近一年的时间里，高炉一直处于不稳定状态，风量在4000m3/min-4700m3/min之间波动，炉缸不活跃。为了维持一定的风量确保中心气流，高炉采取了中心注焦的布料模式，注焦量在4-5圈。通过休风观察，中心注焦形成了一环焦炭挡墙，阻挡了矿石向中心滚动，中心无矿区扩大，中心气流很强，但造成煤气利用率低，顶温高，炉顶打水量经常在20t/h左右，对炉顶设备安全、炉况稳定、指标改善影响很大。因此高炉要实现高产、低耗，必须改变现有操作制度，特别是上部装料制度，以便提高煤气利用率，降低燃耗。

2.高炉操作制度调整

2.1 第一阶段（9月中上旬）

此阶段主要通过休风堵风口，减矿批轻负荷，配加锰矿、萤石洗炉剂等措施处理炉缸堆积，同时还采取了集中加焦热酸洗的方法，但风量持续萎缩。9月中旬逐步增加中心注焦量，以提高风量，效果同样不理想，炉顶打水量大，煤气利用率低，入炉焦比、综合焦比高。9月16日，将主要操作制度调到月初时的水平。第一阶段高炉主要操作制度参数见表2。

2.2 第二阶段（9月下旬至11月上旬）

此阶段多次调整布料矩阵，但效果不理想。9月19日-21日，将中心注焦由5圈减至3圈，随着注焦量的减少，顶温由200℃-250℃降低到150℃-200℃，炉顶打水量大幅减少，煤气中CO2含量由13%-14%提高到15%-16%。但此时通过炉顶摄像发现布料溜槽衬板掉落并卡在溜槽中间，严重破坏了布料规律，导致气流分布紊乱，滑尺崩料频繁出现，风量萎缩。为防止事故扩大，24日休风5小时更换了布料溜槽，送风后将中心注焦角度由13°变为20°，并将矿环位由5环减至4环，维持一定的中心气流。由于炉内原有炉料分布较乱，气流不稳定，炉况恢复困难，直到27日炉况才趋于稳定，但风量仅在3500 m3/min左右低水平下徘徊。为尽快提高风量，28日又将中心焦由20°(3圈)调回13°(3圈)。10月中上旬风量在4200 m3/min-4500m3/min，但顶温高，煤气利用率低，燃耗高。鉴于制度调整效果不理想，10月18日高炉休风堵4个风口以适当提高风速和鼓风动能，活跃炉缸。当风量恢复到4300m3/min时，风速达到230kpa，鼓风动能由堵风口前的8000kg.m/s左右提高到10000kg.m/s，料柱透气性也明显提高。随着陆续捅开所堵风口，到11月上旬，在堵一个风口情况下，风量达到4400 m3/min -4500m3/min，矿批扩到55t，顶温得到控制，打水量由之前的15t-20t/h降到5t-10t/h，但炉况仍不稳定，风量波动较大，入炉焦比430kg/t，仍然持高不下。第二阶段高炉主要操作制度调整见表3。

表1 2号高炉开炉达产后主要生产技术指标

2.3 第三阶段（11月中下旬）

2.3.1 调整布料矩阵。之前取消中心注焦后导致风量大幅萎缩，分析原因主要是边缘气流疏导不够，在边缘气流不通畅的情况下，中心气流受到抑制后导致风量降低，因此11月中旬再次将中心焦13°环位扬至20°时，将最外环矿角取消，为气流提供适当通路。此次调整取得了良好效果，在中心气流得到控制后边缘气流明显趋于活跃，炉体各部温度呈升高趋势。经过两天的气流转换适应后，炉况稳定性明显增强，风量水平提高到4600m3/min以上。

2.3.2 提高煤气利用率，降低燃耗，提高产量。针对宣钢原燃料特点，制定了新的工艺操作思路，改变了过去一味追求大风量的操作理念，提出了控制适当风量，通过提高煤气利用率降低燃耗来提高产量的操作方针。11月中旬风量水平稳定在4700m3/min，逐步扩大矿批，到下旬矿批扩到63t，焦比降到380kg/t。随着矿批扩大，焦比降低，煤气利用率明显提高，煤气中CO2含量由16%-17%提高到19%-19.5%，顶温比之前进一步降低，完全避免了炉顶打水。煤气利用率的提高反过来又进一步促进了燃耗的降低，综合焦比在11月底降到了490kg/t，日产水平由月初的4700t/d提高到5800t/d。

2.3.3 合理控制操作参数，炉况实现稳定顺行。大高炉要实现长期稳定顺行，除了原燃料条件基本保证外，控制合适的操作参数和选择合理的操作制度也非常重要。以往宣钢高炉习惯采用缩小风口面积，提高风量、提高风速及鼓风动能的操作制度，希望尽可能吹透炉缸中心，保证炉缸活跃。但从几次炉况调整的实践看，追求过高的鼓风动能反而适得其反，中心气流过强，煤气利用率降低导致燃耗升高，同时炉缸边缘气流不足，环带不易活跃，炉身中下部渣皮容易结厚，特别是在出现非正常减风、休风后炉缸容易堆积，炉况恢复困难。宣钢高炉入炉品位在57%-57.5%，钛负荷在9kg-10kg/t，锌负荷在400g-500g/t，原料条件不好，炉缸活跃难度大，因此还需要保持一定的风速和鼓风动能，结合以上两方面，将标准风速控制在230m-240m/s，最高不超过245 m/s，鼓风动能控制在11000 kg.m/s -13000kg.m/s，风口前理论燃烧温度控制在2150℃-2250℃。