高炉低成本料下的稳产实践

郝飞飞 夏万顺

(河钢邯钢公司)

高炉低成本料下的稳产实践

郝飞飞 夏万顺

(河钢邯钢公司)

邯钢1#高炉通过严抓原燃料管理，优化炉炉料结构和上下部调剂，逐渐适应了低成本料的冶炼，通过推行精细化管理和标准化操作，千方百计保高炉顺行，达到了长期稳产顺行的目标，取得了较好的经济效益。

稳定顺行 低成本运行 炉况调整

0 前言

近年来钢铁市场形势的严峻，为寻求生存，钢铁企业积极开展降本增效活动，而铁前系统的生产成本占整个钢铁企业成本的大部分，因此铁前系统的挖潜增效成了钢企的重点。为降低成本，邯钢公司引进了部分低成本原料。在配加了低成本原料后，高炉反应剧烈，炉况顺行受到影响，各项指标退步较大。高炉通过狠抓原燃料管理，优化炉料结构，调整气流分布，开展精细化管理，加强基础工作，不断摸索实践，逐步形成了一套冶炼低成本料的生产模式，实现了高炉长期高产、稳定、顺行的良好局面。1#高炉2016年1～5月份主要经济指标参数见表1。

表1 1#高炉2016年1～5月份主要经济指标参数表

1 抓好原燃料管理，优化炉料结构

1.1 稳定烧结矿质量

受成本控制的影响，高炉需要配加20%以上的块矿，烧结矿的配比最低达到过77%，如此低的熟料率给高炉冶炼带来较多的负面影响，首先是还原性受到了较大的影响，块矿的还原性能要比烧结矿低，较低的熟矿料率严重降低了高炉内还原反应的顺利进行，尤其是降低了低温区的间接还原，恶化了高炉煤气利用率，使高炉燃料比上升。块矿易发生还原粉化现象，使得高炉上部透气性较正常冶炼时大幅降低，另外块矿的高温冶炼性能相对烧结矿差，使得高炉下部透气性恶化。综上所述，矿块比例的增加，使得高炉冶炼变得困难。为使高炉冶炼顺利进行，对烧结矿的冶金性能提出了较高的要求，以弥补增加块矿带来的负面影响。然而，烧结矿所用各种精粉也存在不同程度的劣质化，对烧结矿的质量有较大的负面影响。邯宝炼铁厂经过不断的探索研究，通过严格把控烧结矿原料质量、合理配料，混匀料精细化管理、适当提高并稳定烧结矿碱度，适当提高烧结矿镁含量和严格控制铝含量，加强烧结矿工艺控制，加强烧结设备管理尽量减少设备故障率等一系列措施，全面稳定了烧结矿质量，保证了高炉冶炼的顺利进行。

1.2 稳定焦炭质量

邯宝焦化厂干焦产量无法满足炼铁厂两座高炉的生产需要，高炉被迫配加20%～25%的外购焦炭或自产湿焦。焦化生产不稳定，致使焦炭配比变化频繁，当焦化厂生产检修或事故检修时高炉需要配加大量的外购焦或自产湿焦。外购焦炭和自产湿焦的性能指标远低于自产干焦，性能较差的外焦或湿焦在炉内下部溶蚀气化严重，粒度迅速减小, 粉末比例增加，造成高炉料柱透气性严重下降，炉况顺行受到破坏，主要表现为压差高，风氧水平大幅降低，高炉中心气流受阻变弱，边缘气流增强，炉腹以上各段炉墙温度升高，渣皮频繁脱落。

为此，高炉制定了多项措施来减轻焦炭变化对高炉顺行造成影响。首先加强对焦化厂干焦库存的跟踪，根据库存相应调增焦炭配比，保证焦炭比例长期稳定；当焦化检修或事故时，高炉第一时间退负荷到合适水平，确保高炉顺行；增加质量相对较好的外焦的采购比；制定严格的焦炭筛分的管理，延长焦炭筛分时间，减少筛面料层厚度，杜绝小粒度和粉料入炉；加强焦丁入炉管理，焦炭质量变差时焦丁量会急剧升高，以往采取“以丁换焦”的方法来减少焦丁料位的压力，这样更加恶化了料柱的透气性，现在要求焦炭变差时的焦丁量为正常生产时的80%，余下的外排处理[1]。

1.3 优化炉料结构

块矿的价格相对较低，对于降低成本有较大的好处，但块矿存在着还原性差，低温还原粉化性高，高温区膨胀碎裂严重等缺点，大量配吃对冶炼进程存在较大的负面影响，同时块矿是酸性矿，需要提高烧结矿的碱度来中和得到合适的炉渣碱度，但烧结矿的碱度不能一味的提高，否则失去了烧结矿最佳的冶炼性能区间，因此高炉结合多年的冶炼经验，发现把块矿的配比调整到20%左右，烧结矿配比不低于78%时高炉吨铁成本相对较低，炉况顺行良好，稳定性较强。

(1)原料筛分是阻击原料粉末进入高炉的最后一道屏障，为保证良好的筛分效果，在不影响备料的情况下，尽量降低筛面上料层的厚度，适当调高振筛振幅，并根据备料要求制定了不同原料的筛分速度，最大限度的减少了入炉的粉末量(详见表2)。生产中严格巡检料仓原料质量，对粒度达不到要求的原料立即进行排仓处理，杜绝粉料进入高炉。

表2 不同原燃料吨料振时要求(s/t)

(2)不同原料在高炉内对气流的影响不同，针对各种原燃料自然堆角和滚动特性，本着生矿，球团和外购焦炭不能布在中心环位以防堵塞中心气流的思路，制定了严格的矿石和焦炭排料顺序。

(3)高炉抽调一名高炉工长，实行一班两看料，负责对高炉外围原料场各种料堆如外购焦、落地矿、生矿、各种精粉等的巡检工作，发现问题及时通知高炉进行相应的调整，防止质量差的原料入炉而引起炉况波动[2]。

2 优化操作制度保高炉顺行

高炉冶炼低成本料后表现出了剧烈的反应，主要表现为料柱透气性严重下降，中心气流较弱，边缘气流稳定性差，高炉对外围条件的变化反应敏感，适应性差。气流的波动直接关系到高炉的顺行，而高炉的顺行与否直接关系到高炉的生产能力，因此要想保证高炉高产稳定，必须调整好高炉气流分布，使其具有较强的抗干扰能力。

2.1 上部料制调整

针对高炉配吃低成本原料后，所表现出的料柱透气性严重下降，中心气流较弱，边缘气流稳定性差，高炉对外围条件的变化反应敏感，适应性差的特点，上部调剂的思路主要是开放中心，同时兼顾适当发展边缘，在炉料突然变差的时候甚至会适当抑制边缘来开放中心。高炉在2014年就开始探索开放中心流，保证顺行的料制，将布料矿石不断外移，同时不断增加边缘的负荷，将布料制度有C333223O3443模式逐步的调到了C333223O4432的模式，为进一步开放中心气流，增强焦炭平台的稳定性，调整上进一步增加边缘负荷，将焦炭内移，同时将焦炭平铺以形成稳定的焦炭平台，料制变为C222223O4432，中心气流的强度明显增强，但由于过分的开放中心，边缘气流受到了强烈的抑制。炉墙温度持续走低，水温差最低下降到1.0的低位水平，为了避免炉墙结厚，高炉采取减少矿批的策略来应对，这样既能适当发展边缘，又不会抑制中心气流的强度，高炉常用矿批有92 t逐步减小到87 t，通过调整炉况稳定性和适应性明显增强，高炉更加适应现今的原料条件。料制逐渐成熟，在炉料条件发生较大的变化时高炉只须适当调整负荷或料线就能保证高炉稳产顺行。近年来高炉上部参数调整变化见表3。

表3 高炉上部参数调整变化表

2.2 下部调剂

1．与化疗联合：越来越多的研究表明化疗除了对肿瘤细胞的直接杀伤作用外，也可以增加肿瘤细胞的抗原性和免疫原性[26-27]，抑制负性免疫信号，正性调节杀伤肿瘤的免疫细胞，改变肿瘤免疫微环境，从而发挥免疫增强作用，这为化疗和免疫治疗的联合应用奠定了理论基础。吉西他滨是治疗胰腺癌的主要化疗药物之一，它无免疫抑制作用且能够提高T细胞的活性。吉西他滨联合多个免疫检查点抑制剂的临床研究正在开展。

由于缺乏对大高炉气流分布的特点和原燃料条件变化频繁的认识，1#高炉的下部调整走了不少弯路，大致经历了三个阶段。第一个阶段是在2014年前，高炉对下部参数使用上存在一定的认识性错误，高炉通过不断扩大风口面积，来追求边缘气流稳定，通过加大风量来实现中心气流的开放，结果是随着风口面积的不断扩大，边缘气流强的难以控制，波动加剧，高炉顺行得到破坏，风量难以维持在高水平，造成高炉中心气流不断变弱，透气性不断变差。第二个阶段是2014年后，高炉开始引入高炉炉腹煤气指数的调剂模式，即在合理的风口面积下，不过分追求大风大氧，保证合理的炉腹煤气量和合理料柱透气性，稳定高炉的顺行。高炉不断调小风口面积，用以提高鼓风动能和风速，想得到强有力的中心气流，随之而来的是边缘气流受到了强烈的抑制，炉墙温度不断创造新低，也限制了高炉的风氧量的增加，这样造成了炉内燃烧强度的降低，使高炉产量的增加受到了抑制。第三个阶段，借鉴高炉前两个阶段的调整经验，高炉又适当的增加了风口面积，同时增加了长风口的个数来解决风口面积变大后鼓风动能降低的现象，在控制好合理的炉腹煤气指数的前提下，逐步创造条件增加高炉富氧率来炼提高冶强度，经过调整高炉的初始气流分布很好的适应了低成本料的冶炼，高炉产能有了较大的提高，出现了期待的稳产顺行的局面。2012年至今高炉下部调剂变化趋势如图1所示。

图1 2012年至今高炉下部调剂变化图

3 精细化管理

上下部调剂保证了高炉气流的稳定，为高炉稳产顺行创造了条件，但是上下部调剂的成果需要高炉日常的精心操作来维护，因此必须加强高炉生产管理，避免出现风氧量的大幅波动，减少高炉设备故障造成的慢风甚至紧急休风。

3.1 加强炉缸热量的管理

炉缸热状态的好坏关乎高炉的顺行与否，因此要千方百计保证炉缸热量。高炉炉温管理上采取趋势化管理，做到早发现早调剂，严禁低炉温操作，为此高炉制定严格的热量制度，要求铁水物理热必须≥1 510 ℃，当铁水物理热连续低于该温度两个铁次时必须果断采取提炉温的措施。在操作上对操作参数风温，喷煤量，人工加湿，以及入炉原料的水分值设定全部量化管理，杜绝人为因素造成炉温的大幅波动。

3.2 加强出铁管理

渣铁的排出能给高炉炉料下降提供约15%的空间，能有效降低高炉下部压降梯度，防止液泛的产生，利于高炉冶炼的顺利进行。高炉要求铁口操作要加强铁口深度的控制，要求>3 500 mm，控制好泥量，形成合适的铁口泥包和铁口深度，加强炮泥质量管理保证一定的出铁时间，要求>120 min，当出铁量低于理论计算量时采取负间隔出铁，即两个铁口同时出铁一段时间，以减少渣铁滞留率；加强铁口泥套的维护，减少铁口冒泥，保证正常的出铁秩序。

3.3 加强设备点检

高炉设备的运行状态也直接影响高炉炉况的顺行，高炉制定了严格的“操检合一”的制度，要求每名岗位工人必须对本工艺流程内的设备了如指掌，不仅会操作还要详细了解设备特征，在每天都要对工艺流程内的设备进行定期点检，及时掌握高炉设备的运行情况，及时发现隐患温，及时解决问题，避免设备带病作业，为高炉生产创造良好的条件。

3.4 标准化管理

高炉操作对高炉炉况的顺行也有较大的影响，因此高炉上制定了严格的标准化操作制度，要求每个岗位必须严格按照标准化进行操作，杜绝个人的失误对炉况造成负面的影响，另外高炉还制定多项精细化管理措施，如要求操作人员加强交接班制度，班内操作实行三方确认制度，炉内变料后要进行三方核对，每项工作必须落实区域责任制，加强日常工作板报的记录等一系列措施，尽量避免操作上的失误。

4 结语

通过不断摸索低成本原料的冶炼特点并采取有针对性的措施，高炉顺行得到了保证，实现了稳定高产的生产局面，取得了较大的经济效益。

(1) 通过加强原料管理，稳定原燃料性能，严格控制粉末入炉量，给高炉稳定顺行的提供了基础；

(2) 针对低成本原料的冶炼特点，不断优化上下部调剂，控制合理的炉腹煤气量，保证高炉气流的稳定性，是高炉稳产顺行的关键；

(3) 加强生产控制管理，减少炉况波动，尽量保持高炉全风全氧操作，才能保证高炉稳产顺行。

[1] 刘志朝，卢建光.邯宝公司3 200 m3高炉低燃料比冶炼下的长期稳定顺行实践[M].河北省炼铁技术暨学术年会论文集,2012，9：110-117

[2] 史佳佳，夏万顺. 邯钢西区1号高炉低成本生产实践[J].河南冶金,2015,23(6)：47-50

STABLE BLAST FURNACE PRACTICE UNDER A LOW-COST MATERIAL

Hao Feifei Xia Wanshun

(Handan Steel of HBIS Group)

Through the strict management of raw materials, optimization of furnace burden structure and upper and lower adjusting, Handan Steel No. 1 blast furnace gradually adapt to the low cost material smelting. The implementation of fine management and standardized operation were carried out to ensure the smooth operation of BF, long-term stable direct target was achieved and the better economic efficiency was obtained.

steady state low cost operation furnace condition adjustment

飞，助理工程师，河北.邯郸(056003)，河钢邯钢西区炼铁厂;

2016—7—12