汉钢2号高炉稳定炉温操作实践

2022-01-23徐号锋

山西冶金 2021年6期

徐号锋

（陕钢集团汉中钢铁有限责任公司，陕西勉县 724200）

1 稳定炉温实践背景

高炉炉温稳定是体现高炉操作者水平和保证炉况稳定的基础，因此，要对影响炉温的诸多因素进行梳理分析，分清主次，制定切实可行的措施，以确保目标的实现。炉温稳定是实施低硅冶炼的前提，降低硅偏差及生铁含硅量，一方面可提高产量，降低燃料比，降低生铁成本；另一方面可减少CO2排放量，满足“碳中和，碳达峰”的控制要求，增加经济效益。汉钢2号高炉（2 280 m3）于2012年8月15日投产，投产后在稳定高炉炉温方面已采取了一系列措施，相关操作技术已得到了提高。2018年为响应公司号召，进一步降低生铁成本，提升高炉技术经济指标，对稳定炉温操作进行攻关，通过加强原燃料管理、固定高风温操作、细化炉温调剂及加强炉前出铁管理等技术措施，使高炉硅偏差及生铁含硅量有所降低。

2 稳定炉温操作措施

2.1 加强原燃料管理

汉钢2 280 m3高炉的焦炭全部为外购水熄捣固焦，因供焦炭厂家多，指标参差不齐，质量难以保证，为了稳定焦炭质量，通过与公司采购部门进行沟通，稳定焦炭供应厂家3~4家，同时派驻厂人员对焦炭的质量进行跟踪，不满足条件时及时反馈调整，通过该举措已取得了阶段性的效果。目前高炉用焦炭的灰分在12.0%～12.6%，水分在6%～8%，固定碳质量分数在85.5%～86.5%，M25≥92%，M10≤7%，反应性CRI在28%～30%，反应后强度CSR在60%～62%之间，可满足高炉的正常使用。

针对烧结矿碱度稳定率低、冶金性能不稳定的情况，要求烧结厂在矿粉的堆放上必须做到按品种、成分分类堆放，配料中稳定主流矿粉配比在60%以上，并控制当地缺陷的高钛、高硫矿比例不能超过20%，烧结时坚持烧熟、烧透的原则，提升烧结矿质量。球团质量要从抗压强度合格率上下狠功夫，矿粉进行二次润磨后-200目的比例要达到80%以上，以具备配料条件。将球团烧结用的煤气中混入热值较高的转炉煤气，可提升炉膛温度，使球团抗压强度合格率（≥2 000 N）从68%提升至75%以上。在现有原燃料条件下，为了稳定炉温、降低硅偏差及生铁含硅量，积极从以下几方面对高炉加强原燃料管理，以减少原燃料波动对炉况的影响。

1）做好物料的分类堆放、定点取料和物料的防雨工作，原则上露天不堆放焦炭、煤粉等物料，做好上下道工序的衔接工作。

2）加强内部管理，随时掌握、传递原燃料的质量指标数据，为高炉用料做好参考；严格仓位管理，在原燃料供应正常情况下，中间仓采用三仓均衡放料原则，中间仓仓位不低于2 m，高架仓仓位不低于4 m，同时每班需对成品仓、高架仓烧结矿进行至少1次的筛分检测。

3）定期做好筛板的检查更换工作，完善更换筛己板的记录台账，在日常点检中，及时发现断齿并进行焊补，杜绝焦炭进入焦丁仓；要求矿石振料速度≤40kg/s、焦炭量≤25 kg/s，以保证筛分效果，最大限度减少粉末入炉，改善料柱的透气性。

4）优化上料方案、降低运输成本，持续推广集装箱的运输方式，减少吨铁焦末产生量，以高炉稳产、高产为中心，不断提升高炉的各项技术经济指标。

5）建全完善原燃料质量预警机制，高炉工长随时在值班室电脑上查看上传至OA系统的原燃料质量异常信息，根据原燃料波动情况及时进行调剂，要求料场的管理人员不仅要知道外观物料质量，而且要对物料的理化质量指标做到心中有数。

6）当原燃料质量产生较大波动影响顺行时，高炉严格执行“攻守退”操作预案，并将信息反馈至相关单位。

2.2 固定高风温操作

高炉炼铁热风带入能量占总能量的16%～19%，使用高风温已经成为高炉炼铁节能减排、降低焦比以及提高煤比的主攻方向[1]。汉钢2 280 m3高炉采用了3座卡鲁金顶燃式热风炉，热风炉使用高炉煤气，热风温度稳定在1 220~1 230℃，2018年为提高热风温度，采取了将高炉煤气中混入少量热值较高的转炉煤气的措施，目前转炉煤气的混入比例可达到20%，热风炉的废气温度不超过350℃，风温可达1 280℃，平时可稳定在1 250~1 280℃，较之前提高30℃左右，达到了国内先进水平。在操作上，为固定高风温1 250℃，炉温主要靠煤粉、氧量、料速等其他数段来进行调剂，实现了高风温的利用。高风温的利用可有效补偿风口前煤粉分解吸收的热量，使炉缸热量充沛，渣铁温度充足，有利于炉况顺行和炉温的稳定，从而确保了炉温基础。

2.3 细化炉温调剂

2.3.1 正确判断炉温变化的趋势

高炉中表示炉温的指标有两个：一个是“物理热”，即指铁水温度；另一个是“化学热”，即指生铁含硅量。一般铁水中含硅量越高，铁水温度越高，反之则铁水温度越低[2]。2号高炉为避免因人为判断调剂失误而造成炉温波动，统一了炉温判断调剂标准（见表1）。

表1 汉钢2 280 m3高炉炉温判断调剂标准

2.3.2 勤观察，做到“早调、微调”

要稳定炉温，高炉值班工长应勤观察，可分别从料速、风压风量变化、炉顶温度、风口明亮变化、上下两炉次铁火、铁样断面颜色及渣样颜色的变化等方面来对炉况进行综合判断。要求每半小时必须检查一下料速，每一炉铁必看一下渣铁和风口情况，每班至少要到槽下检查原燃料2次，如发现焦炭变湿，需适当补充水分焦，这样能及时发现炉温发展的趋势，在炉温有较小波动时便能采取微调煤量或氧量的方式来平衡炉温，从而达到稳定多因素、减少变动量的目的。

2.3.3 根据不同的炉况，选择合适的调剂手段

一般情况下，调剂手段应优先使用对炉缸煤气量和煤气压力波动影响较小的手段，即采用控制煤氧量的调剂手段。在炉温波动小或未变料时，一般不采用风温、风量、净焦和负荷等调剂手段。负荷调剂在变料、引起炉热（凉）的因素具有长期性、有计划性的升降炉温时采用。风量调剂是在炉温变化较大（炉温已凉），为快速扭转炉温时采用。净焦调剂在扭转或预防炉温剧烈变化时采用。现从以下四方面具体介绍调剂操作措施。

1）炉温有向热的趋势时，调剂操作顺序为：减少喷煤量（1 000～2 000 kg/h）→增加富氧量（500～1 000 m3/h）→增加鼓风量（压差允许，风压未达到规定值时）。如有炉热难行征兆，在减少煤量后，不得增加氧量；为保证炉况顺行可撤风温，炉况顺行后，要先提风温，而后再增加煤量，以防止炉温返凉。

2）炉温有向凉的趋势时，调剂操作顺序为：增加喷煤量（1 000～2 000 kg/h）→减少富氧量（500~1 000 m3/h）→提风温20～30℃（风温有余地时）→减少鼓风量（料速较快时）。如风温和煤量已用尽，此时炉凉趋势较大，所耗时间较长，要减轻焦炭负荷，在轻负荷未下达前要相应减风，为抑制凉势。

3）炉温剧烈变化时，为预防炉况失常，可同时采用减风、加净焦、退负荷等多种调剂手段。如炉温下降较快，且一时查不出原因，应先适当加净焦、并大退负荷幅度，甚至改全焦冶炼，然后继续查明原因（漏水或原燃料变化），明确原因后，迅速采取相应的调剂措施。

4）在炉况失常（如管道行程、崩料、悬料）时，应及早加入足量净焦，这样不但能迅速改善炉料透气性，而且能补充炉料预热还原不充分在炉缸造成的大量热耗，从而缩短失常时间，减少损失。

2.3.4 把握好每种调剂手段对炉温的调节幅度及滞后时间

煤量调节在正常情况下的变动量不超过2000 kg/h，滞后时间一般为1/3～1/2冶炼周期；风温调节变动量不超过50℃/h，一般在2 h之内起到效果；风量调节的作用最快，必须1次减到需要水平，但加风时要酌量，一般在1 h左右见到效果；净焦和负荷作用最慢，滞后时间为1个冶炼周期。

2.3.5 保持渣铁排放的稳定

渣铁排放不均匀，炉缸内憋渣铁，易导致铁前料慢、铁后料快，影响高炉下料的均匀性，还易引起渣皮的脱落，造成炉温波动，甚至造成炉况难行、崩料等。因此工长应抓好炉前铁口的操作和维护，确保两铁口出铁均匀，渣铁排放稳定。

2.4 加强炉前出铁管理

2 280 m3高炉出铁稳定率低，渣铁不能及时出净已成为制约炉温稳定的限制性因素。炉前管理应重点在不漏泥、不烧铁口、不带铁堵口、不减风或休风堵口、保证铁口深度合格、能够及时出净渣铁上下功夫，具体措施如下：

1）推行炉前标准化操作，缩短出铁间隔时间至15 min以内；

2）稳定铁口深度2 800～3 200 mm，根据季节变化及阶段性冶炼特性，持续改善炮泥质量，以满足生产需要；

3）严格落实好熔融金属管控责任及措施，督促做好渣铁沟的检查、维护，确保渣铁沟安全运行、不影响正常出铁；

4）出铁前做好各项确认工作；

5）日出铁次数控制在9～12次，正常使用直径55 mm钻头，控制出铁流速不小于5.5 t/min，出铁时间控制在100～130 min；

6）在水冲渣管理方面，根据设备运行周期及实际情况实施定修计划，检查内、外筛网磨损，收集池积渣等情况，并及时对其进行更换、清理，通过提升稳定率，杜绝炉内憋渣铁情况，有效地控制了铁量差，为稳定炉温的创造了条件。

3 应用效果

采取加强原燃料管理、固定高风温操作、细化炉温调剂以及加强炉前出铁管理等技术措施后，高炉平均硅偏差为0.10%，生铁w（Si）为0.38%，其中7月份硅偏差为0.08%，生铁w（Si）为0.35%，创历史最好水平。高炉硅偏差变化情况如图1所示，生铁含硅变化情况如图2所示，注：2月份因2号高炉检修6天，检修完后又因两次更换送风装置休风923 min，生铁含硅及硅偏差未做统计；9月份2号高炉停炉。