摘 要 水鋼4#高爐2016年3月爐況波動主要原因由于煉焦煤結構中瘦精煤斷料，噴吹煤替代瘦精煤，新配比的配合煤在煉焦過程中加熱時膠質體減少，焦炭熱態強度下降，從而導致高爐爐況波動。 

關鍵詞 噴吹煤替代瘦精煤  膠質體減少 熱態強度下降  爐況波動

1  3月份水鋼四高爐生產情況

水鋼4#高爐2016年3月1日～28日主要生產技術經濟指標如表1。3月13日之前，高爐爐況保持穩定順行，產量與技術經濟指標保持了較好水平。3月14日白班休風更換風口后，爐況發生波動，恢復爐況順行不理想，頻繁出氣流、懸料等現象。14日～26日主要生產技術經濟指標大幅下滑，平均日產減少了1398t、煤比降低了12kg/t，入爐焦比上升了68 kg/t，燃料比上升了49 kg/t。

可見，四高爐此次爐況波動時間應是3月14日-26日,其間休、減風有3月14日動力廠5#鼓風機靜葉漏油處理，休風64min，煉鐵廠同步更換四個風口；3月15日鐵運廠配罐晚點，減風56min；3月18日風壓冒尖減風；3月22日動力廠5#鼓風機靜葉漏油處理，休風433min。同時 3#高爐爐況也有波動。3月14日-20日燃料比上升6kg/t。本次因焦炭熱態強度下降影響，生鐵產量損失19100t，噸鐵燃料成本上升21.34元/t。

2 爐況波動變化過程

3月11日過來，可見，產量和各項技術經濟指標尚可，3月14日動力廠5#鼓風機需要處理靜葉油管漏油，煉鐵廠同步更換存在問題的4個風口，送風恢復后，3月14日中班爐況順行可，風量4850m3/min。3月15日夜班，高爐風壓上升，接受風量能力下降，3:40分調整布料角度，焦炭角度外移，疏導邊緣氣流，由于水溫差上升較快，白班達到7.2℃，中班18:10布料角度整體外移0.5°，并退焦炭負荷2.08%。3月16日夜班開始，高爐頻繁出氣流，水溫差持續上升至9℃。3月17日爐況開始惡化，采取退礦批恢復爐況，3月18日-22日高爐風壓頻繁冒尖，懸料，高爐不吃壓。3月22日利用休風機會，堵4個風口恢復爐況。3月23日打開2個風口后，爐況恢復不理想，頻繁懸料。24日重堵4個風口恢復爐況，同步礦焦角差減至1.0°，加凈焦處理。25日爐況逐步加風，26日夜班到白班風口全開。27日高爐風量穩定4850m3/min，爐況基本恢復正常。3月1日以來，入爐風量變化趨勢。

3 燒結礦強度分析

    正常生產情況下，一燒車間有效燒結面積分別為265m2的 6#、7#機燒結礦供給四高爐，有效燒結面積為132m2的 4#機燒結礦+6#、7#機富余部分燒結礦供給三高爐。

3.1 燒結礦常溫強度

3月11日-24日期間，一燒車間燒結礦只有一次轉鼓(3月13日)為77.73%,小于79%預警值外，其余均正常。二燒車間轉鼓均在預警值77%以上，也無異常。

3.2  一、二燒車間燒結礦微觀結構礦物組成

可見，在爐況波動期間，一、二燒車間燒結礦微觀顯微結構強度[2]較好，玻璃相較少；高堿度燒結礦強度好的主要粘結相為鐵酸鈣，鐵酸鈣含量較高。

3.3  一燒車間燒結礦熔滴性能

從表3中可見，收縮10%時燒結礦軟化開始溫度1099℃，軟化溫度區間114℃[3]，較為正常，軟熔溫度區間稍寬,；最大壓差、熔滴特性指數稍高，滴落時溫度稍低。

3.4  四高爐小礦槽返礦率的變化趨勢

可見，3月12日-15日呈現下降趨勢，3月16日-26日期間基本穩定在14%左右,25日又呈現上升趨勢，進一步說明爐況波動期間一燒車間燒結礦強度處于基本穩定，狀態無異常。

3.5  四高爐小礦槽下一燒車間燒結礦粒度篩分見表4

可見，燒結礦 >10mm的部分3月7日-11日第二周平均值為69.76%，第三周為69.04%，第四周為69.38%，基本穩定，均在69%以上，變化幅度不大；10-5mm的部分第二周平均值為26.62%，第三周為27.3%，第四周為27.06%，連續三周相比較，第三周、第四周與第二周比較有上升趨勢，第四周較第三周又呈下降趨勢，但是均無大幅度的變化；<5mm部分連續三周基本穩定在3.6%左右。結合上述分析，再次說明了燒結礦強度處于較好的水平。

4 焦炭熱態強度下降分析

4.1  焦化變配比情況

可見，3月13日-24日以來，焦化變配煤比較頻繁，原因有:其一，主要由于瘦精煤資源的斷料，采用噴吹煤替代瘦精煤；其二，二選煤資源銜接不上造成變配煤比；其三，爐況反應不適應，停用噴吹煤變配煤比；其四，恢復二選煤和瘦焦煤的使用變配煤比。

4.2  變配煤比后檢測焦炭熱態強度與反應性

正常生產情況下，煉鐵廠有效容積為1350m3三高爐使用煤焦化公司一煉焦車間1#、2#焦爐的濕熄焦炭+外購焦炭；有效容積為2500m3四高爐使用煤焦化公司二煉焦車間3#、4#焦爐的干熄焦炭。3月13日-24日期間變配煤比后，3月15日-26日期間濕熄焦炭、干熄焦炭熱態強度與反應性。

可知，瘦精煤和瘦焦煤都屬于瘦煤，雖然瘦煤能結焦，加熱時產生的膠質體數量少，但單獨煉焦塊度大、裂紋少，焦炭不耐磨，在煉焦配煤中配加少量的瘦煤可以提高焦炭的塊度。噴吹煤屬于無煙煤，可燃基揮發分最低，加熱時不產生膠質體，因此不能劃入煉焦用煤的范圍。有時在瘦煤缺乏的地區，當配煤中煤料較肥時，可少量配入無煙煤做瘦化劑使用，用作小高爐燃料是可以的[1]。3月13日17:00焦化變料使用噴吹煤替代瘦精煤后，出來的自產焦炭熱態強度下降。通過分析不難看出，其主要原因就是噴吹煤替代瘦精煤后，新料結構的配合煤，加熱時膠質體數量的減少，是造成自產焦炭熱態強度強度下降的關鍵原因。 當期瘦精煤與噴吹煤分析。

 可見，噴吹煤與瘦精煤比較，A高0.72%，V低1.68%，S低0.33%，G值低29%，K2O+ Na2O高0.82%，X值低12.4mm，Y值低4mm,便宜43元/t。

5 入爐原燃料有害元素負荷分析見表8

可見，四高爐連續四個周堿負荷的變化，第一周4.058kg/t，第二周4.571 kg/t，第三周3.92 kg/t，第四周5.607 kg/t。

為3月份四高爐堿金屬負荷變化趨勢，可見連續四周偏高呈先上升再下降再上升的趨勢，第四周上升幅度較大，從時間上看正好是爐況波動大的時期，主要原因噴吹煤替代瘦精煤后，自產焦炭堿金屬含量上升，噴吹煤堿金屬含量1.94%，而瘦精煤堿金屬含量1.12%。燒結礦堿金屬含量0.294%，南非塊堿金屬含量0.163%。3月13日焦化變噴吹煤之前理論計算焦炭堿金屬含量為0.97%，變噴吹煤之后理論計算焦炭堿金屬含量為1.03%，理論計算焦炭堿金屬含量已超過1.0%，由于入爐原燃料整體呈現堿金屬處于上升趨勢，尤其第四周燒結礦堿金屬含量的上升幅度較大，故四高爐在3月16日至23日期間整體堿金屬負荷上升，進一步惡化高爐爐況。

5 原因分析判定

  （1）3月13日煉焦煤結構變化影響，自產焦熱態強度下降，高爐料柱骨架受損，透氣性、透液性惡化是主要原因。

   （2）3月14日動力5#鼓風機靜葉處理四高爐休風66min，爐況恢復過程中，遇上焦化變配比后的低熱態強度新焦炭影響爐況波動是關鍵原因。

  （3）3月15日自產焦炭熱強度檢驗取樣時間未把握好，對變配煤比后的焦炭未能及時體現出熱態強度的下降，對高爐調整的指導性不強，這是次要原因。

   （4）四高爐主要原料燒結礦和料柱骨架自產干熄焦，堿金屬以及其他有害元素負荷同步上升，循環富集效應集中，造成焦炭粉化加劇，透氣性、透液性下降，這是次要原因。

   （5）綜合入爐品位下降，渣比上升，渣鐵排放難度加大，爐況恢復也受到一定影響，這是次要原因。

6 結語

    水鋼四高爐此次爐況波動，恢復時間較長，長達13d，損失較大。損失是嚴重的，教訓是深刻的，舍本逐末應當汲取。通過對比分析高爐波動前后入爐原燃料的變化及高爐操作，不難看出高爐波動的主要原因是焦炭熱態強度的下降，高爐料柱透氣、透液性變差，壓量關系緊張，頻繁出氣流、懸料，高爐通過上下部調劑相結合來穩定爐況，但效果并不理想，直到焦化調整配煤比，焦炭質量改善后，高爐制度調整才起到效果，高爐爐況逐步恢復正常。

7  參考文獻

 [1]  《煉鐵學》上冊  任貴義  主編    冶金工業出版社  2011年7月

[2]  《燒結球團礦微觀結構》  陳耀銘  陳銳  編著  中南大學出版社  2011年12月

[3]  《高爐生產知識問答》  王筱留  修訂  北京冶金工業出版社  2006年12月