摘  要  本文通過對昆鋼2 500 m³高爐極限產(chǎn)能進(jìn)行理論分析計算，以理論計算結(jié)果為依據(jù)，結(jié)合生產(chǎn)實際，組織開展優(yōu)化用礦結(jié)構(gòu)提高綜合入爐品位、優(yōu)化高爐操作參數(shù)提高風(fēng)量與富氧率、夯實基礎(chǔ)管理等攻關(guān)工作，高爐產(chǎn)能大幅提升，有效容積利用系數(shù)最高達(dá)到2.768 t/(m³·d) 的國內(nèi)同級別高爐先進(jìn)水平。

關(guān)鍵詞  風(fēng)量   用礦結(jié)構(gòu)  入爐品位  利用系數(shù)  

1  前言

昆鋼2 500 m³高爐2012年6月26日點火開爐以來，受單系統(tǒng)生產(chǎn)，燒結(jié)→煉鐵工序間的產(chǎn)能不匹配及市場長期低迷等綜合因素影響，高爐長期封堵兩個風(fēng)口，有效容積利用系數(shù)僅在2.20～2.50 t/(m³·d)的偏低水平。2015年以來，隨著國家對鋼鐵行業(yè)“三去一降一補”供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和取締“地條鋼”等相關(guān)政策的實施，鋼材市場好轉(zhuǎn)，噸材利潤水平不斷提升，如何發(fā)揮昆鋼2500m³高爐工藝裝備優(yōu)勢，提升昆鋼2500m³高爐產(chǎn)能勢在必行。煉鐵工作者結(jié)合昆鋼2 500 m³高爐實際，以2017年1～6月生產(chǎn)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，對影響煉鐵工序產(chǎn)能釋放關(guān)鍵的“風(fēng)量、富氧率、入爐品位”三個因素進(jìn)行分析，理論計算可以達(dá)到的最大“風(fēng)量、富氧率、入爐品位”水平，并在生產(chǎn)中逐一組織開展提高風(fēng)量、富氧率工藝參數(shù)攻關(guān)及燒結(jié)、高爐用礦結(jié)構(gòu)優(yōu)化攻關(guān)工作，高爐產(chǎn)能大幅提升，有效容積利用系穩(wěn)定在2.70 t/(m³·d)的較高水平。

2  限制昆鋼2 500 m³高爐產(chǎn)能釋放的原因分析

2.1 燒結(jié)→煉鐵工序間產(chǎn)能不匹配

燒結(jié)工序僅配置一臺300 m²燒結(jié)機，投產(chǎn)以來，受市場影響，大量使用省內(nèi)燒結(jié)性能較差的貧雜、低品位鐵礦粉、鐵精粉，加上環(huán)保壓力大，燒結(jié)機利用系數(shù)長期偏低，燒結(jié)礦礦不保鐵問題突出。300m²燒結(jié)機燒結(jié)工作者長期堅持開展生產(chǎn)組織模式優(yōu)化、技術(shù)裝備改造升級、工藝操作參數(shù)優(yōu)化完善等攻關(guān)工作，2016年燒結(jié)機產(chǎn)能達(dá)266.92萬噸、利用系數(shù)1.06  t/(m²·h)，均創(chuàng)歷史新高，但也僅能滿足

2 500 m³高爐鐵水產(chǎn)量220萬噸的燒結(jié)礦用礦需求，高爐在現(xiàn)有產(chǎn)能基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升，燒結(jié)礦存在明顯缺口。燒結(jié)→煉鐵工序間的產(chǎn)能不匹配，限制高爐產(chǎn)能釋放。

2.2高爐綜合入爐品位低

昆鋼2 500 m³高爐2016年6月26日點火開爐以來，鋼材市場持續(xù)低迷，為了降低用礦成本，燒結(jié)工序燒結(jié)性能優(yōu)、品質(zhì)高的進(jìn)口礦（巴西粉、南非粉）使用比例低，省內(nèi)燒結(jié)性能差、質(zhì)量差的貧雜低品位礦使用比例高，造成燒結(jié)工序燒結(jié)礦產(chǎn)量與燒結(jié)礦品位長期偏低，高爐綜合入爐品位低，限制產(chǎn)能提升。

表1  燒結(jié)工序進(jìn)口礦配比與燒結(jié)礦品位、入爐品位的關(guān)系

2.3 風(fēng)量水平較低

昆鋼2 500 m³高爐風(fēng)機配置能力為5 000 m³/min，受單系統(tǒng)生產(chǎn)組織模式、市場低迷、綜合入爐品位低，渣量大等因素影響，高爐長期封堵兩個風(fēng)口維持生產(chǎn)，接受風(fēng)量能力差，僅4 100 m³/min，低于國內(nèi)同類型高爐4 500 m³/min左右水平，限制產(chǎn)量提升。

2.4富氧率低

昆鋼2 500 m³高爐配套制氧工序能力達(dá)40 000 m³/h，遠(yuǎn)大于燒、鐵、鋼工序用氧需求，受綜合入爐品位低，渣量大，焦炭質(zhì)量差影響，高爐接受富氧能力差，氧量僅維持在14 000 m³/h，限制產(chǎn)量提升。

3  昆鋼2 500 m³高爐極限產(chǎn)能分析

隨著國家對鋼鐵行業(yè)“三去一降一補”供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和取締“地條鋼”等相關(guān)政策的實施，鋼材市場好轉(zhuǎn)，噸材利潤水平不斷提升，如何發(fā)揮昆鋼2500m³高爐工藝裝備優(yōu)勢，提升產(chǎn)能勢在必行。由于昆鋼2 500 m³高爐開爐以來一直處于低冶煉強度生產(chǎn)，高爐極限產(chǎn)能是多少、存在哪些問題、如何增產(chǎn)、怎么做等系列問題給煉鐵工作者提出極大挑戰(zhàn)，面對這些問題，煉鐵工作者結(jié)合實際，首先對2 500 m³高爐極限產(chǎn)能進(jìn)行理論分析計算。

3.1提高風(fēng)量增產(chǎn)

以2 500 m³高爐2017年1～6月生產(chǎn)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，通過查詢收集整理國內(nèi)2 500 m³級高爐合理的爐腹煤氣量指數(shù)在58～64之間為依據(jù)，按64上限值計算得到昆鋼2 500 m³高爐允許的最大爐腹煤氣量為6 529.00 m³/min，最大允許風(fēng)量為4 590 m³/min。高爐風(fēng)機配置能力為5 000 m³/min，2017年1～6月使用風(fēng)量僅4 185 m³/min，噸鐵風(fēng)量1 000 m³，若將封堵的兩個風(fēng)口捅開，按允許最大風(fēng)量4 590 m³/min組織生產(chǎn)，風(fēng)量增加將帶來增產(chǎn)583.20 t/d。

3.2 提高富氧率增產(chǎn)

在制氧能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于工序消耗能力的前提下，提高高爐富氧率不存在氧氣問題，通過分析國內(nèi)先進(jìn)2 500 m³高爐富氧率情況，我們認(rèn)為昆鋼2 500 m³高爐富氧量由2017年1～6月的14 000 m³/h增加到18 000 m³/h是可行的，在最大風(fēng)量4 590 m³/min冶煉條件下，富氧率將達(dá)到5.00 %，增產(chǎn)258.47 t/d。

3.3優(yōu)化高爐用礦結(jié)構(gòu)，提高入爐品位增產(chǎn)

為確保爐渣脫硫能力，在保證爐渣R₂≥1.15倍的前提下，我們提出以下用礦結(jié)構(gòu)優(yōu)化思路：

①燒結(jié)工序增加燒結(jié)性能優(yōu)、品位高的進(jìn)口礦（南非粉、巴西粉）配比，減少省內(nèi)燒結(jié)性能差、品位低的貧雜礦配比，優(yōu)化燒結(jié)工序用礦結(jié)構(gòu)，適當(dāng)提高燒結(jié)礦二元堿度，改善燒結(jié)性能，提高燒結(jié)礦品位的同時提搞產(chǎn)能，緩解燒結(jié)礦礦不保鐵問題；

②高爐用礦結(jié)構(gòu)減少或停用高硅低品位自產(chǎn)球，增加進(jìn)口低硅高品位南非塊或低硅高品位印度球替代，適當(dāng)降低燒結(jié)礦配比，達(dá)到緩解燒結(jié)礦緊張的同時提高綜合入爐品位。

經(jīng)與相關(guān)部門探討，一致認(rèn)為此用礦結(jié)構(gòu)優(yōu)化思路可行，高爐入爐品位將提升2.83個百分點，增產(chǎn)420.40 t/d。

表2  優(yōu)化用礦結(jié)構(gòu)提高入爐品位增產(chǎn)

3.4高爐理論極限產(chǎn)能

通過上述理論分析計算，昆鋼2 500 m³高爐在2017年1～6月基礎(chǔ)上，按極限風(fēng)量4 590 m³/min組織生產(chǎn)，風(fēng)量增加將帶來增產(chǎn)583.20 t/d；在最大風(fēng)量4 590 m³/min冶煉條件下，按最大富氧量

18 000 m³/h組織生產(chǎn)，富氧率將達(dá)到5.00 %，增產(chǎn)258.47 t/d；用礦結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，綜合入爐品位提高2.83 %，增產(chǎn)420.40 t/d。合計增產(chǎn)達(dá)1 262 t/d，達(dá)到7 204 t/d，為高爐極限產(chǎn)能。

4  昆鋼2 500 m³高爐產(chǎn)能提升生產(chǎn)實踐

4.1燒結(jié)工序提質(zhì)增產(chǎn)

    燒結(jié)工序通過開展增加燒結(jié)性能優(yōu)的進(jìn)口巴西粉、南非粉用量，相應(yīng)減少省內(nèi)低品質(zhì)粉精礦用量用礦結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高料層厚度、機速、堿度等關(guān)鍵工藝參數(shù)控制，加強設(shè)備維護(hù)管理、提高設(shè)備作業(yè)率等基礎(chǔ)管理工作，燒結(jié)礦產(chǎn)量提升、質(zhì)量得到改善。

表3  燒結(jié)工序工藝調(diào)整燒結(jié)礦產(chǎn)、質(zhì)量提升效果

4.2 高爐工序用礦結(jié)構(gòu)優(yōu)化

    高爐工序逐步降低自產(chǎn)低品位“燒結(jié)礦+球團(tuán)礦”使用比例，增加高品位南非塊礦替代，綜合入爐品位逐月提高，為提高產(chǎn)量奠定基礎(chǔ)。

表4  高爐工序用礦結(jié)構(gòu)優(yōu)化效果

4.3 優(yōu)化高爐操作參數(shù)

以爐腹煤氣量為控制核心，在保證腹煤氣量≤6 500.00 m³/min的前提下，2017年8月11日通開一個長期封堵的風(fēng)口，增加進(jìn)風(fēng)能力，適當(dāng)提高風(fēng)量與富氧率，縮小壓差與頂壓的差距，爐況保持穩(wěn)定順行。

表5  高爐用礦結(jié)構(gòu)優(yōu)化效果

4.4 夯實基礎(chǔ)管理，降低高爐休風(fēng)率

加強設(shè)備日常點巡檢和維護(hù)，實施設(shè)備包機項目負(fù)責(zé)制和操檢有機結(jié)合制，改善設(shè)備在線運行精度和長周期運行質(zhì)量，休風(fēng)率逐月降低，2017年下半年僅為1.28 %。

加強出鐵管理，優(yōu)化出鐵模式，一個鐵口出鐵的同時，另一個鐵口清理具備出鐵條件，待出鐵鐵口來風(fēng)后立即打開待出鐵鐵口，實現(xiàn)連續(xù)出鐵；加強鐵口維護(hù)管理，保持鐵口深度＞3.20 m，嚴(yán)禁潮鐵口出鐵，及時出凈查鐵，為爐內(nèi)操作保駕護(hù)航。

加強槽下篩分管理，嚴(yán)格控制篩分時間，及時清篩，控制入爐粉末＜5 %。

5  實踐效果

    通過對限制昆鋼2 500 m³高爐產(chǎn)能釋放的影響因素進(jìn)行分析，對理論產(chǎn)能進(jìn)行計算并在生產(chǎn)中逐一組織實施，高爐入爐品位、風(fēng)量、富氧率得以提高，平均日產(chǎn)量大幅度提升，有效容積利用系數(shù)達(dá)2.768t/(m³·d)的國內(nèi)同級別高爐先進(jìn)水平。

表6  實踐效果

6  結(jié)論

   （1）風(fēng)量、氧量、入爐品位是限制高爐煉鐵產(chǎn)能釋放的三個關(guān)鍵因素，高爐生產(chǎn)要實現(xiàn)高產(chǎn)目標(biāo)，必須具備較大的入爐風(fēng)量，富氧量及較高的綜合入爐品位。

   （2）以爐腹煤氣量為指導(dǎo)依據(jù)，通過理論分析計算，得到昆鋼2 500 m³高爐極限入爐風(fēng)量為4 590.00 m³/min、極限富氧率為5.00 %，在綜合入爐品位56.80 %冶煉條件下，極限產(chǎn)能為7 204 t/d。

   （3）2 500 m³級高爐通過夯實基礎(chǔ)管理，優(yōu)化燒結(jié)、高爐工序用礦結(jié)構(gòu)與操作參數(shù)，提高入爐品位、增大入爐風(fēng)量、提高富氧率、夯實基礎(chǔ)管理等技術(shù)措施，有效容積利用系數(shù)達(dá)2.70 t/(m³.d)以上是可行的。