馬鋼B高爐(4000m’第二代)于2022年12月8日投產(chǎn),9日16:48出第一爐鐵水,10日01:41開始噴煤,11:48富氧量達到6000m'/h。高爐設(shè)38個風(fēng)口和4個鐵口,爐缸爐底采用炭磚+剛玉質(zhì)陶瓷杯復(fù)合結(jié)構(gòu),爐體采用軟水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)及全鑄鐵冷卻壁結(jié)構(gòu),煤氣處理系統(tǒng)采用“重力除塵+旋風(fēng)除塵+干法布袋除塵”工藝。

B高爐大修投產(chǎn)后爐況波動大,穩(wěn)定性欠佳,主要技術(shù)經(jīng)濟指標偏低。通過采取一系列措施,爐況逐步改善,提產(chǎn)降耗取得顯著成效。

爐況波動及原因

1.1 爐況波動的表現(xiàn)

B高爐投產(chǎn)后,因外部設(shè)備故障導(dǎo)致非計劃休風(fēng),恢復(fù)正常生產(chǎn)后,按計劃逐步進行強化冶煉,爐況波動較大,主要表現(xiàn)為崩料頻繁、日產(chǎn)量偏低、燃料比偏高。雖然操作上采取了控制邊沿的措施,但是爐喉鋼磚及爐體水溫差持續(xù)處于較低水平,邊氣流通過性差,頻繁出現(xiàn)管道氣流,兩道氣流均不足,壓差偏高,造成大幅減風(fēng)。同時,爐缸活性欠佳

接受爐溫及熱量能力較差,出鐵均勻性不好,出鐵速度上升緩慢。

1.2 爐況波動的原因

(1)原燃料質(zhì)量波動。B高爐焦炭以自產(chǎn)焦為主,爐料結(jié)構(gòu)中燒結(jié)礦占比>65%、球團礦占比<25%、進口紐曼塊礦占比≤25%。其中,球團礦和紐曼塊礦的品位、質(zhì)量指標相對穩(wěn)定,質(zhì)量波動主要來源于焦炭和燒結(jié)礦。

馬鋼北區(qū)AB兩座4000m級高爐,正常生產(chǎn)時原料供應(yīng)基本相同。B高爐槽下焦炭篩分采用陶瓷篩板,篩分效果較差。在外圍條件相同的情況下B高爐焦炭的返焦率、焦丁率及粉焦率等均比A高爐低(見表1),B高爐入爐粉焦量較多。(2)裝料制度不匹配。上部裝料制度直接影響著爐內(nèi)煤氣流分布,適宜的裝料制度可起到提高煤氣利用率、穩(wěn)定爐況的作用。B高爐大修后一直采用“中心加焦”布料模式,2023年1月因頻繁崩料退守焦炭負荷,控制冶煉強度,爐況并未得到改善雖然前期裝料制度以疏松邊沿為主,但是頻繁崩料和持續(xù)深料線,導(dǎo)致裝料制度的調(diào)整,沒有達到疏松邊沿的效果。同時,高爐崩料后明顯出現(xiàn)風(fēng)壓突升氣流不穩(wěn)。6月采取進一步強化中心的裝料制度但是爐內(nèi)中心氣流強度不夠,且穩(wěn)定性不好,中心渭料出現(xiàn)較多,造成中心氣流受抑制,導(dǎo)致被迫大幅減風(fēng)。

(3)外部設(shè)備故障率高。外部設(shè)備的穩(wěn)定運行,是高爐高效生產(chǎn)的關(guān)鍵。在外圍因素中,技術(shù)人員操作不當、外部設(shè)備故障及外圍保供等是主要的影響因素。據(jù)統(tǒng)計,2023年1-10月,B高爐因外部設(shè)備故障影響鐵水產(chǎn)量占比達到39%。由外部設(shè)備故障率高引起的非計劃休風(fēng),嚴重影響高爐穩(wěn)定生產(chǎn),制約了鐵水產(chǎn)量提升及技術(shù)經(jīng)濟指標恢復(fù)

采取的措施2

2.1 強化原燃料質(zhì)量管理(1)爐料結(jié)構(gòu)。穩(wěn)定的爐料結(jié)構(gòu)是高爐高產(chǎn)低耗的重要條件。B高爐大修投產(chǎn)后,以自產(chǎn)焦炭為主,爐料結(jié)構(gòu)采用75%燒結(jié)礦+10%球團礦+15%塊礦,熟料率不低于85%,綜合人爐品位保持在

58%以上。隨著高爐冶煉強度的提升,馬鋼北區(qū)原燃料的產(chǎn)量難以同時滿足A、B兩座大型高爐的需要,焦炭、燒結(jié)礦保供緊張。為此,額外新建筒倉供料,保證焦炭、燒結(jié)礦槽位正常,維持爐料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,減少對生產(chǎn)的影響。同時,將焦炭分用的陶瓷板更換為棒條篩板,并增大篩網(wǎng)的齒間距,減少入爐粉焦量。

(2)焦炭。原燃料是高爐冶煉的基石,焦炭質(zhì)量直接影響著高爐穩(wěn)定順行[-2]。焦炭灰分增加會導(dǎo)致渣量增加,不僅會使焦比升高,還會使高爐下部透氣性變差,進而影響順行[3。一般認為,焦炭含S每增加0.1%,焦比升高1.2%~2.0%,鐵水產(chǎn)量降低超過2%4]。而焦炭冷態(tài)性能指標M及M。,反映其在爐內(nèi)保持粒度的能力,影響爐料的透氣性、透液性。

B高爐焦炭質(zhì)量指標,控制灰分<12.8%、M>89%M≤5.8%。2023年3-12月,焦炭灰分硫分平均值分別為12.28%、0.82%,MM。平均值分別為89.07%、5.77%,基本滿足了大型高爐對焦炭質(zhì)量的要求。

(3)燒結(jié)礦。相關(guān)研究表明燒結(jié)礦TO,含量上升、轉(zhuǎn)鼓指數(shù)下降,會加劇燒結(jié)礦粉化,惡化爐料透氣性[5-6]。此外,鐵水中的[T]C]及[N]生成熔點高達2000℃以上的高熔點化合物,在爐缸內(nèi)析出沉積,對爐缸活性產(chǎn)生不利影響!”。通過對入爐鈦負荷進行統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)B高爐的入爐鈦負荷與利用系數(shù)有較強的負相關(guān)性(如圖1所示)。2023年3-12月,B高爐燒結(jié)礦 T0,含量偏高且波動較大,平均為0.156%(如圖2所示)主要原因是生產(chǎn)燒結(jié)礦的精礦粉含鈦量偏高,須加強質(zhì)量監(jiān)控。同時,燒結(jié)礦Fe0在8.49%左右(控制標準為8.50%±0.7%)存在短時間波動超限,是調(diào)整燒結(jié)機機速,滿載生產(chǎn)導(dǎo)致的。

2.2 優(yōu)化裝料制度

(1)穩(wěn)定中心氣流。合理的裝料制度能起到調(diào)整第三次煤氣流分布、保持較高的煤氣利用率、穩(wěn)定爐況的作用]。B高爐大修后采用“中心加焦”布料模式的優(yōu)點是:①降低上部塊狀帶的透氣性,從而改善高爐操作性能:②改善軟熔帶形狀,增加高爐接受風(fēng)量的能力;③開放中心氣流,增加排鋅能力;④)容易強化產(chǎn)能,原燃料適應(yīng)性強。2023年6月開始,為挖掘B高爐提升技術(shù)經(jīng)濟指標的潛力,采取了進一步強化中心、控制邊沿的措施,以降低壓差。但在調(diào)整過程中,邊沿氣流指數(shù)W值持續(xù)下降,中心氣流指數(shù)Z值持續(xù)上升,局部超出預(yù)警值16.0上限(如圖3所示)煤氣利用率下降至 46.50%左右,燃料比上升至520kg/t左右。燃料消耗增加導(dǎo)致生產(chǎn)成本增大,經(jīng)過分析判斷,主要原因是,強化中心調(diào)整致使中心氣流環(huán)帶過大,造成中心氣流“大而不聚”。

為此,分三個階段制訂了針對性調(diào)整措施:①7月上旬,焦炭中心擋位由4環(huán)減小到3.5環(huán),將中心焦的占比由19.5%減小到17.9%;②7月26日,將次中心焦炭布料角度由29.5°外揚至30.0°:③7月底至8月初,繼續(xù)調(diào)整礦焦平臺,進一步減少因邊沿、中心焦炭負荷不匹配引起的階段性滑料及風(fēng)壓不穩(wěn)現(xiàn)象,達到穩(wěn)定及聚攏中心的目的,礦石布料角度及角差的變化如圖4所示。調(diào)整后,B高爐爐況趨于穩(wěn)定,Z值下降至11.0~16.0,煤氣利用率上升至 48.5%左右,燃料比下降至 500kg/t左右。

(2)轉(zhuǎn)換布料模式。“平臺+漏斗”布料模式追求合適的兩道氣流,該模式下煤氣利用率更高、燃料消耗更低。但是對原燃料質(zhì)量,特別是原燃料質(zhì)量的穩(wěn)定性要求較高,同時更考驗對兩道氣流的管控能力。只有達到合適的煤氣流分布,才能更好地體現(xiàn)“平臺+漏斗”布料模式的優(yōu)勢。

B高爐于2023年11月8日定修,為降低燃料消耗和生產(chǎn)成本,利用高爐復(fù)風(fēng)輕負荷的機會調(diào)整裝料制度,由“中心加焦”轉(zhuǎn)換為“平臺+漏斗”模式布料矩陣由 ℃,::2.2 3 0”:322..2變?yōu)?C,3.2230.+.2?,焦炭料線1.45m、礦石料線1.50m保持不變。復(fù)風(fēng)后堵1個風(fēng)口,風(fēng)口面積由0.4747m'縮小至0.4656m'為強化中心將鼓風(fēng)動能保持在130kJ/s以上。

布料模式轉(zhuǎn)換后,煤氣利用率由47.7%上升至49.0%,并增大焦炭負荷,將大塊焦比保持在350kg/t以下。在熱風(fēng)爐影響風(fēng)溫40℃條件下,燃料比由505kg/t下降至498kg/t(如圖5所示),壓差下降5 kPa左右。

2.3 活躍爐缸

由于原燃料質(zhì)量波動大,B高爐鐵口卡焦頻繁嚴重影響出鐵的均勻性,造成爐缸活性下降。具體表現(xiàn)為鐵口深度不穩(wěn)定、斷渣時間長、卡焦頻繁等為活躍爐缸采取以下措施:

(1)穩(wěn)定鐵口深度。加強對鐵口和出鐵溝的維護,保證穩(wěn)定的打泥量,將鐵口深度維持在4.0±0.2 m。

(2)保證爐溫充足。爐溫充足是維持爐缸活躍的關(guān)鍵,爐溫是基礎(chǔ),要求每罐鐵水測一次溫度2023年3-12月,B高爐平均鐵水溫度為1513℃Si]為0.35%~0.50%,硅偏差為 0.0788%。

(3)控制鐵口重疊時間。增加鐵口重疊時間控制在10min左右,保證出鐵穩(wěn)定率。根據(jù)出鐵速度調(diào)整鉆桿直徑大小及鐵口重疊時間,確保及時出凈渣鐵。3-12月出鐵穩(wěn)定率在90.20%左右,平均鐵口重疊時間為12min,出鐵速度達到7.55 tmin,為減少爐況波動創(chuàng)造了條件。

(4)爐缸活性定量化。采用經(jīng)驗公式(1)(2)"對爐缸活性進行定量計算。3-12月B高爐爐缸工作出鐵指數(shù)A、物理熱指數(shù)K的平均值分別為8.89、3.25.爐缸活性維持了較好的趨勢。

2.4 強化設(shè)備管理制度

B高爐開爐后因設(shè)備故障率高,爐況處于波動狀態(tài),經(jīng)過積極調(diào)整應(yīng)對,2023年1月底基本恢復(fù)。

順行狀態(tài)。針對設(shè)備故障頻發(fā),做到提前預(yù)防,主要采取了以下措施:

(1)加大點檢人員培訓(xùn)力度,當故障發(fā)生時,確保能及時、準確處理:

(2)加強各作業(yè)區(qū)設(shè)備巡查力度,建立故障臺賬,及時更換到期設(shè)備;

(3)增加易損件儲存量,保證能及時更換備件，

取得的效果3

2023年3-12月,馬鋼B高爐技術(shù)經(jīng)濟指標得到提升,且整體比較穩(wěn)定(見表3)。2月開始燃料比降低到500kg/t以下,6月開始煤比突破150kg/t.焦炭負荷達到4.60以上。3月開始日產(chǎn)量逐步達到10500t/d,4-12月平均日產(chǎn)量為10557Vd,其中6月、10月的日產(chǎn)量均突破了10700t/d。

4 結(jié)語

(1)馬鋼B高爐穩(wěn)定順行離不開原燃料質(zhì)量管理。穩(wěn)定燒結(jié)礦及焦炭質(zhì)量,保證爐料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,形成原燃料質(zhì)量預(yù)警機制并采取相應(yīng)措施,以降低原燃料質(zhì)量波動對高爐的影響

(2)外部設(shè)備穩(wěn)定運行是高爐提產(chǎn)降耗的基礎(chǔ)。B高爐堅持強化設(shè)備管理制度,為高爐穩(wěn)定順行創(chuàng)造條件。

(3)爐缸熱量充足是高爐順行的基礎(chǔ),尤其是當爐況波動較大時,通過保證爐缸熱量、加強出鐵等措施活躍爐缸,能為爐況快速恢復(fù)創(chuàng)造條件。