楊建鵬  唐曉東

（陜鋼集團(tuán)龍鋼公司煉鐵廠）

摘要：本文對2015-2019年龍鋼公司煉鐵廠高爐在技術(shù)方面取得的進(jìn)步進(jìn)行分析總結(jié)。通過科學(xué)生產(chǎn)組織、爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化、原燃料質(zhì)量的提升、爐況細(xì)化管理、爐缸安全維護(hù)、先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用等實(shí)踐，高爐實(shí)現(xiàn)長期周期穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)大幅度提升。

關(guān)鍵詞：煉鐵；技術(shù)進(jìn)步；實(shí)踐

1 概述

龍鋼煉鐵廠現(xiàn)有2座1280m³高爐、3座1800m³高爐，年生產(chǎn)鐵水720萬噸。2015-2020年，龍鋼公司煉鐵廠通過外部對標(biāo)學(xué)習(xí)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)、內(nèi)部強(qiáng)化細(xì)化操作管理，在原燃料質(zhì)量提升、爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化、爐況管理、裝備升級、科學(xué)護(hù)爐、新技術(shù)應(yīng)用等取得顯著的成效，為高爐指標(biāo)提升奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，尤其是2019年以來，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)實(shí)現(xiàn)歷史性突破，2020年1-2月焦比平均375kg/tFe，燃料比515kg，利用系數(shù)平均2.81t/m³d，實(shí)現(xiàn)歷史最好水平。

2　煉鐵技術(shù)進(jìn)步和系統(tǒng)升級

2.1科學(xué)系統(tǒng)策劃，實(shí)現(xiàn)高爐大中修快速開爐強(qiáng)化

從2015年至2019年，高爐大中修和三個月以上封爐共計(jì)15次，全部實(shí)現(xiàn)安全順利停開爐，開爐后一周內(nèi)達(dá)產(chǎn)達(dá)效。通過總結(jié)停開爐經(jīng)驗(yàn)，建立起擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的高爐大修技術(shù)制度體系。尤其是2018年4月4#爐，2019年1月3#爐，2019年12月1#爐，大修開爐后均迅速實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)低耗。2019年3#爐全年焦比370kg，實(shí)現(xiàn)龍鋼煉鐵歷史上年度最低焦比。

2.2加大設(shè)備更新?lián)Q代，提升裝備整體水平

多年來，龍鋼煉鐵廠堅(jiān)持提升裝備水平，依靠引進(jìn)和自主創(chuàng)新，先后在燒結(jié)機(jī)和高爐實(shí)施100多項(xiàng)改造和新設(shè)備，促進(jìn)了生產(chǎn)系統(tǒng)的長周期穩(wěn)定。

2.2.1燒結(jié)實(shí)施了漏風(fēng)治理、欄板加高、加水、提高風(fēng)機(jī)頻率等改造，應(yīng)用了大風(fēng)量、環(huán)冷余熱發(fā)電、爐條防糊堵、節(jié)能點(diǎn)火爐、陶瓷耐磨彎管等新設(shè)備、新材料，設(shè)備作業(yè)率整體提高。

2.2.2高爐實(shí)施了爐缸水溫差在線監(jiān)測、爐殼測溫、冷卻能力提升、冷卻水量分段控制；渣鐵溝工藝改造；篩分系統(tǒng)升級；智能噴吹、智能燒爐、換爐、熱風(fēng)爐雙預(yù)熱器、TRT在線除垢等改造；開口機(jī)、泥炮自動搖控技術(shù)；球團(tuán)環(huán)冷、高強(qiáng)度陶瓷、高導(dǎo)熱碳磚應(yīng)用等新設(shè)備、新材料，高爐設(shè)備保障能力和自動化控制水平明顯提升。

2.3依靠科技進(jìn)步促進(jìn)鐵前技術(shù)升級

2.3.1堅(jiān)持技術(shù)引進(jìn)和創(chuàng)新。2015年以來，燒結(jié)應(yīng)用了厚料層燒結(jié)、小球燒結(jié)、低碳低硅燒結(jié)、高低堿度燒結(jié)、塊礦鋪底料、料面加熱技術(shù)；蒸汽預(yù)熱返礦技術(shù)；混合料料溫提升技術(shù)；環(huán)冷余熱利用技術(shù)；混合料制粒技術(shù)；厚料層燒結(jié)等新技術(shù)、新工藝，開展了燒結(jié)終點(diǎn)、廢氣溫度、鋪底厚度、料面加熱等微控攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)了燒結(jié)產(chǎn)能的大幅度提升，成品礦產(chǎn)量由35000噸增加至39000噸，燒結(jié)礦入爐率由68-70%提高至75-76%。

高爐實(shí)現(xiàn)了爐頂均壓煤氣除塵、均壓煤氣回收、引煤氣送風(fēng)技術(shù)；高爐爐頂紅外線、激光料面成像、噴煤成像、爐缸侵蝕模型等監(jiān)測技術(shù)。

　2.3.2　2018年后依托鐵前新建冶金實(shí)現(xiàn)室，實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立檢測燒結(jié)礦、塊礦、球團(tuán)礦冶金性能的夢想?，F(xiàn)在已實(shí)現(xiàn)燒結(jié)礦、球團(tuán)、塊礦、印度粉、超特粉等性能的研究和配料標(biāo)準(zhǔn)。并逐步建立起鐵礦石熱爆指數(shù)、低溫粉化、還原性能、軟熔溫度、溶滴性能、燒結(jié)實(shí)驗(yàn)杯等專業(yè)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)體系，為燒結(jié)、球團(tuán)優(yōu)化配料提供了科學(xué)精準(zhǔn)的技術(shù)支撐。

2.3.3多年來，通過生產(chǎn)實(shí)踐和燒結(jié)機(jī)、高爐大中修經(jīng)驗(yàn)積累，先后煉鐵廠申報(bào)授權(quán)專利16余項(xiàng)，發(fā)表專業(yè)論文200余篇，實(shí)施崗位創(chuàng)新1000余項(xiàng)。2018年《高爐冷卻強(qiáng)度分段控制技術(shù)》獲陜西省冶金科學(xué)技術(shù)二等獎。

2.4運(yùn)用綜合強(qiáng)化及維護(hù)手段，實(shí)現(xiàn)高爐護(hù)爐與穩(wěn)產(chǎn)低耗的有效對接

2.4.1堅(jiān)持高爐高產(chǎn)與護(hù)爐并重、長期護(hù)爐的思想，通過不斷完善護(hù)爐管控制度，規(guī)范操作調(diào)劑，在穩(wěn)產(chǎn)低耗的前提下，先后實(shí)現(xiàn)了5座爐缸側(cè)壁溫度整體下降和基本受控，4座高爐實(shí)現(xiàn)安全護(hù)爐生產(chǎn)至大修，爐役延長8-10個月。

2.4.2利用大修和日常檢修，2座1800高爐全部實(shí)現(xiàn)爐缸冷卻分段控制技術(shù)和冷卻能力提升改造，解決高爐爐身與爐缸冷卻水分配不合理、爐缸冷卻強(qiáng)度不足的隱患。

2.4.3突出重點(diǎn)部位管控。隨著產(chǎn)能的進(jìn)一步釋放，設(shè)備的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，各高爐相繼出現(xiàn)了爐売開裂、爐缸溫度持續(xù)升高等較大安全隱患，先后完善了《高爐爐売開裂安全管控要求》和《高爐爐缸溫度異常安全管控要求》，從作業(yè)環(huán)境、現(xiàn)場作業(yè)、隱患監(jiān)控、隱患整改、崗位標(biāo)準(zhǔn)操作、崗位應(yīng)急操作等六方面落實(shí)管控措施，使隱患有效受控。

2.5以行業(yè)差距為導(dǎo)向，實(shí)施指標(biāo)對標(biāo)

多年來，龍鋼煉鐵高爐指標(biāo)持續(xù)處于行業(yè)中下水平。先后外出對標(biāo)40余次，吸收行業(yè)先進(jìn)理念和經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化高爐操作。

2.5.1縮小風(fēng)口面積。根據(jù)龍鋼80%原燃料外購、品種多、質(zhì)量不穩(wěn)定的現(xiàn)實(shí)條件，逐年采取了縮小送風(fēng)面積、提高風(fēng)速措施，風(fēng)速由200m/s提高至230m/s以上，爐缸中心進(jìn)一步開放，風(fēng)量有所增大，氣流分布更加合理，煤氣利用率在由46.5-46.8%提高至47.1%以上。風(fēng)口面積變化情況：

2.5.2優(yōu)化布料制度：針對多年來高爐爐況穩(wěn)定性差、頻繁波動，氣流穩(wěn)定性差。2018-2019年，在高爐進(jìn)行優(yōu)化布料制度操作嘗試，通過微調(diào)布料角度、礦焦同角、增減布料圈數(shù)、取消或減少中心加焦等措施，爐況穩(wěn)定性提高，高爐產(chǎn)量、質(zhì)量、焦比、燃料比進(jìn)步明顯，實(shí)現(xiàn)了長期穩(wěn)產(chǎn)順行低耗。

2.5.3優(yōu)化噴吹煤結(jié)構(gòu)。2019年在高爐實(shí)施噴吹結(jié)構(gòu)調(diào)整，無煙煤比例由35%提高至80%，混合煤固定C由73.8%提高到79.5%以上，焦炭負(fù)荷顯著提高，由4.0倍以下提高至4.25倍以上，最高提至4.45倍以上。同時煤比提高至150kg以上，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量提升、焦比、燃料比的整體下降。

2.5.4眼睛向內(nèi)，堅(jiān)持強(qiáng)化操作。

（1）堅(jiān)持全風(fēng)溫送風(fēng)。2015-2019年，高爐風(fēng)溫持續(xù)升高，2019平均達(dá)到1185℃以上。

（2）實(shí)施高煤比。針對多年來煤比低、焦比高、成本高的問題，從2019年1月起開展煤比攻關(guān)，煤比由2015年的121kg提到149kg。

（3）富氧量。根據(jù)高爐大噴煤量和噴吹結(jié)構(gòu)調(diào)整，高爐富氧量由2015年的25000m³/h提高至37000m³/h以上，目前達(dá)到39000 m³/h以上，富氧率由2.30%提高至3.1%以上。

（4）低硅冶煉。堅(jiān)持低硅冶煉操作理念，以[Si]控制0.30-0.40%為目標(biāo)，在爐溫穩(wěn)定和硅偏差方面實(shí)現(xiàn)突破，硅平均達(dá)到0.40%以內(nèi)，硅偏差由0.16%降至0.13%。

2.6外圍保供能力進(jìn)一步穩(wěn)提高

通過強(qiáng)化 “一家人共事、一體化管理”理念，外圍保供能力進(jìn)一步提升和穩(wěn)定。

（1）提高耐材質(zhì)量改造主溝澆注工藝，增大鐵溝厚度和深度，溝幫的耐材厚度增加150mm，單溝通鐵量大幅度提高。1800高爐通鐵量已達(dá)到19萬噸，單次澆筑通鐵量提高6萬噸，使用周期由50-55天提高到天65-70天，年減少澆筑次數(shù)2-3次。

（2）適應(yīng)高爐高冶強(qiáng)和產(chǎn)能提升，及時調(diào)整炮泥配方，提高炮泥強(qiáng)度和供應(yīng)量。全年無炮泥質(zhì)量波動引起的高爐爐況波動和外圍事故。

（3）使用低溫高強(qiáng)陶瓷耐磨料延長高爐?；z修周期，由3-5個月延長至8個月以上，同時消除了以前鑄墨石易脫落，易頻繁堵塞沖渣管道，大量冒渣的問題。

（4）沖渣槽使用高強(qiáng)陶瓷預(yù)制塊，從根本上解決了鑄鐵式?jīng)_渣槽破損、倒塌、出渣冒渣問題。

（5）通過冷卻水泵擴(kuò)容和節(jié)能改造，供水能力由4300m³/h提升至4600m³/h以上，進(jìn)水溫度由43℃降至40℃以內(nèi)，水速由1.6-1.8m/s提高至2.0m/s以上，最高達(dá)到2.2m/s以上，高爐冷卻質(zhì)量明顯提高。

（6）合理配料持續(xù)降低有害元素。2015-2019年有害元素負(fù)荷整體呈下降趨勢。

2.7抓原料基礎(chǔ)，為產(chǎn)能、質(zhì)量提升創(chuàng)造條件

（1）堅(jiān)持超前管理，抓配料、抓操作、抓設(shè)備，先后完成球團(tuán)豎爐技術(shù)改造和工藝優(yōu)化，球團(tuán)設(shè)備作業(yè)率達(dá)到98%以上，產(chǎn)量由2015年3800噸提升至5300噸以上，自產(chǎn)球團(tuán)礦比例由11%提高至15%以上，為高爐爐料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定奠定基礎(chǔ)。

（2）通過燒結(jié)機(jī)中修工作，對265和400、450燒結(jié)機(jī)欄板加高改造，料層由750mm和800mm提升至850mm和900mm，實(shí)現(xiàn)超厚料層控制，成品礦率增加3-5%。

（3）初步實(shí)現(xiàn)燒結(jié)原料優(yōu)化，由以前15種以上物料逐步穩(wěn)定在6-8種；通過攻關(guān)和堆料優(yōu)化，原料1、2#系統(tǒng)堆料層數(shù)由240層和300層提升至340層和450層，實(shí)現(xiàn)了燒結(jié)混勻礦質(zhì)量的持續(xù)穩(wěn)定。

（4）通過塊礦篩分系統(tǒng)的改造，塊礦供應(yīng)能力和篩分質(zhì)量提升，實(shí)現(xiàn)了高爐塊礦18-20%的需求。

（5）龍鋼公司焦炭全部為外購，隨著高爐強(qiáng)化和環(huán)保治理限產(chǎn)影響，區(qū)域主流焦炭供應(yīng)不足，已拓展至省內(nèi)、省外，新資源引入多達(dá)14家。為最大限度確保入爐焦炭質(zhì)量的穩(wěn)定，確立大高爐主流焦炭+小高爐非主流焦炭+實(shí)物質(zhì)量微調(diào)節(jié)的焦炭供應(yīng)專題調(diào)節(jié)與反應(yīng)機(jī)制，以入爐焦炭CSR≥60%搭配不同品種，非主流焦炭搭配小料種方式，實(shí)現(xiàn)高爐爐料結(jié)構(gòu)、爐況穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)大跨步提升。

2.8強(qiáng)化內(nèi)部規(guī)程、制度的完善和標(biāo)準(zhǔn)化管理

堅(jiān)持與行業(yè)先進(jìn)對標(biāo)，立足行業(yè)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和發(fā)展方向，強(qiáng)化內(nèi)部規(guī)程、制度的完善和標(biāo)準(zhǔn)化管理。

（1）完善高爐護(hù)爐管控制度，完善了爐缸安全管控體系和爐型管理制度，修訂高爐突發(fā)應(yīng)急方案和日常監(jiān)測管控制度，實(shí)現(xiàn)護(hù)爐高爐無盲區(qū)管控。

（2）修訂完善高爐及輔助單位工藝技術(shù)操作規(guī)程，增加完善送風(fēng)引煤氣操作規(guī)程、爐頂煤氣均壓操作及煤氣回收等規(guī)程。

（3）強(qiáng)化對高爐、燒結(jié)機(jī)、輔助單位工藝制度執(zhí)行、參數(shù)管控、過程控制、日志記錄、項(xiàng)目推進(jìn)等的檢查和糾偏。

（4）結(jié)合環(huán)?，F(xiàn)場治理，修訂完善高爐操作應(yīng)急預(yù)案。

3   結(jié)語

2019-2020年，龍鋼高爐保持了爐況長期穩(wěn)定順行，實(shí)現(xiàn)了指標(biāo)突破，但是原燃料質(zhì)量穩(wěn)定上、在爐況細(xì)化調(diào)劑上，與行業(yè)還有差距。

（1）堅(jiān)持抓原燃料質(zhì)量的提升，以穩(wěn)定爐料結(jié)構(gòu)和降低入爐有害元素負(fù)荷為突破口，為高爐穩(wěn)定順行創(chuàng)造條件。

（2）摸索不同時間、不同原燃料的操作制度，合理優(yōu)化裝料制度，做到上穩(wěn)下活，確保高爐長期穩(wěn)定順行和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)提升。

（3）爐況管理必須適應(yīng)冷卻制度的要求，不能長期用冷卻系統(tǒng)來調(diào)整爐況，同時設(shè)備漏水要及時處理，禁止長時間養(yǎng)護(hù)風(fēng)口套。繼續(xù)完善日常操作管理，提升操作和管理水平。

（4）護(hù)爐高爐必須穩(wěn)定爐況、提高風(fēng)速、合理用氧，提高鐵水鈦含量，控制合理的冶煉強(qiáng)度。定期組織專家或?qū)I(yè)人員對爐缸安全進(jìn)行“體檢”。

參考文獻(xiàn)

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[2]  黃元發(fā) 《高爐煉鐵生產(chǎn)典型案例剖析》，北京：冶金工業(yè)出版社　2019.9

[3]  由文泉《實(shí)用高爐煉鐵技術(shù)》，北京：冶金工業(yè)出版社　2002