余建伍
（寶武集團(tuán)鄂城鋼鐵有限公司）
摘要：高爐是煉鐵廠中最重要的一類設(shè)備，煉鐵廠的操作是否正確、規(guī)范直接關(guān)系著煉鐵廠的生產(chǎn)效率、生產(chǎn)安全以及生產(chǎn)能耗。本文重點(diǎn)針對煉鐵廠高爐操作要點(diǎn)及對策進(jìn)行了詳細(xì)的分析，旨在提高煉鐵廠高爐設(shè)備運(yùn)行的安全性、高效性與穩(wěn)定性。
關(guān)鍵詞：煉鐵廠；高爐設(shè)備；操作
社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷加快，推動了我國的工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程。為了更好的滿足工業(yè)化發(fā)展過程中對于鋼鐵材料的使用需求，煉鐵廠也逐步擴(kuò)大了鋼鐵生產(chǎn)規(guī)模。在鋼鐵生產(chǎn)過程中，高爐煉鐵是最關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，直接關(guān)系著鋼鐵材料的生產(chǎn)性能與質(zhì)量。但是，只有對高爐設(shè)備進(jìn)行科學(xué)、安全、精準(zhǔn)的操作，并做好日常維護(hù)與檢修，才能夠?qū)⒏郀t設(shè)備在煉鐵廠中的運(yùn)行優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。
1 煉鐵廠高爐設(shè)備的操作要點(diǎn)
1.1 有效容積與料線零點(diǎn)
煉鐵廠高爐設(shè)備主要由爐身、爐腹、爐缸、爐喉等部位組成。在對高爐設(shè)備進(jìn)行人工操作的時候，需要將爐喉上部180mm 處的位置作為高爐的料線零點(diǎn)。但是，結(jié)合以往的操作實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)這種操作方式容易出現(xiàn)有效容積持續(xù)降低的問題。而且，如果料線比較深，還可能使操作人員出現(xiàn)不規(guī)范操作、不準(zhǔn)確操作等行為。為了提升高爐設(shè)備操作的規(guī)范性與合理性，需要對高爐設(shè)備的操作行為進(jìn)行重點(diǎn)優(yōu)化。即在對有效容積和料線零點(diǎn)進(jìn)行處理的過程中，將料線零點(diǎn)準(zhǔn)確的控制到爐喉鋼磚的上沿位置。只有將料線零點(diǎn)控制到上沿位置處，才能夠減少高爐有效容積持續(xù)降低的問題，并幫助操作人員掌握高爐設(shè)備的布料規(guī)律，提升高爐設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量。
1.2 有效容積與命名
高爐設(shè)備的有效容積指的是高爐設(shè)備的真實(shí)容積。而命名有效容積，則是指合理降低高爐設(shè)備使用單位，減輕產(chǎn)量壓力。如果高爐設(shè)備的有效容積比較大，但是卻被命名成小溶劑設(shè)備，那么其利用系數(shù)就會提高。這樣操作人員在對設(shè)備利用系數(shù)進(jìn)行判定的過程中，就會錯誤的認(rèn)為設(shè)備處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，甚至對高爐設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)有所忽視。如果冶煉強(qiáng)度與產(chǎn)量水平偏低，必然會影響高爐設(shè)備有效容積應(yīng)用效果的有效發(fā)揮。
1.3 高鈦型鐵渣冶煉技術(shù)
在操作高爐設(shè)備的過程中，針對高鈦型鐵渣的冶煉，需要借助冶煉技術(shù)的選擇與使用，抑制泡沫渣形成、提高高爐渣脫水能力、降低鐵損耗。在具體的高鈦型鐵渣的冶煉過程中，需要注意以下幾方面。首先，對高鈦型鐵渣系和溶化性溫度的選擇予以高度的重視。即結(jié)合現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，準(zhǔn)確判斷高鈦型鐵渣的溶化性溫度和結(jié)晶性。如果氧化鋁和氧化鎂的含量相同，二氧化硅的含量穩(wěn)定性也比較高。如果氧化鈦含量增多，為了提升高爐設(shè)備與冶煉需求的協(xié)調(diào)性，需要加強(qiáng)二氧化硅、二氧化鈦比例的控制，并在此基礎(chǔ)上加強(qiáng)爐渣融化性溫度的控制。其次，提升煤氣流的合理性，確保爐缸處于活躍狀態(tài)。
2 煉鐵廠高爐操作的基本技術(shù)原則
2.1 爐況的判斷與調(diào)整
如果高爐設(shè)備運(yùn)行中，氣流、熱負(fù)荷都相對穩(wěn)定，順行狀態(tài)較好，爐溫也充沛，就說明爐況良好。如果需要對爐況進(jìn)行調(diào)整，可以在保證高爐上部氣流穩(wěn)定的情況下，對風(fēng)量進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，一定不能過度追求高峰量。另外，在對9～14 上段氣流變化進(jìn)行分析的過程中，需要對靜壓波動變化進(jìn)行深入的分析。當(dāng)靜壓波動較大的時候，需要適當(dāng)?shù)恼{(diào)整鍋爐內(nèi)部的氣流大小。如果氣流穩(wěn)定性較差，則需要對壓差進(jìn)行分析，并采取相應(yīng)的規(guī)范化調(diào)整措施。
在對爐況發(fā)展趨勢進(jìn)行分析的過程中，可以采用計(jì)算儀表指示的方法。尤其是熱風(fēng)壓力、風(fēng)量、爐頂壓力、溫度、 CO2 分布曲線、透氣性指數(shù)等指標(biāo)，都可以幫助操作人員分析爐況。例如，對CO2 分布曲線的變化進(jìn)行分析，就可以幫助操作人員了解煤氣量在半徑方向上的分布比例，并對高爐設(shè)備的送風(fēng)制度與裝料制度進(jìn)行確定。CO2 分布量比較高的區(qū)域，正是高爐設(shè)備中煤氣量比較高的區(qū)域。
在對爐況進(jìn)行調(diào)節(jié)的過程中，需要對氣流調(diào)節(jié)予以高度的重視。首先，在調(diào)節(jié)氣流過程中，需要將風(fēng)量的恢復(fù)作為重點(diǎn)。先對焦炭負(fù)荷條件進(jìn)行分析，然后在“噴煤量充分”的原則的指導(dǎo)下，對堵風(fēng)口進(jìn)行調(diào)整，以免出現(xiàn)下部氣流分布過于彌散，影響爐況恢復(fù)的情況。其次，在“確保中心氣流并穩(wěn)定邊緣氣流”的原則下，提升氣流中心的穩(wěn)定性，防止出現(xiàn)氣流過強(qiáng)的現(xiàn)象。最后，在“上下部結(jié)合”的原則下，對氣流進(jìn)行調(diào)整，保證爐溫的穩(wěn)定性與充足性。這樣不僅可以減少各類高爐運(yùn)行故障的發(fā)生幾率，也可以保證爐況的有效恢復(fù)。
2.2 爐溫的保持與爐涼的處理
在對爐況進(jìn)行處理的過程中，必須要確保爐溫始終處于0.5～0.7 水平上，鐵水溫度始終不低于1500℃。只有保持爐溫的穩(wěn)定性與充足性，才能夠確保高爐操作中各種意外狀況的有效應(yīng)對。首先，對爐況的恢復(fù)情況有一個合理的把握，并重點(diǎn)分析高爐設(shè)備中煤氣利用率波動不穩(wěn)定等問題，加強(qiáng)爐溫?zé)崃克降陌盐?。在這一過程中，需要在短時間內(nèi)將穩(wěn)定、合適的爐溫綜合焦比基準(zhǔn)確定下來，再對爐溫進(jìn)行嚴(yán)格的控制。如果要對高爐設(shè)備進(jìn)行降溫處理，一般采用階梯式降溫措施，目的是防止集中撤熱量等問題的出現(xiàn)。其次，在實(shí)際的高爐操作中，還需要對高爐設(shè)備單位時間內(nèi)的熱收入水平進(jìn)行分析。風(fēng)口帶的碳素燃燒與鼓風(fēng)帶入物理熱，是最主要的高爐熱收入來源。需要注意的是，高爐設(shè)備運(yùn)行過程中，需要將大量的過剩焦炭作為料柱骨架。也就是說，高爐設(shè)備內(nèi)部存在的碳素，一直處于過剩狀態(tài)。而高爐設(shè)備運(yùn)行過程中，單位時間內(nèi)燃燒的碳素越多，熱收入就越大，相應(yīng)的風(fēng)量與富氧量就越少。只有保證碳素燃燒的穩(wěn)定性，保證高爐熱收入的穩(wěn)定性，才能夠使高爐設(shè)備的爐溫長時間處于穩(wěn)定狀態(tài)。由于風(fēng)口帶的碳素燃燒與鼓風(fēng)帶入物理熱，是最主要的高爐熱收入來源，所以只需要對料速進(jìn)行控制，即在保證風(fēng)、含氧量以及風(fēng)溫條件相同的情況下，對料速進(jìn)行控制，就可以達(dá)到爐溫調(diào)節(jié)的目的。即加快料速，就可以使高爐設(shè)備的爐溫降低；減慢料速，就可以使高爐設(shè)備的爐溫提高。
針對爐涼問題的處理，需要盡可能的防止出現(xiàn)高爐大量集中撤熱量等現(xiàn)象，以免高爐設(shè)備過涼，而無法發(fā)揮出其應(yīng)有的生產(chǎn)能力。在對爐涼問題進(jìn)行處理的過程中，需要對風(fēng)口進(jìn)行重點(diǎn)觀察，在風(fēng)口出現(xiàn)涌渣的第一時間，減輕負(fù)荷、增加凈焦、提高風(fēng)溫，或者直接采取減風(fēng)措施，加強(qiáng)料速的控制，確保高爐設(shè)備能夠維持在順行狀態(tài)。只有這樣，才能夠避免懸料等問題的出現(xiàn)，減少熱損失。另外，還需要在第一時間將冷渣鐵排出來，對高爐設(shè)備的爐溫進(jìn)行提高，然后再采取加風(fēng)恢復(fù)措施。
在加風(fēng)之前需要先對加風(fēng)條件進(jìn)行確認(rèn)，并選擇一個恰當(dāng)?shù)臅r機(jī)對風(fēng)氣流不穩(wěn)定的問題進(jìn)行調(diào)整。例如，如果高爐設(shè)備處于快速升溫階段，則需要對風(fēng)壓差變化予以重點(diǎn)關(guān)注，如果風(fēng)壓差比較大，則需要對入風(fēng)量進(jìn)行控制。但是，在對高爐設(shè)備的爐溫進(jìn)行調(diào)節(jié)的過程中，一定要對噴煤量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，以免高爐設(shè)備在短時間內(nèi)升溫過快，影響高爐設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性。另外，還要對凈焦加入量進(jìn)行提前計(jì)算，在爐溫升高過程中分多次加焦，以免爐溫升高速度過快，影響其生產(chǎn)能力的發(fā)揮。
2.3 懸料的控制與礦批、料線的調(diào)整
在高爐設(shè)備運(yùn)行過程中，如果原料的燃燒質(zhì)量明顯降低，說明高爐設(shè)備的透氣性出現(xiàn)了問題。此時，操作人員必須要根據(jù)壓差，對高爐設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，提高高爐設(shè)備的透氣性，以免出現(xiàn)懸料問題。首先，懸料問題的出現(xiàn)，通常與高爐設(shè)備潤滑頻率過高有關(guān)。操作人員需要根據(jù)實(shí)際情況為高爐設(shè)備補(bǔ)充充足的熱量和風(fēng)量。如果高爐設(shè)備出現(xiàn)爐涼問題，則需要在第一時間增加凈焦。其次，懸料問題的出現(xiàn)，還可能與高爐設(shè)備爐缸凍結(jié)有關(guān)，所以操作人員需要對高爐設(shè)備運(yùn)行過程中的風(fēng)壓升高趨勢進(jìn)行分析，如果下料速度較慢，甚至出現(xiàn)滯澀情況，則需要對風(fēng)量進(jìn)行重點(diǎn)控制。如果高爐設(shè)備的爐溫比較高，則需要及時采取撤溫措施。最后，在對懸料問題進(jìn)行控制的過程中，必須要重點(diǎn)加強(qiáng)氣流與壓差穩(wěn)定性的控制，提升下料過程的順暢性。如果高爐設(shè)備的爐溫比較充足，可以根據(jù)實(shí)際情況增加風(fēng)量。
針對礦批的調(diào)整，需要確保其與高爐爐腹煤氣量的匹配度。如果礦批比較大，需要先對高爐設(shè)備的中心氣流進(jìn)行確認(rèn)，在氣流充足且相對穩(wěn)定的情況下，對壓差進(jìn)行合理的控制。如果礦批重負(fù)荷問題比較明顯，則需要保持焦批與礦批擴(kuò)大的同步性。在對高爐設(shè)備的風(fēng)量進(jìn)行增加的時候，如果高爐設(shè)備的中心氣流偏弱，則需要對礦批進(jìn)行擴(kuò)大處理，以此來達(dá)到抑制高爐中心氣流的目的。
針對料線的調(diào)整，可以采用氣流分布調(diào)整方法。在這一過程中，需要注意以下幾方面。首先，加強(qiáng)料線長度的控制，使其始終處于1.3m～1.5m 范圍以內(nèi)。其次，借助探尺錘中心撞擊料線，并對料線角差值進(jìn)行測量和計(jì)算，并根據(jù)實(shí)際情況加強(qiáng)總角差的控制。最后，在對料線進(jìn)行調(diào)整的過程中，需要對提料線進(jìn)行嚴(yán)格的控制，使其始終小于0.1m。
3 煉鐵廠高爐的日常維護(hù)與檢修
3.1 做好高爐的修復(fù)與回收利用
站在冶煉廠角度考慮，在日常生產(chǎn)過程中，對高爐設(shè)備進(jìn)行常規(guī)性的維護(hù)和檢修，可以從整體上提高高爐設(shè)備的運(yùn)行性能。首先，針對某些不具有維修意義的高爐設(shè)備，要采取及時的更換措施。或者對高爐設(shè)備中瀕臨報廢的零部件進(jìn)行拆除更換。在拆除零部件的過程中，如果發(fā)現(xiàn)零部件還有繼續(xù)使用的價值，可以將其保留下來，應(yīng)用到后期的維修作業(yè)中。其次，針對高爐設(shè)備中的關(guān)鍵部位，要嚴(yán)格按照相關(guān)圖紙，進(jìn)行針對性維修與養(yǎng)護(hù)方案的制定，持續(xù)提高高爐設(shè)備的運(yùn)行性能。最后，做好高爐設(shè)備維修與養(yǎng)護(hù)的記錄，通過高爐設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況和檢測結(jié)果的如實(shí)記錄，為后續(xù)高爐設(shè)備的操作與養(yǎng)護(hù)提供支持。
3.2 對高爐的全流程維護(hù)管理予以重視
要想提高煉鐵廠高爐設(shè)備的運(yùn)行效率與運(yùn)行質(zhì)量，還需要對高爐設(shè)備的全流程維護(hù)管理予以重視。
（1）事前管理。只有對高爐設(shè)備的日常維護(hù)與管理予以高度的重視，并提前采取故障預(yù)防措施，才能夠提升高爐設(shè)備的運(yùn)行效率與運(yùn)行質(zhì)量。制定完善的定期檢修計(jì)劃，明確高爐設(shè)備的維修要求，然后對高爐設(shè)備進(jìn)行定期的預(yù)防維修。同時，構(gòu)建高爐設(shè)備運(yùn)行手冊，根據(jù)高爐設(shè)備的使用時間和運(yùn)行狀態(tài)，評估高爐設(shè)備的使用壽命。因?yàn)?，在設(shè)備的正常壽命周期內(nèi)，出現(xiàn)重大故障的幾率非常低。而當(dāng)設(shè)備瀕臨報廢的時候，出現(xiàn)運(yùn)行故障的幾率也會大幅度提高。對高爐設(shè)備的剩余壽命進(jìn)行預(yù)測，并采取針對性的預(yù)防維修措施，提前做好某些零部件或者新設(shè)備的儲備，可以在合適的時機(jī)進(jìn)行以新?lián)Q舊，用新的零部件或者設(shè)備，保證鋼鐵冶煉過程的順利性與穩(wěn)定性。
（2）事中管理。針對高爐設(shè)備運(yùn)行過程中的維護(hù)，需要高度重視高爐設(shè)備的多角度檢查與管理。冶煉廠需要構(gòu)建全流程管理體系，通過冶煉廠各生產(chǎn)車間、生產(chǎn)班組以及管理部門之間的協(xié)調(diào)與配合，及時發(fā)現(xiàn)高爐設(shè)備運(yùn)行中的故障隱患，并采取針對性的應(yīng)對措施。
（3）事后管理。即在發(fā)現(xiàn)高爐設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障之后，需要在第一時間查找故障原因，并采取針對性的故障檢修措施。同時，還要制定出完善的高爐設(shè)備應(yīng)急處理預(yù)案，對檢修人員進(jìn)行系統(tǒng)而專業(yè)的培訓(xùn)，提高檢修人員的故障處理水平。
3.3 加強(qiáng)軸承、軸瓦的清潔
在高爐設(shè)備的運(yùn)行過程中，軸承或軸瓦是最關(guān)鍵的支撐與傳動配件。但是，軸承或軸瓦受損的幾率也非常高。只有做好軸承或軸瓦的清潔、更換與點(diǎn)檢，才能夠保證高爐設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。一般情況下，導(dǎo)致軸承或軸瓦受損的原因，主要與零部件自身性能、潤滑、機(jī)械振動以及超負(fù)荷運(yùn)行等有關(guān)。70%的軸承或軸瓦受損，都與潤滑不足有關(guān)。首先，潤滑油量較少，軸承或軸瓦在轉(zhuǎn)動過程中，就容易因?yàn)槟Σ吝^度而受損。其次，如果潤滑油品選擇不合理，或者在選擇潤滑油的時候，沒有對軸承或軸瓦的轉(zhuǎn)速、環(huán)境溫度、承載負(fù)荷、運(yùn)轉(zhuǎn)部位、運(yùn)轉(zhuǎn)形式等因素予以重點(diǎn)考慮，那么軸承或軸瓦也會因?yàn)闈櫥Ч焕硐攵艿綋p傷。最后，如果潤滑油內(nèi)含有雜質(zhì)，也會使軸承或軸瓦遭受剛性磨損。例如，檢修人員在對軸承或軸瓦進(jìn)行潤滑處理的過程中，沒有做好細(xì)節(jié)方面的控制，只是一味地加入潤滑油，而沒有對潤滑油的衛(wèi)生情況予以關(guān)注，致使?jié)櫥屠锘烊腚s質(zhì)，那么必然會對油膜產(chǎn)生破壞，使軸承或軸瓦遭受損傷。
為了加強(qiáng)高爐設(shè)備的維修管理，不僅要摒棄涂抹機(jī)油的方式，避免雜物或灰塵等硬性顆粒進(jìn)入軸承或軸瓦內(nèi)部；還要在更換維修處理過程中，利用專用清洗劑、煤油、柴油、汽油等清洗劑進(jìn)行清洗，利用專用的衛(wèi)生器具進(jìn)行加油。另外，在完成安裝之后，還可以利用加油槍、油杯或者加油機(jī)等進(jìn)行潤滑油的添加。只有這樣，才能夠改善高爐設(shè)備的衛(wèi)生情況，為高爐設(shè)備的穩(wěn)定高效運(yùn)行提供保證。
3.4 提升高爐設(shè)備檢修的信息化水平
首先，在信息技術(shù)不斷普及與升級的今天，如果煉鐵廠高爐設(shè)備的檢修管理依然采用傳統(tǒng)的人工管理模式，不僅無法避免人為操作失誤問題，還有可能影響某些細(xì)節(jié)性故障隱患的發(fā)現(xiàn)與判斷。一旦某些細(xì)節(jié)性故障隱患沒有在第一時間得到處理與控制，將有可能在未來的某一時刻內(nèi)降低高爐設(shè)備的使用效率與使用安全，甚至對整個鋼鐵冶煉過程產(chǎn)生影響。而且，檢修人員的精力是有限的，很難對高爐設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控與管理。只有引入信息化技術(shù)，提高高爐設(shè)備的自動化控制水平，才能夠盡可能的降低人工操作對設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量的影響。
其次，將信息化技術(shù)應(yīng)用到煉鐵廠高爐設(shè)備的檢修工作當(dāng)中，可以實(shí)現(xiàn)高爐設(shè)備的遠(yuǎn)程維護(hù)與控制。檢修人員只需要登錄遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)，對遠(yuǎn)程診斷維護(hù)中心進(jìn)行操作，就可以在高爐設(shè)備的運(yùn)行過程中，對其進(jìn)行全過程的監(jiān)督與管控。這樣即便是高爐設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障，遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)也會直接向檢修人員發(fā)出故障警報，讓檢修人員準(zhǔn)確了解故障的位置與原因，并給出具體的故障處理建議，引導(dǎo)檢修人員在短時間內(nèi)完成故障的處理與解決，保證高爐設(shè)備運(yùn)行性能的快速恢復(fù)。
4 結(jié)語
綜上所述，加強(qiáng)煉鐵廠高爐設(shè)備操作要點(diǎn)的掌握，可以有效提高高爐設(shè)備的生產(chǎn)效率、降低高爐設(shè)備的能耗、保證鋼鐵冶煉過程的安全性、穩(wěn)定性與高效性。在對高爐設(shè)備進(jìn)行操作的過程中，需要對有效容積與料線零點(diǎn)、有效容積與命名、高鈦型鐵渣冶煉技術(shù)的應(yīng)用技巧等予以高度的關(guān)注，并在高爐設(shè)備的運(yùn)行過程中做好爐況的判斷與調(diào)整、爐溫的保持與爐涼的處理、懸料的控制與礦批、料線的調(diào)整。另外，為了充分發(fā)揮高爐的性能和優(yōu)勢，促進(jìn)煉鐵廠的穩(wěn)定發(fā)展，還需要做好高爐的修復(fù)與回收利用，做好高爐的全流程維護(hù)管理，加強(qiáng)軸承或軸瓦的清潔，提升高爐設(shè)備檢修的信息化水平。