攀鋼2號高爐第四代爐役釩鈦磁鐵礦強化冶煉實踐

攀鋼 2號高爐第四代爐役釩鈦磁鐵礦強化冶煉實踐 楊 榮 （ 攀 鋼釩煉鐵廠 ） 摘 要： 對攀鋼 2 號高爐第四代爐役 開爐后 的強化冶煉操作實踐進(jìn)行了總結(jié)。通過加強原、燃料和冷卻壁薄爐襯的爐型監(jiān)控管理，不斷優(yōu)化高爐操作制度，采取 高富氧大噴吹、 高風(fēng)溫、大風(fēng)量高壓差操作和加強日常管理 、加強對設(shè)備檢修與維護(hù) 等措施，高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷創(chuàng)新。 關(guān)鍵詞： 高爐 ;強化冶煉 ;操作 制度 ;風(fēng)溫 ;富氧 0 引言 攀鋼 2 號高爐有效容積 1 200 2007 年 10月停爐大修， 高爐 技術(shù)改造后， 第四代爐役 設(shè) 1 個鐵口， 2 個渣口， 18 個風(fēng)口 ， 冷卻壁 采用鑄鐵鑲磚冷卻壁 薄壁爐墻的新型爐體結(jié)構(gòu)，對高爐爐型進(jìn)一步優(yōu)化；維持 雙 鐘 式 爐頂，布料器 采用馬基式旋轉(zhuǎn)布料器；熱風(fēng)爐改 為先進(jìn)的 頂 燃式熱風(fēng)爐， 內(nèi)襯采用優(yōu)質(zhì)耐火材料，采用柵格式陶瓷燃燒器，煙氣余熱回收設(shè)施改造，由原來的分離型改為整體型；三電系統(tǒng)改為當(dāng)前先進(jìn)的技術(shù)與裝備，操作控制選用當(dāng)前先進(jìn)的 統(tǒng)；本次大修改造加強環(huán)保改造投資力度， 對 環(huán)保除塵系統(tǒng)進(jìn)行 了 全面改造。 2 號高爐第四代爐役于 2007 年 12 月投產(chǎn) ， 半年 后，由于 受 設(shè)備故障、原燃料質(zhì)量下降、爐前渣鐵難出等的影響，高爐不易接受風(fēng)量，產(chǎn)量降 低，高爐爐缸 活躍度降低，爐內(nèi)順行變差，高爐生產(chǎn)一度處于被動狀態(tài)， 2008 年 110 月 高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表 1。 為改變這被動生產(chǎn)局面，高爐采取強化冶煉措施，狠抓入爐原料質(zhì)量，實現(xiàn)精料入爐；調(diào)整各段水壓，優(yōu)化各段水溫差，確保合理的操作爐型；調(diào)整風(fēng)口面積、規(guī)范高爐操作，優(yōu)化操作參數(shù)，及時出盡渣鐵，力爭維持全風(fēng)操作，高爐各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷提高，高爐穩(wěn)定運行，指標(biāo)良好， 2009 年1 2 號高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表 2。 1 強化冶煉前提和基礎(chǔ) 加強原燃料管理 ,實現(xiàn)精料入爐 表 1 攀鋼 2 號 高爐 2008 年 110 月 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 時間 利用系數(shù) / t(m3d) 風(fēng)溫 / 焦比 / (kg煤比 / (kg富氧 / (m3綜合冶煉強度 / t( m3d)風(fēng)量 / (m363 493 471 888 191 546 880 842 203 462 290 942 199 474 534 861 207 461 408 885 202 463 520 863 186 475 920 875 178 495 685 813 179 500 500 860 186 467 822 808 20 2010 年第 33 卷第 2 期 表 2 攀鋼 2 號高爐 2009 年 17 月主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 時間 利用系數(shù) / t(m3d) 風(fēng)溫 / 焦比 / (kg煤比 / (kg富氧 / (m3h 綜合冶煉強度 / t(m3d)風(fēng)量 / (m3 191 461 464 857 195 458 608 903 194 454 305 907 207 454 500 955 196 453 224 897 199 444 923 987 202 442 260 025 精料是高爐煉鐵的基礎(chǔ)，特別是大型高爐，對原燃料 的質(zhì)量提出了更高的要求，加強原燃料的管理，包括篩分工作，對保證高爐穩(wěn)定順行尤為重要。 1）提高燒結(jié)礦質(zhì)量 2 號高爐使用的是一期燒結(jié)機(jī)的高堿度釩鈦燒結(jié)礦。通過技術(shù)改造后一期燒結(jié)機(jī)使用的物料搭配穩(wěn)定，混合機(jī)制粒效果好，燒結(jié)機(jī)單位面積風(fēng)量大（ 97 m3/抽煙機(jī)主管負(fù)壓高 (13 000 有利于釩鈦磁鐵礦大風(fēng)量高負(fù)壓厚料層燒結(jié)。一期燒結(jié)正常情況下料層都在 500 上，燒結(jié)過程蓄熱時間長，液相生成及結(jié)晶充分，燒結(jié)礦質(zhì)量明顯提高。 2）穩(wěn)定焦 炭 質(zhì)量，滿足高爐強化冶煉的需要 隨著冶煉強度和噴煤比的提高，焦 炭 作為料柱骨架的作用越來越重要。 2 號高爐配用一期焦碳，由于一期焦?fàn)t的爐型及熱工制度特點，限制了一期焦炭的生產(chǎn)工藝，使一期焦 炭 的理化性能明顯低于二、三期焦炭。在全廠生產(chǎn)平衡的情況下，使用部分二、三期焦炭，大大 地 改善入爐焦炭質(zhì)量。攀鋼一、二、三期焦炭理化性能指標(biāo)見表 3。 3）加強篩網(wǎng)和篩速管理 槽下 110 燒結(jié)篩為雙層棒條篩，上下孔徑都有嚴(yán)格的要求。 為 確保篩分效果，規(guī)定燒結(jié)篩過篩時間在 100 上。焦 炭 2 個槽同時使用，過篩時間控制在 60 上。定期測試焦 炭 和燒結(jié)篩的 過篩效果，并及時調(diào)整。 表 3 攀鋼一、二、三期焦炭主要理化指標(biāo) % 項 目 10 灰分 揮發(fā) 分 水分 S 期焦炭 期焦炭 期焦炭 強冷卻壁薄爐襯 的爐型監(jiān)控，確保合理爐型 磚壁合一薄爐襯的高爐，開爐爐型就接近正常的操作爐型，維持爐況順行并不需要太高 的冷卻壁和磚襯溫度。 開爐 后 經(jīng)過一年的摸索， 2 號 高爐 對爐腹 4 段以上水溫差的變化非常重視，爐腹以上各段水溫差都有適宜的參考值，水溫差在 4 8 ，過低對高爐順行不利，過高爐內(nèi)邊沿氣流過強，爐內(nèi)煤氣利用變差，爐缸溫度難以維持； 爐缸水溫差應(yīng) 小于 ，爐況穩(wěn)定順行。從 強化冶煉 生產(chǎn)實踐可以看出，各段冷卻壁溫度波動小，為高爐強化冶煉提供了較好的爐型基礎(chǔ)。 2 高爐強化冶煉措施 理的高爐操作制度 1）下部 調(diào)劑： 2007 年 12 月 2 號 高爐 開爐 的風(fēng)口組成為 130 2 + 140 16， 風(fēng) 口 面積為 由于設(shè)備故障、原燃料質(zhì)量下降、爐前渣鐵難出等的影響， 爐內(nèi)順行變差， 高爐不易接受風(fēng)量，高爐爐缸活躍度降低， 中心 煤氣流不足，2 號 高爐 采取 逐步縮小風(fēng)口 面積 ，以吹活中心，增加中心氣流，活躍爐缸。 2008 年 6 月 2 號 高 爐的風(fēng)口組成 調(diào)整 為 130 4+ 140 14， 風(fēng) 口面積為 2008 年 8 月 風(fēng)口組合 調(diào)整為 110 2+ 130 7 + 140 9， 風(fēng) 口 面積為 口面積逐漸縮小，鼓風(fēng)動能逐漸增加，爐缸 逐漸 活躍，中心氣流充足，爐況順行，攀 鋼 技 術(shù) 21 下部易接受風(fēng)量。隨著風(fēng)量的提高，為防止中心過吹，又逐漸擴(kuò)大風(fēng)口面積， 2008 年 11 月風(fēng)口組成調(diào)整為 130 6 + 140 12，風(fēng)口面積為 2009 年 3 月風(fēng)口組成調(diào)整為 130 3+ 140 15，風(fēng)口面積為 于及時調(diào)整下部風(fēng)口面積，活躍了爐缸， 及時出盡渣鐵，高爐順行好轉(zhuǎn)，風(fēng)量不斷提高，實 現(xiàn)了高爐強化冶煉。 2）上部調(diào)劑：根據(jù)紅外成像儀對料面的觀察，結(jié)合鑲磚冷卻壁薄爐襯的特點，通過開 爐近一 年的摸索和爐況調(diào)劑， 2 號高爐找到了一套行之有效的上部操作制度。 在目前原、燃料條件下，礦石批重為 21 石批重太小，整個料柱透氣性變好，中心氣流過旺，造成崩料、滑料。在試驗 21.5 t 的大批重時，邊緣氣流阻力增大，中心氣流打不開，易出現(xiàn)大管道，造成爐頂壓力、爐頂溫度等急劇波動，同樣造成崩料、滑料，甚至有懸料的可能，且高爐常壓操作后恢復(fù)困難。 合理的爐料結(jié)構(gòu)：一是礦石中混加焦丁，隨著噴煤量增加，礦焦比增加，料柱透氣性變差，壓差升高。 2 號 高爐將篩下焦回收再篩分出小焦丁，在礦石中每批料混加 400 500 丁，約占礦批的 有效地改善了爐料的透氣性，有利于順行。二是礦石中配加釩鈦球團(tuán)礦，為優(yōu)化高爐爐料結(jié)構(gòu)，提高入爐礦石品位，配加釩鈦球團(tuán)礦的配比從 15% 逐步提高到 28%，爐況表現(xiàn)順行，壓差適宜，產(chǎn)量提高。 裝料制度： 隨著高爐矮胖化趨勢，特別是噴煤比的增加和富氧率的提高，打通中心氣流顯得尤為重要。結(jié)合 鑲磚 冷卻壁的特點，需維持適當(dāng) 冷卻壁 熱面溫度 ， 為形成穩(wěn)定且較薄的渣皮，必須 適當(dāng) 維持一定 邊緣氣流。在生產(chǎn)實踐中，總結(jié)出了比較適合 2 號高爐強化操作的思想，即 “適當(dāng)維持 邊緣 氣流，打開 中心 氣流 ”。 因此，裝料制度由原來的 22改為2 高 富氧 大 噴 吹技術(shù) 富氧既可以強化冶煉，提高冶煉強度， 又 可以提高煤粉燃燒率。理論上富氧每提高 1%，產(chǎn)量可提高 。 2 號 高爐第 四 代爐役開爐 前半年 ,由于爐況 逐漸變差 ,爐況不順 ,強化冶煉受到限制 ,富氧率僅 近 1 年來 ,隨著原燃料 質(zhì)量的提高 ,高爐順行，高爐冶煉不斷強化 ,富氧率達(dá)到 富氧鼓風(fēng)的優(yōu)越性得以充分發(fā)揮，高爐冶煉強度大幅度提高，產(chǎn)量明顯提高，利用系數(shù)不斷攀升。 隨著富氧率的提高，爐腹煤氣量減少，從而降低壓差，改善透氣性有利于高爐接受高煤量；同時富氧率增加， 高爐風(fēng)口回旋區(qū)理論燃燒溫度升高，理論計算富氧 提高 1%理論燃燒溫度上升 3545 ，由此造成風(fēng)口前煤氣體積膨脹，爐缸徑向溫度梯度陡增，將造成爐缸工作不均勻； 增加煤粉噴吹量，風(fēng)口理論燃燒溫度降低， 每 噴 煤 10 kg/t， 降低 20 25 1。因此，為了防止風(fēng)口理論燃燒 溫度過高，引起爐況不順， 2 號 高爐采取新型煤槍，加大煤粉噴吹量，煤比達(dá)到 126 kg/t。高富氧和大噴吹相結(jié)合，控制合理的風(fēng)口理論燃燒溫度，使?fàn)t況順行，促進(jìn)了高爐強化。 使用高風(fēng)溫 高爐生產(chǎn) 實 踐 表明，高爐每提高 100 風(fēng)溫，可降低焦比 12 15 kg/t。 2 號高爐大修后，第四代爐役采用 4 座先進(jìn)的 頂 燃 式熱風(fēng)爐，它利用爐頂空間進(jìn)行燃燒，其結(jié)構(gòu)對稱，溫度 分 布均勻， 保持了較高的風(fēng)溫。高溫區(qū)采用了低蠕變高鋁磚和硅磚，拱頂溫度可達(dá) 1 400 。熱風(fēng)爐設(shè)計最高風(fēng)溫 1 250 ，能穩(wěn)定提供 1 200 的高風(fēng) 溫。 2 號 高爐一方面采用 優(yōu)化燒爐程序， 強化燒爐工作，提高蓄 熱能力；另一方面要求統(tǒng)一操作思路，操作堅持固定風(fēng)溫，爐溫用噴 吹煤量來控制，高風(fēng)溫能提高煤粉的燃燒率，保證爐缸充沛的熱量。 2 號 高爐四代爐役投產(chǎn) 3 個月 后，就將風(fēng)溫提高到 1200 ，高風(fēng)溫的使用不但活躍了爐缸，提高渣鐵物理熱，改 善渣鐵流動性及爐渣脫硫能力、及時出凈渣鐵、保持高爐順行，而且有 利 于高爐節(jié)焦降耗，改善技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 大風(fēng)量高壓差操作 2 號高爐第四代爐役投產(chǎn)以來，由于爐況、設(shè)備、原燃料質(zhì)量等原因，始終不能用完風(fēng)量，保證不了鼓風(fēng)動能和冶煉強 度。 2009 年根據(jù)具體情況，不斷加大 2 號高爐 風(fēng)量，到夏季氣溫高時，采用脫濕鼓風(fēng)等保證風(fēng)量維持在 3 000 3 100 m3/用大風(fēng)量操作后，高爐壓差從 現(xiàn)大風(fēng)量高壓操作后 , 爐況穩(wěn)定，爐頂煤氣中的 高至 降低了入 22 2010 年第 33 卷第 2 期 爐焦比， 高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)不 斷 改善。大風(fēng)量高壓差對2 號 高爐冶煉的作用 如下： 1) 提高了風(fēng)速和鼓風(fēng)動能，有利于活躍爐缸和打通中心氣流， 促 進(jìn)高爐穩(wěn)定順行。 2)風(fēng)量大，煤氣流增加，可以防止?fàn)t墻結(jié)厚。同時風(fēng)量增加爐料下降速度 加快，也可以起到防止?fàn)t墻結(jié)厚的作用。因此，增加風(fēng)量提高壓差，有利于維護(hù)高爐爐型。 3)風(fēng)量增加，產(chǎn)生的 煤 氣量增加，有利于 提高冶煉強度，改善高爐各項經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。 4)風(fēng)量增加，可以吹出較多的原燃料帶入的粉末，改善料柱的透氣性。反過來料柱的透氣性改善，又可以促進(jìn)風(fēng)量的進(jìn)一步增加。 2 號高爐 2009 年1 平均風(fēng)量變化見圖 1。 3 加強日常操作管理 高爐煉鐵日常的操作與管理非常重要 ， 2 號高爐加強日常操作管理，為強化冶煉創(chuàng)造了條件。 1）爐內(nèi)的管理：根據(jù)爐況的發(fā)展，及時 制 定適宜的操作方針，作為高爐的基 本操作思想，將各種參數(shù)進(jìn)行量化管理，明確各種參數(shù)的控制范圍。以高爐順行為基礎(chǔ)，以風(fēng)量為綱，嚴(yán)格管理各種操作制度的執(zhí)行情況，使?fàn)t溫、爐渣堿度等控制在適宜范圍內(nèi)，保證爐況長期順行，穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，強化高爐冶煉。 2）加強爐前管理： 2 t/(后 ,爐前渣鐵能否及時出 盡 成為高爐順行和指標(biāo)創(chuàng)新的關(guān)鍵。經(jīng)過努力，將爐前操作進(jìn)行量化，制定鐵口、渣口工作記錄臺帳，將每次鐵的鐵口深度、使用鉆頭的大小、打泥量、堵鐵口是否正常、 悶炮時間、 出渣鐵量、出鐵時間、每次鐵的爐溫水平以及每次排放上渣量、 上渣是否含鐵多不好放、渣口損壞情況等爐前工作情況作詳細(xì)的記錄，杜絕爐前事故，確保每天 12 次鐵，而且把每次出渣鐵量的均勻 性、渣鐵溝的維護(hù) 納入考核范圍，保證高爐不憋風(fēng)， 能 及時出凈渣鐵，為高爐優(yōu)化指標(biāo)提供有利條件。 3）水系統(tǒng)的管理： 2 號高爐采用工業(yè)水冷卻，為保證良好的冷卻效果，對水質(zhì)、水壓、排水管等都有一定的要求，采取措施，控制好進(jìn)水溫度。 每班密切注意冷卻壁溫度和水溫差的變化，根據(jù)水溫差的變化，適當(dāng)調(diào)整操作制度，確保爐況順行穩(wěn)定。 4 加強設(shè)備檢修與維護(hù) 2 號高爐指標(biāo)不斷 提高 ，與設(shè)備良好運行狀況分不開 。加強對設(shè)備點檢的管理，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患和故障，立即聯(lián)系專業(yè)檢查人員處理，對關(guān)鍵設(shè)備，專人 24 h 值班保產(chǎn)。由于堅持使用高風(fēng)溫，車間規(guī)定班組每小時定期對進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)的高溫部位進(jìn)行測溫并做好臺帳記錄 。由于設(shè)備維護(hù)較好，休風(fēng)時間明顯減少，較低的休風(fēng)率，為高爐強化冶煉提供了有利條件。 5 結(jié)語 攀鋼 2 號高爐第四代爐役經(jīng)過一年的摸索 實踐 后，從精料入手，維持合理的操作爐型