宣鋼2號高爐調整操作增產降耗實踐

裴生謙 李 洋

宣鋼2號高爐有效容積為2500m3，于2010年9月18日點火投產，采用大型高爐先進的工藝技術及裝備主要有：爐缸石墨炭磚+陶瓷杯復合爐襯、爐腹至爐身下部四段銅冷卻壁、聯合軟水密閉循環冷卻、PW型并罐無料鐘爐頂、“嘉恒法”爐渣處理系統、高爐煤氣干法除塵、高溫內燃式熱風爐等。由于開爐方案制定科學合理，準備工作周密細致，開爐后第5天，高爐利用系數達到2.002t/m3.d，實現了達產目標。

1.高爐達產后的生產概況

2號高爐于2010年9月18日9：58點火開爐，22日實現達產。24日-27日連續出現送風系統設備故障，導致高爐3次長時間休風，造成爐缸堆積，雖然在12月份高爐風量水平恢復到4600-4700m3/min的正常水平，但在中心注焦量較大的情況下煤氣利用率低，入爐焦比、綜合焦比等燃耗指標差，并長時間處于虧產狀態。2號高爐達產后主要生產技術指標見表1。

從2010年9月到2011年8月，在近一年的時間里，高爐一直處于不穩定狀態，風量在4000m3/min-4700m3/min之間波動，爐缸不活躍。為了維持一定的風量確保中心氣流，高爐采取了中心注焦的布料模式，注焦量在4-5圈。通過休風觀察，中心注焦形成了一環焦炭擋墻，阻擋了礦石向中心滾動，中心無礦區擴大，中心氣流很強，但造成煤氣利用率低，頂溫高，爐頂打水量經常在20t/h左右，對爐頂設備安全、爐況穩定、指標改善影響很大。因此高爐要實現高產、低耗，必須改變現有操作制度，特別是上部裝料制度，以便提高煤氣利用率，降低燃耗。

2.高爐操作制度調整

2.1 第一階段（9月中上旬）

此階段主要通過休風堵風口，減礦批輕負荷，配加錳礦、螢石洗爐劑等措施處理爐缸堆積，同時還采取了集中加焦熱酸洗的方法，但風量持續萎縮。9月中旬逐步增加中心注焦量，以提高風量，效果同樣不理想，爐頂打水量大，煤氣利用率低，入爐焦比、綜合焦比高。9月16日，將主要操作制度調到月初時的水平。第一階段高爐主要操作制度參數見表2。

2.2 第二階段（9月下旬至11月上旬）

此階段多次調整布料矩陣，但效果不理想。9月19日-21日，將中心注焦由5圈減至3圈，隨著注焦量的減少，頂溫由200℃-250℃降低到150℃-200℃，爐頂打水量大幅減少，煤氣中CO2含量由13%-14%提高到15%-16%。但此時通過爐頂攝像發現布料溜槽襯板掉落并卡在溜槽中間，嚴重破壞了布料規律，導致氣流分布紊亂，滑尺崩料頻繁出現，風量萎縮。為防止事故擴大，24日休風5小時更換了布料溜槽，送風后將中心注焦角度由13°變為20°，并將礦環位由5環減至4環，維持一定的中心氣流。由于爐內原有爐料分布較亂，氣流不穩定，爐況恢復困難，直到27日爐況才趨于穩定，但風量僅在3500 m3/min左右低水平下徘徊。為盡快提高風量，28日又將中心焦由20°(3圈)調回13°(3圈)。10月中上旬風量在4200 m3/min-4500m3/min，但頂溫高，煤氣利用率低，燃耗高。鑒于制度調整效果不理想，10月18日高爐休風堵4個風口以適當提高風速和鼓風動能，活躍爐缸。當風量恢復到4300m3/min時，風速達到230kpa，鼓風動能由堵風口前的8000kg.m/s左右提高到10000kg.m/s，料柱透氣性也明顯提高。隨著陸續捅開所堵風口，到11月上旬，在堵一個風口情況下，風量達到4400 m3/min -4500m3/min，礦批擴到55t，頂溫得到控制，打水量由之前的15t-20t/h降到5t-10t/h，但爐況仍不穩定，風量波動較大，入爐焦比430kg/t，仍然持高不下。第二階段高爐主要操作制度調整見表3。

表1 2號高爐開爐達產后主要生產技術指標

2.3 第三階段（11月中下旬）

2.3.1 調整布料矩陣。之前取消中心注焦后導致風量大幅萎縮，分析原因主要是邊緣氣流疏導不夠，在邊緣氣流不通暢的情況下，中心氣流受到抑制后導致風量降低，因此11月中旬再次將中心焦13°環位揚至20°時，將最外環礦角取消，為氣流提供適當通路。此次調整取得了良好效果，在中心氣流得到控制后邊緣氣流明顯趨于活躍，爐體各部溫度呈升高趨勢。經過兩天的氣流轉換適應后，爐況穩定性明顯增強，風量水平提高到4600m3/min以上。

2.3.2 提高煤氣利用率，降低燃耗，提高產量。針對宣鋼原燃料特點，制定了新的工藝操作思路，改變了過去一味追求大風量的操作理念，提出了控制適當風量，通過提高煤氣利用率降低燃耗來提高產量的操作方針。11月中旬風量水平穩定在4700m3/min，逐步擴大礦批，到下旬礦批擴到63t，焦比降到380kg/t。隨著礦批擴大，焦比降低，煤氣利用率明顯提高，煤氣中CO2含量由16%-17%提高到19%-19.5%，頂溫比之前進一步降低，完全避免了爐頂打水。煤氣利用率的提高反過來又進一步促進了燃耗的降低，綜合焦比在11月底降到了490kg/t，日產水平由月初的4700t/d提高到5800t/d。

2.3.3 合理控制操作參數，爐況實現穩定順行。大高爐要實現長期穩定順行，除了原燃料條件基本保證外，控制合適的操作參數和選擇合理的操作制度也非常重要。以往宣鋼高爐習慣采用縮小風口面積，提高風量、提高風速及鼓風動能的操作制度，希望盡可能吹透爐缸中心，保證爐缸活躍。但從幾次爐況調整的實踐看，追求過高的鼓風動能反而適得其反，中心氣流過強，煤氣利用率降低導致燃耗升高，同時爐缸邊緣氣流不足，環帶不易活躍，爐身中下部渣皮容易結厚，特別是在出現非正常減風、休風后爐缸容易堆積，爐況恢復困難。宣鋼高爐入爐品位在57%-57.5%，鈦負荷在9kg-10kg/t，鋅負荷在400g-500g/t，原料條件不好，爐缸活躍難度大，因此還需要保持一定的風速和鼓風動能，結合以上兩方面，將標準風速控制在230m-240m/s，最高不超過245 m/s，鼓風動能控制在11000 kg.m/s -13000kg.m/s，風口前理論燃燒溫度控制在2150℃-2250℃。

表2 第一階段2號高爐主要操作制度參數

表3 第二階段2號高爐主要操作制度參數

表4 第三階段2號高爐主要操作制度參數

表5 2號高爐調整制度前后主要生產技術指標對比

通過調整布料矩陣和合理控制操作參數，2號高爐爐況恢復到了正常水平，燃耗大幅降低，產量明顯提高。第三階段主要操作制度調整見表4，制度調整前后主要生產技術指標見表5。

3.結語

（1）此次爐況調整成功的重點是將中心注焦的布料模式變成平臺加漏斗的布料模式，同時取消了最外環礦角，疏導了邊緣氣流，確保了煤氣流的通暢，改善了料柱透氣性，提高了煤氣利用率，取得了良好效果。

（2）改變原有通過大風量、高風速、高鼓風動能、維持爐況穩定獲得高產的操作觀念，轉變為控制適當風速、適當鼓風動能、控制合理的操作參數來保證煤氣合理分布，實現爐況穩定順行。通過提高煤氣利用率，降低燃耗，提高產量。

（3）目前，2號高爐從技術經濟指標改善方面還有很大潛力，需要在操作制度上進一步完善，最終煤氣中C O2要達到2 0%以上，入爐焦比要降到360kg/t以下