唐钢北区3#高炉强化冶炼生产实践

唐钢北区3#高炉强化冶炼生产实践

董国强  客海滨  尤新东 尹海斌 袁雪涛 尹海斌

（炼铁厂）

摘  要： 进入冬季以来，受北方特殊气候影响，炼铁厂在采暖季响应环保响应，烧结机频繁的停机限产，唐钢北区3号高炉被迫吃落地烧结矿；其次，随着市场波动，焦炭质量明显下滑等不利前提下，高炉通过采取一系列措施，以高炉顺行为主，产量与质量稳步上升，燃料消耗大幅下降，强化了冶炼强度。

关键词： 高炉;炉缸活性;强化冶炼;节能降耗

zPractice Of Strengthening Smelting Production

Of 3# BF In Tangshan iron And Steel Group

Dong Guoqing  Ke Haibin  You Xindong  Yin Haibin  Yuan Xuetao

（Ironmaking Plant）

Abstract:  Since  the beginning of winter,the northern special climate has changed greatly,and the ironworks actively respond to the call for environmental protection and production restriction.Under the condition of frequent shutdown and limited production,the NO.3 BF at Tangsteel was forced to use floor sinter.With the fluctuation of the market and the obvious decline of coke quality,a series of measures have been taken in the blast furnace,with the main blast furnace running,the output and quality are steadily rising,the fuel consumption is greatly reduced and the smelting intensity is strengthened.  

Key words:  BF  Crucible Activity  Intensified Smelting  Energy Saving

1 前言

唐钢3号高炉，是原2560m3高炉扩容改造为3200 m3，设计采用碳砖—陶瓷杯复合炉缸炉底结构，炉顶为并罐无钟炉顶，渣处理为轮法水冲渣，热风炉为四座内燃式霍戈文热风炉，采用交叉并联送风制度。炉缸直径12.4m，设有四个铁口，32个风口。炉腹、炉腰、炉身下部6—9段采用镶砖铜冷却壁 ，炉腹以上炉墙采用薄衬结构，采用软水密闭循环冷却系统。炉身角82.29°，炉腹角78.37°。

本体共设18段冷却壁，1-5段为光面铸铁冷却壁，6-9段为铜冷却壁，10-18段为铸铁镶砖冷却壁，6-14段每段沿圆周方向有9个电偶测温点。4段铜冷却壁每段48块，共192块，第6段安装在炉腹上，第7段安装在炉腰，第8、9段安装在炉身下部，铜冷却壁厚度125mm。

2 唐钢3号高炉原燃料条件变化

唐钢炼铁厂响应环保响应措施，自北方进入冬季采暖期以来，烧结机频繁的停机限产，高炉生产被迫吃落地烧结矿，落地烧结矿配入量统计见表1。

表1 落地烧结矿配入量统计表

由于环保响应，北区烧结频繁停机，大量配吃落地烧结矿，3#高炉在烧结矿限产期间高炉配吃落地烧结矿占入炉烧结矿的20%-50%，最高个别时配吃烧结矿的70%。一方面大量配吃落地烧结矿造成高炉透气性恶化，被迫调整料制疏导气流，以调整中心焦比例为主，同时提焦比退矿批改善料柱透气性。另一方面短时间内大幅度的加减落地烧结矿的用量容易引起气流激变，导致热量大幅变化，高炉砖衬、壁体波动较大，气流不稳，上部静压波动频繁，从而影响高炉燃耗和顺行。炉身下部静压高，上部静压不稳，静压稳定后风压陡升，伴有偏滑尺，炉况波动较大，时有减风现象发生。高炉被迫采取压边开中心料制，提焦比、退矿批措施提高高炉适应性。

唐钢3号高炉燃料主要以自产干焦（唐美干）和外购焦（美锦）为主，由表2，表3可以看出，唐美干A逐步升高，热强度逐步降低，外购美锦的A也逐步升高。

表2  唐美干主要成分参数

表3  美锦主要成分参数

焦炭质量的明显下滑，自产干熄焦A、S上升，其反应性及反应后强度也明显变差，影响炉缸的透气性和透液性，从而导致炉缸的工作状态变差。

焦炭CRI和CSR指标的影响。低CRI和高CSR的焦炭有利于高炉冶炼。焦炭的反应性低，开始气化温度高，高炉的间接还原区域扩大，矿石在高炉间接还原区域停留的时间得以延长，有助于发展间接还原。而由于直接还原的降低，焦炭的溶损率下降，反应后强度提高有利于高炉的透气性和渣铁的渗透。生产实践表明，焦炭的热强度对高炉的操作影响较大，燃料比因CSR的降低而升高。

表4 锌负荷统计表

富含锌的高炉除尘灰被回收后，用作烧结原料。众所周知，烧结工艺过程中，脱锌能力几乎为零，这样烧结矿带着锌作为高炉的主要原料进入高炉，从而形成了工艺上的循环富集。锌在高炉循环富集加剧后，容易造成炉身中上部结厚，改变正常的操作炉型，导致高炉不易接受风量，气流不稳，严重影响高炉的产量和质量。锌对焦炭强度有一定的破坏作用，在炉缸容易形成死料堆，影响炉缸活跃程度，造成炉缸堆积。下图为休风后风口取出的渣铁凝结物，该凝结物表面光亮，锌含量相当高。

3 唐钢3号高炉的技术经济指标

在上述原燃料条件：烧结机频繁的停机限产，高炉生产被迫吃落地烧结矿。燃料质量下降，自产干焦灰分和硫分大幅上升，焦炭热强度指标下降。高炉锌负荷的加剧等诸多不利影响下，对高炉炉况造成负面影响显著。出现高炉炉况不顺，边缘气流不稳、中心气流较弱，炉体渣皮稳定性差，炉身静压波动频繁。高炉产能低；高炉煤气利用差，燃料比高；炉缸温度持续走低，炉缸堆积日益严重等。

4 强化措施

4.1上下部制度调整

我们本着“打开中心、稳定边缘，形成宽度适宜的矿焦平台，深度适宜的中心漏斗，保持合适的矿焦层厚度，稳定煤气流，后逐步减少中心焦炭量”的思路进行了上部料制调整。采取了“缩小矿焦角差，减少中心焦”的装料方法，把矿焦同时从炉喉中心外移，开放中心通道，要保证中心气流充沛，既要保证炉喉料面有足的漏斗深度，同时平台要稳定。配合装料制度的变化，在矿、焦批重上的选择上也进行了大幅调整。如下表5、6所示，矿批由68-84t，入炉焦比460-390Kg/t.Fe。经过调整后，高炉炉况发生质的变化，技术经济指标大幅提高，炉况稳定性得到根本改善，冶炼成本大幅降低。

表5料制前调整

表6料制后调整

选择适宜的风口面积，保持适宜的风速和鼓风动能。高炉冶炼实践表明，下步调剂是根本，风口回旋区是煤气流分布的起点，炉缸初始煤气流对二次、三次煤气分布起主导作用。如果下步调剂不对，通过上部调剂是不起作用的。尤其是大型高炉上部装料不带中心焦，要保证足够的风量，从而保证适宜的风速和鼓风动能尤其重要。鼓风动能提高后，炉缸工作状态明显改善，热量充沛稳定。我们对下部风口面积进行了调整S0.4169-S0.4051，高炉以提升风速为核心，吹透中心，活跃炉缸，提高料柱的整体透气性，解决低品位、高渣比、高富氧、高煤比强化冶炼带来的高炉透气性变差的技术难题，增强炉况的顺行程度与抵抗外界变化的能力。牢固树立“顺行是基础，炉缸是核心，风量是生命线”的高炉操作理念。已持续上下部调剂为手段提高煤气利用，降低燃料消耗，在保持较大风量吹透、吹活炉缸；减少中心死料堆的空间体积，进而有利于炉缸活跃和冶炼强度的提高。

4.2 狠抓高炉精料工作

原燃料管理：原燃料质量好与稳定是高炉炼铁生产的保障，是高炉强化冶炼的基础和前提。抓好精料工作除了要密切关注焦炭、烧结矿、球团矿和煤粉的各项化学和物理性能外，还要做好槽下筛分工作，减少烧结矿小粒级入炉。通过采取优化闸门开度、振动筛的振幅以及及时清理筛网等一系列措施来减少原燃料入炉粉末。

适时进行原料质量的控制。随着矿批的扩大，矿层的加厚，高炉透气性变差，势必会影响高炉的稳定顺行。因此要积极改善入炉原料的冶金性能：控制原料烧结矿中MgO含量的基本稳定，从而保证高炉渣中（MgO）含量的稳定。合理控制高碱度烧结矿中间仓料位和高炉仓的料位。根据厂要求，尽可能优化并稳定用料结构：72%烧结矿+16%球团+12%生矿。及时测定烧结矿碱度和配料发生变化状态下的原料冶金性能和碱金属含量以及锌含量变化，做到受控。

4.3 精细管理和精准管理

日常操作管理上，高炉实行精细管理和精准管理，做到四班统一。制定合理的操作参数，对风量、风温、富氧、压差、[si]和[s]范围作出相应的规定，以保证长期的稳定顺行与较高强度的冶炼。为了适应原燃料质量的波动，[si]控制0.45-0.55%，炉渣碱度控制在1.1-1.15，MgO8.5-9.5%，保证铁水质量和渣铁的流动性。同时也有利于炉渣排锌。

倒班作业长按照操作方针执行，强调坚持趋势化管理和标准化作业，发扬勤观察、勤分析、勤计算、勤调剂的“四勤”作风，要对炉温的变化提前预知、提前判断、提前调剂的技能，做到早动、少动，保持热制度的稳定。同时，3炉还建立了一系列行之有效的应急预案，如停水，停电、停风应急预案，炉缸烧穿应急预案以及风量萎缩应对办法等。进行周期性练兵，提高操作人员的快速应急能力，规避炉况较大的风险。为提高高炉操作与管理水平，强化专业管理和发挥倒班作业长的本班组安全生产行政第一责任人的管理职能，量化和发挥绩效考核的激励作用，培养团队精神和发挥团队作战的优势和执行力，实现高炉长期安全高效低耗稳定运行，特制定了班组绩效量化考核管理办法，并逐步完善，取得良好的效果。

4.4加强炉前管理

不断提高炮泥质量。高炉铁口炮泥为高炉提高冶炼强度，保证高炉连续稳定生产提供保证与前提。

随着冶炼强度的提高，炉前能否及时出净渣铁，直接关系到炉况的稳定与顺行。3炉设置4个铁口，正常生产中采用2个铁口对角不间断出铁。工长及时掌握好出铁状况，调节好开铁口时间和出铁时间。加强关键设备的点检、维护工作，严格执行点检定修制。炉前各班加强对炉前设备的点检，特别是泥炮炮头和开口机设备，保证铁口正常工作。控制铁口深度3.m-3.3m，开口间距严格控制在20min以内，力争零间隔出铁。作业区加强了炉前工技能培训，并制定了相应的考核制度，规范操作。

针对铁口喷溅问题，采取了对炉缸和铁口部位进行灌浆措施。改善炮泥质量，并采用泥炮的二次压入技术，有效地消除铁口喷溅。

5 指标完成情况

炉况稳定顺行。炉型保持良好，煤气利用显著提高，由38%-45%，产量上升至7200t/d以上，燃料比大幅下降。

表7  2017年至今高炉参数

6 结语

高炉通过上下部调剂，扭转了频繁吃落地烧结矿及焦炭质量下滑引起炉况波动的局面，提高高炉适应能力，其主要经验概括如下。

（1）针对原燃料变差的情况，适当缩小进风面积，提高鼓风动能，为炉况稳定和提高煤气利用率打下良好的基础。

（2）原燃料变差和风口面积缩小后，高炉摸索合理的布料制度达到均衡煤气流分布，稳定边缘气流。

（3）原燃料条件变差时，疏松中心气流以中心加焦为主要摒弃，中心加焦过多，既浪费宝贵的能源，又使中心气流难以控制。中心加焦过多，中心料柱变大，矿石下降通道越窄，透气性越也差，最终影响炉缸的活跃程度及高炉炉况顺。

（4）基础管理要精细化和精准化，炉内精心操作，杜绝大提大拉，保持渣皮和路况稳定；炉前强化作业标准，保证出铁正点率和铁口合格率。