首钢通钢3号高炉活跃炉缸提高产能生产实践

　　摘要：本文主要对首钢通钢3号高炉活跃炉缸、提高产能的生产实践进行了总结。2019年9月份受限供氧及球团品位下降影响致使高炉产能偏低。10-11月份受锌负荷升高影响致使炉内压差升高，风量降低，导致鼓风动能和实际风速偏低，使得高炉炉缸活跃度下降，最终导致高炉炉况出现波动，高炉产能以及各项经济指标变差。通过采取提高原燃料质量、优化高炉操作制度、退负荷等一系列措施，3号高炉的鼓风动能达到100kj/s以上，风速达到250m/s以上，高炉炉底温度回升，炉缸工作状态明显好转，高炉产能提高，高炉利用系数达到2.0以上。

　　关键词：大型高炉 炉缸 产能 实践
 

　　1、概述

　　通钢3号高炉于2014年7月12日开炉，高炉有效容积2680m3,设计产能220万吨/年。2019年2月28日停炉进行中修，中修历时43天结束，4月13日9:56分送风点火开炉。重新投产以后炉况一直不是很稳定，5月份高炉受焦炭质量下滑影响炉况失常一次;6月份恢复调整炉况;7、8月份超产。进入9月份以后又受到限氧及球团品位下降影响致使高炉产能偏低;10-11月份由于原燃料质量差，原燃料中锌含量偏高，致使高炉中锌负荷升高，长时间锌在高炉中富集使得炉内压差升高，风量萎缩，致使鼓风动能和实际风速降低。受此影响，高炉炉缸活跃度下降，中心气流偏弱，长期送风压力偏高，压差高，风量难上。如此往复使得炉缸工作状态进一步恶化。炉缸是高炉生产的“发动机”，是高炉顺行的基础①。2019年9月下旬开始，采取一系列措施来活跃炉缸，提高风量提高产能。
 

　　2、炉缸工作状态恶化的表现与原因分析

　　2.1 具体表现

　　1)炉底炉芯温度。炉底炉芯温度是炉缸工作状态好坏的一个重要监控参数，炉芯温度大幅度下降并且持续时间较长，这就代表炉缸工作状态在变差，炉缸不活跃。从2019年8月份开始炉底炉芯温度出现下降，开始下降温度较缓慢，到了10月份中下旬下降幅度加剧了，从最高的593℃，下降到494℃。炉底炉芯温度下降幅度增大，持续时间较长，这就说明炉缸工作状态正在变差。

　　2)炉内压量关系和炉况接受风量情况。由于炉缸工作状态变差，高炉炉内主要表现在高炉接受风量能力变差，风量逐步萎缩，风压平稳度变差，时常出现尖峰，料尺时有塌尺现象，透气性指数降低，炉内压量关系紧张，高炉操作难度加大。受此影响高炉产量开始逐步降低。

　　3)炉前出铁情况。由于炉缸工作状态变差，导致炉前出铁状态变差，炉前铁口维护比以前困难，两个出铁场出铁时间不均，出铁次数增加，两个出铁场的铁水成分偏差大。

　　2.2 导致炉缸状态变差的原因分析

　　2019年9月份以后通钢受外界的种种市场原因等影响，原燃料的供应出现偏差，被迫购进了一批锌含量较高的原料，另外板石球团矿的球团品位大幅度下降，焦炭质量出现滑坡等。受原燃料质量的制约，入炉的原燃料粉末增多，烧结矿和焦炭的强度等降低，导致高炉的透气性指数降低，使得高炉压量关系紧张，致使炉缸工作状态变差。
 

　　3、活跃炉缸提高产能的生产实践

　　3.1 提高原燃料质量

　　原料指高炉炼铁所用的铁矿石，包括烧结矿、球团矿和天然块矿。通钢3号高炉入炉的原料结构为：通钢炼铁事业部烧结厂1号烧结机烧结矿+球团矿(板石球团)。烧结矿在入炉矿石中所占的比例高达80%左右，因此提高烧结矿质量对高炉顺行活跃炉缸、提高产能尤为重要，另外提高板石球品位也很重要。烧结矿通过调整配比和烧结速度，适当提高料层厚度，适宜的混合料水分，尽量通过一混二混使得料混匀，控制好点火温度和终点温度，以此来提高烧结矿的转股指数，降低烧结矿的入炉粉末。另外确保球团矿品位稳定。

　　燃料指高炉炼铁所用的焦炭，煤粉。通钢3号高炉入炉的燃料结构为：通钢焦化厂自产焦炭(干熄焦50%+水熄焦50%)。焦炭是高炉料柱的骨架②。另外焦炭提供高炉冶炼过程中的大部分热量，同时还是还原剂。通过调整焦炭的配煤种类，降低结焦速度，延长结焦时间，降低焦炭的反应性指数，提高焦炭的反应后强度，使得焦炭的质量得以提高。焦炭的部分冶金性能指标见表1。

　　3.2 优化高炉操作制度

　　1)热制度：俗话说“炉温是高炉的生命线”，因此在冶炼过程中控制好炉温至关重要。稳定的炉温是高炉稳定顺行的基本条件，也是活跃炉缸的必要条件。在平时炉况正常的情况下3号高炉的炉温(铁水含硅量)控制在0.35%-0.45%水平，铁水物理热在1480℃以上，严格杜绝低炉温操作。在2019年10月份以后为了活跃炉缸，高炉作业区提出把炉温(铁水含硅量)控制在0.5%-0.6%的水平，同时要求铁水物理热在1500℃以上，确保炉缸有足够的热量，以此来改善渣铁水的流动性。

　　2)造渣制度：在正常炉况的情况下3号高炉的炉渣要求做花玻璃渣(即炉渣的断面是热玻璃带点石头花)。在2019年10月份以后作业区要求炉渣为热玻璃渣，严防高碱度操作，秉着宁酸勿碱的原则，控制铁水中含硫在0.04%-0.05%水平，以此来增加炉缸的环流，活跃炉缸。

　　3)装料制度：装料制度主要是对高炉上部煤气流分布的调整，通过调整装料制度使得煤气流分布合理，使得高炉稳定顺行。3号高炉在气流分布方面一直按照“打开中心，稳定边缘”的思路。针对此次炉况，在打开中心的前提下要抑制边缘，确保初始气流能够吹透中心，气流的冲击对炉缸死焦堆的置换起到决定性的作用，气流吹透中心以后，高炉的透气性和透液性明显得到改善，使得炉缸的活跃度升高。3号高炉作业区针对此次炉况装料制度进行了新的调整：通过采取矿焦角度逐步同时外扬，焦炭的角度从开始的37.5°调整到最大38.5°;矿石的角度从开始的36.5°调整到最大37.5°(见表2);矿石角度增加以后，可以适当扩大中心漏斗区间，使得中心气流不受抑制;焦炭的角度增加以后防止边缘抑制过大导致炉况不顺。

　　4)送风制度：送风制度是指在一定的冶炼条件下选定合适的鼓风参数和风口进风状态，以形成一定深度的回旋区，达到原始煤气流分布合理、炉缸圆周工作均匀活跃、热量充足②。送风制度稳定是煤气流稳定的前提，是保证高炉稳定顺行、高产的重要条件。3号高炉此次炉况的现象是风量低，送风风口面积大，导致高炉的鼓风风速和鼓风动能偏低(风速在230m/s，动能在80-90kj/s)，长期的低风速和低的鼓风动能使得炉缸的活跃度逐步降低。针对此种现象经过炼铁事业部以及首钢专家团队的共同研究决定休风堵4个风口，缩小送风风口面积，以此来提高鼓风风速和鼓风动能，这样便于能够吹透中心，活跃炉缸。进而使得送风制度得到稳定。在鼓风风速达到250 m/s以上，鼓风动能在100kj/s的基础上逐步开风口。

　　3.3 高炉操作采取“攻、守、退”措施

　　在正常炉况期间，入炉矿石批重在55t/批，焦炭批重在12.5t/批，焦炭负荷4.4，为了及时快速调整好炉况，事业部领导以及首钢专家团开会研究决定分步退负荷，以求轻负荷料能够换取风量。第一次矿重退至47t/批，焦批没动，焦炭负荷下调至3.76。运行5天以后，炉况没有好转，风量没有上升的迹象，于是第二次矿重退至43t/批，焦批减至11.7t/批，焦炭负荷下调至3.68。第二次退负荷以后，风量有所上升，但是不是很显著。

　　高炉操作除了采取“攻、守、退”措施以外，还制定了严格的操作方针，要求四班统一操作思路，严格执行低压差原则，防止人为原因造成炉况波动，给高炉的恢复带来不利影响。

　　3.4 稳定的设备运行为高炉保驾护航

　　高炉能否高效稳定运行，设备保障是关键。为此高炉作业区针对这一目的，制定了一系列的设备点检制度，分为专业点检和非专业点检。专业点检是指维护人员每周进行一次全面的专业性检查设备运行情况;非专业点检指的是岗位人员的设备点检。我们要做到“勤点检”、“早发现”把事故消灭在萌芽状态，为高炉的高效稳定运行提供良好的设备保障。

　　4、效果

　　通过以上多种措施的综合运用，首钢通钢3号高炉的炉缸工作状态明显好转，高炉产能也逐步得到提高。2019年12月1日开始炉底中心温度开始上升，同时鼓风风速已经达到250m/s以上，鼓风动能达到100kj/s以上，2019年12月6日高炉产能已经突破5350吨，高炉利用系数达到2.0以上。高炉的主要经济技术指标都有了不小的进步。(见表3)

　　5、结语

　　1)炉缸是高炉生产的“发动机”，是高炉顺行的基础。只有炉缸活跃了高炉产能才能得到提高，各项经济技术指标才能得到优化。

　　2)高炉操作不能一味的追求大风口面积，应该根据实际原燃料情况，选择合适的进风面积，一定要保证高炉有足够的风速和动能，这样才能使得炉缸活跃起来。

　　3)调整炉况要做到“稳、准、狠”，此次炉况调整的不足之处在于，高炉退负荷没有一步到位，操作存在侥幸心理。