劉博 柴文花
(新疆天山鋼鐵巴州有限公司)
摘要:本文總結了巴州鋼鐵A高爐單爐發揮極致效率所開展的工作,通過優化高爐操作制度和工藝、抓好爐前出鐵管理,提高富氧、風量及廢鋼加入量,在實現高爐強化冶煉的基礎上,主要經濟技術指標顯著提升。
關鍵詞:極致效率 強化冶煉 操作優化
0 引言
巴州鋼鐵為了應對嚴峻的生產形勢,生產經營模式發生調整,由雙高爐改為單高爐生產,單爐模式生產運行后。工序間生產節奏打亂、能源放散率走高及回收利用率下降,亟需提升單爐產量,發揮A高爐極致效率、極致產能,來實現公司各個產線的產能平衡、能源平衡和資產效能的最大化,提升巴州鋼鐵的競爭力。
1 存在的問題
1、焦炭質量總體欠佳,且穩定性不足,各焦種之間質量差別大,引起熱制度很難穩定。進廠焦種多,2023年進廠焦炭多達13種,因頻繁調整配比,對高爐帶來沖擊,時常采取退負荷操作,以穩定爐況,為了客觀評價各家焦炭質量,我們采取分廠家、分類別進行使用的方式,所以在不同焦炭切換時往往造成熱制度不穩定,再累加其他不利因素,所以高爐穩定性差;原料方面:自產燒結礦比例長期保持在60-65%之間,燒結礦5-10mm>25%,含粉高,同時為降低成本,配吃有害元素偏高的精粉,燒結礦平均含Zn在0.1%以上,加劇了爐況不穩定因素。
2、鋅負荷高,導致有害元素富集,周期性結厚、脫落,操作爐型不穩定。前端原料含鋅較高,導致高爐鋅負荷達到0.8-1.2kg/t,嚴重超標。鋅的富集導致風口中小套上翹漏煤氣、中小套損壞,高爐頻繁休風。另外在高爐內部形成鋅富集,引起爐墻結厚結瘤,并且周期性脫落,引起爐況失常。
3、爐役后期,爐缸溫度持續升高,制約高爐提產。A高爐自開爐投產以來運行已12年,爐缸溫度呈上升趨勢,最高時溫度超過711℃,對生產安全和提高產能帶來了較大影響。對爐缸象腳區、爐缸側壁溫度重點監控,確保高爐安全穩定運行。
2 采取的措施
1、強化爐前鐵口噴濺管理
1)高爐風口大套以下全面、經常性壓漿,堵塞煤氣通路,重點是鐵口區域壓漿;2)采用多鉆頭開口方式,新增φ35鉆頭,用φ45、φ35遞次使用,φ45鉆頭開進深度1.5m,更換為φ35鉆頭開進至深度2.5m,更換為φ32的六棱鋼釬繼續開進,確保鐵口開透,減緩噴濺;3)提升炮泥質量,讓提產與炮泥質量相匹配,炮泥強度提高,燒結性能好,透氣性良好,耐渣鐵侵蝕性能較高,鐵口工作狀態穩定;4)采取單場連出方式,可以有效緩解噴濺;5)鐵口孔道壓入堵漏,借鑒同行利用炮泥封堵漏點治理鐵口噴濺的方法,設計專用炮頭,能夠從鐵口孔道壓漿直達煤氣泄漏點。
2、全過程做好有害元素的控制,保爐況穩定
1)根據高爐Zn負荷富集情況,制定不同Zn負荷下高爐排Zn方案。方案一:入爐Zn負荷>0.6kg/t,執行日常排Zn;方案二:Zn富集量>30噸,執行洗爐排Zn;方案三:Zn富集量>60噸,降料面排Zn。
2)以瓦斯灰含鋅量為基準,靈活推行中心加焦操作。由于巴州鋼鐵焦炭全部外購,加之環保壓力,目前存儲焦炭場地有限,短倒頻次增加,導致總體焦炭粒度偏碎,高爐中心氣流總體偏弱,穩定性不足。通過對標學習和生產實際,采取中心加焦模式并促進中心氣流穩定,進一步提升爐況穩定性,排鋅能力會進一步增強。基本制度如下:方案一:瓦斯灰鋅含量≤15%,中心加焦比例10%;方案二:瓦斯灰鋅含量≤12%,中心加焦比例15%;方案三:瓦斯灰鋅含量≤9%,中心加焦比例18%。
3、強化原料管理優化槽下篩分
1)改焦炭搭配模式,穩定爐溫爐況。通過學習對標,煉鐵廠將A高爐使用焦炭模式進行了改變,面對進廠焦種增加的現狀,為確保高爐穩定順行,眼睛向內找問題,優化操作,由單一焦炭品種使用轉為多品種共同使用,減少焦炭切換頻次,采取主焦+副焦模式,固定主焦比例≥70%,規避兩個品種質量差距大切換時帶來的熱制度、甚至是爐況的波動,有效促進爐溫爐況穩定性提升。
2)細化操作方針,嚴肅工藝執行。細化操作應對預案,計算多種焦炭質量加權平均,針對不同質量均值,制定不同的產量、焦比、風量、壓差操業方針,命中率≥90%,并要求值班工長嚴格執行。
3)強化槽下篩分,減少粉末入爐。根據高爐爐況狀態,以料速7.7批/小時為基準,匹配時間最長的備料速度,降低槽下燒結礦的T/M值,強化槽下篩分能力,減少粉末入爐比例,通過現場計算與調整,當礦批設定31t,配比67:33時,槽下燒結礦的T/M值為25kg/s,隨著礦批的增減,T/M值相對應的增減,槽下<5mm比例降低至1.49%。
4、優化工藝參數,持續攻關,促進高爐產能提升
1)本質入手,優化初始氣流分布。對標同行業內同爐型高爐下部制度的定位,擬逐步縮小風口面積,鼓風動能由原來8500kg·m/s左右提升到10000kg·m/s以上。動能大幅提升后,高爐初始氣流發生根本性變化,高動能有效打通了中心氣流,提供爐缸活躍性,高爐抗波動性顯著加強,中心初始氣流通透后中心排鋅能力得到加強,為高爐穩定順行創造了基礎條件。
2)優化高爐四大操作制度。送風制度:對高爐送風參數逐步優化調整,采用大風量、高頂壓、高動能措施,2024年平均風量提高并穩定在3100m³/min以上,同步提高爐頂壓力,高爐頂壓較2023年提高5kpa,送風制度更趨合理,爐缸活躍度持續改善;裝料制度:結合原燃料條件,堅持“雙氣流原則,發展中心兼顧邊緣”的布料矩陣, 保持焦炭平臺(≥5環)穩定,靈活調整礦平臺寬度(≥3環)以適應爐況及原燃料變化。 通過布料制度優化,提高爐況適應能力,實現爐況長期穩定順行,并保持較高煤氣利用率;造渣制度:為了保證含鈦爐渣流動性,合理控制渣中MgO,操作中需維持較低的爐渣堿度,由于品位低、堿金屬較高,控制相對較低的爐渣堿度和相對較高的MgO/AL2O3比,渣中MgO控制在8%以上,有利于爐況穩定;熱制度:生產含Si控制在0.25-0.4%之間,鐵水物理熱>1480℃,鐵水物理熱合格率目標100%,保證爐缸均勻活躍,又提高了煉鋼工序的熱能利用。
5、抓好“四害”治理,確保高爐穩定高效運行。有害元素富集:強化原燃料質量、有害元素的管理,制定管理辦法,制定《高爐排鋅、排堿方案》結合爐況對入爐有害元素及排出統計分析,并采取相應處理措施;風口漏水:采取改進風口結構、降低渣比、改善煤粉粒度、加強噴槍調整等措施,力爭實現使用周期0損傷;冷卻壁損壞:通過聯動改善焦炭質量;加長風口長度;優化布料制度,均衡邊緣氣流分布;維持合理的冶煉強度,控制產量、富氧率等措施,實現冷卻壁渣皮的穩定,減少冷卻壁損傷;爐底溫度高:高爐爐缸為陶瓷杯+碳磚結構,針對2023年出現的爐底溫度升高問題。持續采用定期配加釩鈦球團礦養護爐缸的方式,控制爐底溫度持續升高。
5、開展算賬經營,高爐加廢鋼、提富氧攻關活動
1)測算高爐加廢鋼性價比分析,在廢鋼價格合適前提下大量配加廢鋼,不斷發揮高爐極致產能,如下圖:
項目 |
廢鋼單耗 |
鐵水日產 |
富氧 |
入爐品位(%) |
主材單耗 |
燃料比 |
(kg/t) |
(t) |
(m³/h) |
含廢鋼 |
(kg/t) |
(kg/t) |
|
基準 |
108 |
3654 |
7125 |
58.9 |
1602 |
523 |
1 |
150 |
3792 |
7125 |
59.8 |
1577 |
529 |
2 |
185 |
3907 |
7125 |
60.65 |
1555 |
534 |
3 |
215 |
4006 |
7125 |
61.4 |
1536 |
540 |
4 |
245 |
4104 |
7125 |
62.16 |
1536 |
544 |
結合生產實際,在燒結礦、球團礦品位及富氧不變的情況下,當廢鋼加到245kg/t時,平均鐵水日產可達到4100t以上。
2)巴州鋼鐵A高爐富氧使用煉鋼余氧,正常生產期間富氧量在6000-7000m³/h之間,進一步提高富氧量需外購液氧,測算如下:
鐵水日產 |
富氧率 |
富氧量 |
入爐品位 |
廢鋼比 |
燃料比 |
煤比 |
(t/天) |
(%) |
(m³/h) |
(%) |
(kg/t) |
(kg/t) |
(kg/t) |
3654 |
2.6 |
7125 |
58.9 |
108 |
523 |
106 |
3759 |
3.5 |
9307 |
58.9 |
108 |
525 |
112 |
3900 |
4.6 |
12408 |
58.9 |
108 |
527 |
121 |
4002 |
5.4 |
14801 |
58.9 |
108 |
528 |
128 |
4105 |
6.2 |
17310 |
58.9 |
108 |
532 |
131 |
當富氧率達到6.2%,鐵水日產量完成4100t以上。
3 結語
巴州鋼鐵A高爐通過開展高爐加廢鋼、提富氧,提升原燃料管理、優化高爐操作制度和內外部高效聯動等措施后,有效提高了高爐產能。2024年以來,A高爐各項指標顯著提升,高爐廢鋼比最高達170kg/t,高爐富氧穩定在12000m³/h以上,實現了強化冶煉,尤其是5月份,5月10日產量4218.62t,全月完成124546.64t,最高日產和月產均再次突破歷史記錄。
參考文獻
[1] 何 勇,陳生利,吳金富,韶鋼 6 號高爐強化冶煉攻關實踐,南方金屬,1009-9700( 2017) 02-0059-04;