刘博 柴文花
(新疆天山钢铁巴州有限公司)
摘要:本文总结了巴州钢铁A高炉单炉发挥极致效率所开展的工作,通过优化高炉操作制度和工艺、抓好炉前出铁管理,提高富氧、风量及废钢加入量,在实现高炉强化冶炼的基础上,主要经济技术指标显著提升。
关键词:极致效率 强化冶炼 操作优化
0 引言
巴州钢铁为了应对严峻的生产形势,生产经营模式发生调整,由双高炉改为单高炉生产,单炉模式生产运行后。工序间生产节奏打乱、能源放散率走高及回收利用率下降,亟需提升单炉产量,发挥A高炉极致效率、极致产能,来实现公司各个产线的产能平衡、能源平衡和资产效能的最大化,提升巴州钢铁的竞争力。
1 存在的问题
1、焦炭质量总体欠佳,且稳定性不足,各焦种之间质量差别大,引起热制度很难稳定。进厂焦种多,2023年进厂焦炭多达13种,因频繁调整配比,对高炉带来冲击,时常采取退负荷操作,以稳定炉况,为了客观评价各家焦炭质量,我们采取分厂家、分类别进行使用的方式,所以在不同焦炭切换时往往造成热制度不稳定,再累加其他不利因素,所以高炉稳定性差;原料方面:自产烧结矿比例长期保持在60-65%之间,烧结矿5-10mm>25%,含粉高,同时为降低成本,配吃有害元素偏高的精粉,烧结矿平均含Zn在0.1%以上,加剧了炉况不稳定因素。
2、锌负荷高,导致有害元素富集,周期性结厚、脱落,操作炉型不稳定。前端原料含锌较高,导致高炉锌负荷达到0.8-1.2kg/t,严重超标。锌的富集导致风口中小套上翘漏煤气、中小套损坏,高炉频繁休风。另外在高炉内部形成锌富集,引起炉墙结厚结瘤,并且周期性脱落,引起炉况失常。
3、炉役后期,炉缸温度持续升高,制约高炉提产。A高炉自开炉投产以来运行已12年,炉缸温度呈上升趋势,最高时温度超过711℃,对生产安全和提高产能带来了较大影响。对炉缸象脚区、炉缸侧壁温度重点监控,确保高炉安全稳定运行。
2 采取的措施
1、强化炉前铁口喷溅管理
1)高炉风口大套以下全面、经常性压浆,堵塞煤气通路,重点是铁口区域压浆;2)采用多钻头开口方式,新增φ35钻头,用φ45、φ35递次使用,φ45钻头开进深度1.5m,更换为φ35钻头开进至深度2.5m,更换为φ32的六棱钢钎继续开进,确保铁口开透,减缓喷溅;3)提升炮泥质量,让提产与炮泥质量相匹配,炮泥强度提高,烧结性能好,透气性良好,耐渣铁侵蚀性能较高,铁口工作状态稳定;4)采取单场连出方式,可以有效缓解喷溅;5)铁口孔道压入堵漏,借鉴同行利用炮泥封堵漏点治理铁口喷溅的方法,设计专用炮头,能够从铁口孔道压浆直达煤气泄漏点。
2、全过程做好有害元素的控制,保炉况稳定
1)根据高炉Zn负荷富集情况,制定不同Zn负荷下高炉排Zn方案。方案一:入炉Zn负荷>0.6kg/t,执行日常排Zn;方案二:Zn富集量>30吨,执行洗炉排Zn;方案三:Zn富集量>60吨,降料面排Zn。
2)以瓦斯灰含锌量为基准,灵活推行中心加焦操作。由于巴州钢铁焦炭全部外购,加之环保压力,目前存储焦炭场地有限,短倒频次增加,导致总体焦炭粒度偏碎,高炉中心气流总体偏弱,稳定性不足。通过对标学习和生产实际,采取中心加焦模式并促进中心气流稳定,进一步提升炉况稳定性,排锌能力会进一步增强。基本制度如下:方案一:瓦斯灰锌含量≤15%,中心加焦比例10%;方案二:瓦斯灰锌含量≤12%,中心加焦比例15%;方案三:瓦斯灰锌含量≤9%,中心加焦比例18%。
3、强化原料管理优化槽下筛分
1)改焦炭搭配模式,稳定炉温炉况。通过学习对标,炼铁厂将A高炉使用焦炭模式进行了改变,面对进厂焦种增加的现状,为确保高炉稳定顺行,眼睛向内找问题,优化操作,由单一焦炭品种使用转为多品种共同使用,减少焦炭切换频次,采取主焦+副焦模式,固定主焦比例≥70%,规避两个品种质量差距大切换时带来的热制度、甚至是炉况的波动,有效促进炉温炉况稳定性提升。
2)细化操作方针,严肃工艺执行。细化操作应对预案,计算多种焦炭质量加权平均,针对不同质量均值,制定不同的产量、焦比、风量、压差操业方针,命中率≥90%,并要求值班工长严格执行。
3)强化槽下筛分,减少粉末入炉。根据高炉炉况状态,以料速7.7批/小时为基准,匹配时间最长的备料速度,降低槽下烧结矿的T/M值,强化槽下筛分能力,减少粉末入炉比例,通过现场计算与调整,当矿批设定31t,配比67:33时,槽下烧结矿的T/M值为25kg/s,随着矿批的增减,T/M值相对应的增减,槽下<5mm比例降低至1.49%。
4、优化工艺参数,持续攻关,促进高炉产能提升
1)本质入手,优化初始气流分布。对标同行业内同炉型高炉下部制度的定位,拟逐步缩小风口面积,鼓风动能由原来8500kg·m/s左右提升到10000kg·m/s以上。动能大幅提升后,高炉初始气流发生根本性变化,高动能有效打通了中心气流,提供炉缸活跃性,高炉抗波动性显著加强,中心初始气流通透后中心排锌能力得到加强,为高炉稳定顺行创造了基础条件。
2)优化高炉四大操作制度。送风制度:对高炉送风参数逐步优化调整,采用大风量、高顶压、高动能措施,2024年平均风量提高并稳定在3100m³/min以上,同步提高炉顶压力,高炉顶压较2023年提高5kpa,送风制度更趋合理,炉缸活跃度持续改善;装料制度:结合原燃料条件,坚持“双气流原则,发展中心兼顾边缘”的布料矩阵, 保持焦炭平台(≥5环)稳定,灵活调整矿平台宽度(≥3环)以适应炉况及原燃料变化。 通过布料制度优化,提高炉况适应能力,实现炉况长期稳定顺行,并保持较高煤气利用率;造渣制度:为了保证含钛炉渣流动性,合理控制渣中MgO,操作中需维持较低的炉渣碱度,由于品位低、碱金属较高,控制相对较低的炉渣碱度和相对较高的MgO/AL2O3比,渣中MgO控制在8%以上,有利于炉况稳定;热制度:生产含Si控制在0.25-0.4%之间,铁水物理热>1480℃,铁水物理热合格率目标100%,保证炉缸均匀活跃,又提高了炼钢工序的热能利用。
5、抓好“四害”治理,确保高炉稳定高效运行。有害元素富集:强化原燃料质量、有害元素的管理,制定管理办法,制定《高炉排锌、排碱方案》结合炉况对入炉有害元素及排出统计分析,并采取相应处理措施;风口漏水:采取改进风口结构、降低渣比、改善煤粉粒度、加强喷枪调整等措施,力争实现使用周期0损伤;冷却壁损坏:通过联动改善焦炭质量;加长风口长度;优化布料制度,均衡边缘气流分布;维持合理的冶炼强度,控制产量、富氧率等措施,实现冷却壁渣皮的稳定,减少冷却壁损伤;炉底温度高:高炉炉缸为陶瓷杯+碳砖结构,针对2023年出现的炉底温度升高问题。持续采用定期配加钒钛球团矿养护炉缸的方式,控制炉底温度持续升高。
5、开展算账经营,高炉加废钢、提富氧攻关活动
1)测算高炉加废钢性价比分析,在废钢价格合适前提下大量配加废钢,不断发挥高炉极致产能,如下图:
项目 |
废钢单耗 |
铁水日产 |
富氧 |
入炉品位(%) |
主材单耗 |
燃料比 |
(kg/t) |
(t) |
(m³/h) |
含废钢 |
(kg/t) |
(kg/t) |
|
基准 |
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 |
结合生产实际,在烧结矿、球团矿品位及富氧不变的情况下,当废钢加到245kg/t时,平均铁水日产可达到4100t以上。
2)巴州钢铁A高炉富氧使用炼钢余氧,正常生产期间富氧量在6000-7000m³/h之间,进一步提高富氧量需外购液氧,测算如下:
铁水日产 |
富氧率 |
富氧量 |
入炉品位 |
废钢比 |
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 |
当富氧率达到6.2%,铁水日产量完成4100t以上。
3 结语
巴州钢铁A高炉通过开展高炉加废钢、提富氧,提升原燃料管理、优化高炉操作制度和内外部高效联动等措施后,有效提高了高炉产能。2024年以来,A高炉各项指标显著提升,高炉废钢比最高达170kg/t,高炉富氧稳定在12000m³/h以上,实现了强化冶炼,尤其是5月份,5月10日产量4218.62t,全月完成124546.64t,最高日产和月产均再次突破历史记录。
参考文献
[1] 何 勇,陈生利,吴金富,韶钢 6 号高炉强化冶炼攻关实践,南方金属,1009-9700( 2017) 02-0059-04;