连云港亚新1号高炉强化冶炼实践
姜永龙 魏红玉 张庆东 张磊
（连云港亚新钢铁有限公司炼铁厂）
摘 要 连云港亚新钢铁炼铁厂1号高炉克服原燃料条件差的困难，通过加强管理，采取技术手段，使高炉实现了大矿批、高顶压、高风速等的强化冶炼操作，保持了高炉炉况长期的顺行与稳定，取得了产能提高、指标改善的积极效果，达到了预期目标。
关键词 高炉 强化冶炼 实践
1 前言
连云港亚新1号高炉有效容积1296m3，设计年平均利用系数2.8t/m3.d，采用了双排料仓布置、料车上料、串罐无料钟炉顶装料设备、单一高炉煤气的顶燃式热风炉、低压脉冲煤气布袋除尘、高炉喷煤与富氧等技术。高炉炉顶压力为0.03～0.22MPa，设计耐压0.25 MPa。炉底、炉缸采用陶瓷杯复合内衬结构，炉底满铺2层高炉微孔炭砖和3层半石墨高炉炭块，炉底2层环形炭砖采用高炉微孔炭砖；炉缸环形炭砖下部5层采用高炉微孔炭砖、上部6层采用半石墨高炉炭块砌筑，炉底、炉缸的内侧砌刚玉莫来石陶瓷杯。炉腹以上有冷区砌筑区域采用砖壁合一的薄炉衬结构形式。
2014年7月份，高炉采取了一系列的强化冶炼手段，矿批由原来最大42t逐步加大到57t，顶压加到由0.220 MPa 提高到0.245 MPa。采取强化冶炼措施后，取得了显著效果。
2 原料管理是高炉强化基础
高炉要进行强化冶炼，必须有原、燃料条件作为基础，所以，炼铁厂结合厂部实际情况，加强了入炉原燃料管理。
2.1加强筛分管理，力求净料入炉
高炉炉料结构中，配有部分块矿。由于块矿中含粉较高，达30%左右，在加上受当地气候影响，遇到下雨天气，粉块粘结，一方面，上料困难，沿途转运站落料斗全部堵死，影响高炉其他料种的供应；块矿上仓后，高炉料仓粘结，有效利用容积变小，需要人工清理，清理难度大，且存在安全隐患；槽下块矿筛板板结，而且大量粉末入炉，影响高炉顺行。鉴于以上情况，炼铁厂新建两台块矿筛，将入仓块矿全部筛分，力求净料入炉，减少粉末对上料系统以及炉况的影响。
高炉用焦炭全部采用外购，现场露天堆放。在倒运过程中，焦炭破碎严重产生大量的粉末。为了减少焦炭粉末入炉，炼铁厂一方面充分利用好焦炭入炉前两道筛的作用，建立了严格的清筛、检查、考核制度；另一方面，对原有的焦丁筛进行改造，增加筛分面积，改善筛分效果。
通过以上一系列筛分管理措施，大大较少了粉末入炉，最大程度上实现净料入炉，为高炉炉况顺行创造稳定的保证。
2.2 焦炭分垛入炉，减少偏析影响
炼铁厂高炉用焦炭全部外购，家数达到10余家，质量参差不齐，具有代表性的A、B两个厂家的焦炭指标见表2。通过与表3对比发现，无论是A厂家焦炭还是B厂家焦炭，耐磨强度、反应性和反应后强度等主要指标均低于相应的指标要求。而且，A、B两家焦炭还存在较大的指标差别。
由于焦炭指标差而且质量严重不均衡，所以，高炉炉况很大程度上受焦炭质量波动影响，突发性塌滑料、炉温大幅度波动经常发生。
为了减少由于焦炭质量波动而对高炉造成的影响，炼铁厂根据外购焦质量情况，将焦炭进行分类管理。具体来说，就是将指标相对好的焦炭与指标相对差的焦炭分垛存放。高炉在用焦炭时，按照现场焦炭进行分垛入炉，根据场地和来料情况，一周进行一次轮换，两类焦炭轮换时，高炉对矿批、焦炭负荷等进行相应的调整。实际运行中，两类焦炭燃料比相差20kg/t左右。经过焦炭分类管理后，炉况大幅度波动的情况大大减少。
3 大矿批，高顶压，高风速是高炉强化冶炼的核心
高炉要实现强化冶炼，在抓好原燃料管理的基础上，通过技术手段，实现大矿批，高顶压，高风速，才是高炉强化冶炼的核心内容。
3.1 扩大矿批
高炉料车容积为10m3，料罐容积为24m3，将料车和料罐的容积利用到极限，矿批只能加大到最大的42t。如果高炉强化冶炼，提高冶强，由于矿批小，高炉气流稳定性差，会影响到高炉炉况的顺行；同时，上料系统负荷大，经常亏料线，存在操作上的危害和风险；而且，料罐装的太满，稍有不慎，就会发生串罐事故。
矿批扩不上，是制约高炉进一步强化的瓶颈。炼铁厂技术人员集思广益，采用技术手段，突破瓶颈制约，在不改造上料设施，不增加投入的情况下，创造性地将矿批加到57t，为高炉强化冶炼提供了技术保证。
3.2 提高顶压
炼铁厂高炉炉顶原设计压力0.03～0.22MPa，设计耐压0.25 MPa。在实际运行中，一般炉顶压力控制在不超过0.22 MPa，所以强化冶炼前，高炉实际炉顶压力为0.206 MPa。理论表明，提高炉顶压力对煤气流分布、煤气利用以及炉况顺行都有好处。炼铁厂经过多方论证，结合炼铁厂设备情况，将炉顶压力提高到0.245 MPa，经过长时间运行，效果良好，为高炉强化提供了设备保证。
高炉炉顶压力提高后，TRT发电量也比原来有了很大的提高，强化冶炼前，高炉TRT发电量是40 kWh/t，高炉强化后，TRT发电量达到43.5 kWh/t，提高了3.5 kWh/t。
3.3 保持风速
保持合理的风速，不仅影响到初始煤气流分布，而且对高炉炉缸工作状态和炉况顺行也有影响。炼铁厂坚持风速与炉缸工作状态相结合，风速与原燃料质量相结合的原则，在高炉全风量操作的基础上，通过调整风口面积，保持标准风速在220m/s以上。
4 设备管理是高炉强化的保证
炼铁厂在公司推行6s管理的基础上，适时导入TPM管理，加强设备点检、维护和润滑。重点、重大设备专项管理，所有设备建立档案，实现周期管理。特别对上料系统以及顶压提高后的煤气系统，进行重点关注，及时发现隐患，减少设备故障，为高炉强化提供了坚实的设备保证。
5 坚持有害元素倒查
碱金属、铅、锌等有害元素对炉况顺行，高炉寿命均有危害。高炉强化后，9月份，发现风口中套上翘，跑风严重，休风时发现风口有液体锌流出，严重时，在烤铁口时，有锌从铁口流出。针对这种不正常现象，炼铁厂对入炉原料、除尘灰进行全分析，发现除尘灰中含锌最高达到16%，根据对入炉原料倒查，发现自产烧结矿中含锌0.14%，外购球团中含锌0.65%，通过计算，入炉锌负荷达到4kg/t，超出要求13倍左右。及时采取措施后，锌负荷降到正常水平。为了降低碱金属以及铅锌的危害，炼铁厂定期对入炉原料和除尘灰进行化验，随时监控有害元素的含量，发现异常及时排查，采取措施。
6 实施技改，提高煤比
高炉强化冶炼前，由于受到制粉、喷吹等多方面因素的影响，高炉煤比一直在80kg/t左右徘徊，不能有效的体现出喷煤的优势。为此，炼铁厂对喷煤系统的收粉器、反吹等进行改造，取得了明显的效果，高炉煤比提高到138kg/t，改善了入炉燃料结构，对炉况顺行、节焦降耗起了很好的促进作用。
7 生产实效
通过以上一系列措施，1号高炉实现了高水平的强化冶炼，各项指标均达到了预期效果。高炉利用系数大幅度提高，平均达3.29t/m3.d，比强化前提高0.25 t/m3.d，比设计水平提高0.49 t/m3.d，最高月平均达到3.599 t/m3.d。高炉消耗也实现了稳中有降。对比情况见表1。
表1 高炉强化前后指标对比情况
备注： 强化前指2014年上半年，强化后指2014年下半年到2015年2月份期间。
8 存在的问题
高炉强化冶炼后，也暴漏出一些问题。
（1） 高炉炉顶温度偏低，长期在80℃左右，造成下道工序中干法除尘布袋压差高、卸灰困难，反过来
影响到高炉炉况。下一步准备采取焦炭烘干，减少入炉水分，来缓解下道工序的压力，同时，从布袋材质上采取了相应措施。
（2） 高炉采取强化冶炼后，实现全风、高顶压操作，对炉前耐火材料提出了更高的要求，及时提高耐材质量，才能跟上强化的要求，保证安全生产。
（3） 高炉强化是建立在稳定的原燃料基础上的，由于炼铁厂焦炭采用外购焦，质量差，且参差不齐，制约了高炉进一步强化的进程。
9 结语
连云港亚新钢铁炼铁厂1号高炉克服原燃料条件差的困难，通过加强管理，采取技术手段，使高炉实现了大矿批、高顶压、高风速等的强化冶炼操作，保持了高炉炉况长期的顺行与稳定，取得了产能提高、指标改善的积极效果，达到了预期目标。当然还存在若干问题，还需要采取措施逐步加以解决。