汉钢2280m3高炉应对焦炭劣化生产实践

张小帅，拜金明，毛洁成

陕钢集团汉钢公司炼铁事业部

摘要：汉钢 2280m3高炉积极应对焦炭质量下降的不利条件，通过对焦炭按质量进行分类，合理搭配，优化高炉操作制度、上下部调剂相结合，围绕高炉强化外围管理等方面着手，2016年7月以来实现了高炉的长期稳定顺行的目标，并取得了相对理想的经济技术指标。 

关键词  焦炭质量；高炉操作；炉况调剂  

1  引言

汉钢2280m3高炉于2012年8月15日建成投产，设计年产180万t生铁，以炼钢生铁为主；位于陕西省勉县境内，当地煤炭资源匮乏，投产以来焦炭一直以外购为主，2016年后半年以来，随着国内钢铁、煤炭行业的转型调整，焦炭市场的价格在内外部环境的刺激下不断攀升,汉钢公司受国内煤焦市场影响，焦炭种类多、品质较差、数量不一，仅满足于 “有米下锅”现状，通过对焦炭按质量进行分类，合理搭配，优化高炉操作制度，加强炉前出铁和高炉操作等方面着手，实现了高炉长期稳定顺行的目标，并取得了相对理想的技术经济指标。

2汉钢焦炭质量现状

汉钢2280m3高炉2016年7月份以来，阶段性主供焦炭约7种，主要来源为陕西铜川、韩城、宝鸡，甘肃嘉峪关、榆中等地，运输方式以火车运输为主，每种焦炭由于产地的不同，各类性能有很大差别，且大多数为二级焦；焦炭质量好坏评价包括化学成分、冷态机械强度、粒度、高温冶金性能，日常以企业内部化验指标为依据。汉钢几类常用焦炭的化学成分、强度指标（如表1）。

表1  汉钢2280 m3高炉主供焦炭化学成分、强度

3应对焦炭劣化后的措施

3.1优差搭配，均衡配加

焦炭品种多，质量差异大，如何减少焦炭变料频次，降低焦炭负荷的大幅波动，做好焦炭变料后的稳定衔接，避免劣质焦炭集中入炉，对现有焦炭的集中分类及合理配给显得格外重要，首先技术部门根据现供焦炭品质，将现有焦炭分为三类（如表2所示）；其次在用料原则上要求：①同类焦炭间可相互置换；②一类和二类焦炭搭配必须保证一类焦炭比例≥50%，按一类50%~100%+二类50%~0%执行；③三类焦炭必须与一类焦炭搭配使用，且比例不得超过20%。

表2  汉钢焦炭分类表

3.2上下部调剂相结合，优化操作，确保炉况顺行

炉况顺行是高炉生产组织的前提及根本保障，而“上稳下活”又是炉况顺行的重要标志，通过上下部调剂相结合、优化高炉操作来弥补原燃料对炉况造成的影响,实现高炉“上稳下活”显得格外重要；

下部调剂方面：首先通过调整风口面积以保持合适的风速和鼓风动能，风口配置逐步由φ120mm*25+φ115mm*3调整为φ120mm*25+φ115mm*3，风口面积由0.3140㎡缩小至0.2947㎡,缩小比例为6%，风速由218m/s提高至230m/s；其次通过控制合理的富氧量及与之匹配的喷煤量来调整风口前的工作状态，富氧率由4.5%降低至3.5%，煤比≤150Kg/tFe。[1]

上部调剂方面：首先通过布料矩阵的调整来实现合理的炉料分布，采用平台加漏斗的布料方式，坚持开放中心、稳定边缘原则，其次以合理的料速来确定与之匹配的矿、焦批重（参数如表3所示）。[1]

表3  汉钢2280m3高炉上下部调剂部分参数

高炉操作方面：首先依据外围条件制定合理的操作方针，①生铁【Si】0.35%，生铁【S】0.030%；②炉渣碱度R2=1.20—1.25，R3=1.30—1.40； ③固定风温1220℃，T物≥1470℃；④料批7批/h，班料批56±1批；视炉况及原燃料情况及时调整操作参数，实现操作理念的统一；其次细化高炉调剂，结合焦炭化验成分及日常实践，摸索出各类焦炭所对应的焦炭负荷，做到早调、微调、控制好炉温，减少炉况及炉温波动，使高炉操作参数始终处于合理的控制范围内，确保炉况长期稳定顺行；再次通过对高炉值班工长日常生铁硅、硫合格率控制，料速控制进行月竞赛排名，调动高炉操作者的工作积极性。[2]

3.3围绕高炉，强化外围保障

稳定原料结构、质量：炉料结构为烧结矿80%+酸料20%（球团），综合入炉品位≥57.5%，为高炉强化冶炼奠定物质基础。原料质量要求：①烧结矿：品位56.5±1%，稳定率≥95%； R2=1.95±0.1，稳定率≥95%；转鼓指数≥82%。②球团矿：抗压强度≥1800N/个球≥65%，球团矿、烧结矿化学成分要求如表4所示。

表4汉钢球团矿、烧结矿部分化学成分要求表

强化炉前出铁管理：该高炉自投产以来，炉前出铁管理工作一直是制约生产的瓶颈环节，随着燃料的不断恶化，炉况不稳定因素增多，必须保证及时出净渣铁。要求铸运工段10分钟之内兑好铁水罐，罐到位后必须20分钟之内打开铁口，加强铁口的操作和维护，使铁口深度控制在2.8—3.0m，出铁速度控制在6±1t/min，杜绝炉外事故，以满足高炉强化冶炼的需要。要求耐材厂家提高炮泥及泥套料质量，确保铁口工作正常，（铁口深度正常，能及时出净渣铁），尽量减少放铁次数；提高炉前浇注料及施工质量确保铁沟及摆嘴达到正常的通铁量，尽量减少浇沟频次。

强化设备管理，严格执行设备点检定修制，实行岗位点检与专业点检相结合，将重点工作放在设备隐患的排查和整改上，并对所有的设备不分大小，制定出使用寿命，做到预知、预防、计划使用、计划维护和计划更换；搞好备品备件质量工作，保证齐全、到位，杜绝因设备原因影响高炉正常生产，降低设备故障率。

4焦炭劣化后的生产情况

4.1实际入炉焦炭搭配情况

2016年7月以来，焦炭供应在个别品种数量上，不能满足搭配原则需求，一类焦炭供应持续紧缺，在确保高炉生产的前提下，尽量围绕上述焦炭搭配原则进行搭配，汉钢2280m3高炉2016年7月至2016年2月实际入炉焦炭搭配（如表4所示）。

表4 汉钢2280m3高炉2016年7月至2017年2月实际入炉焦炭搭配表

4.2焦炭劣化后部分主要技术经济指标情况  

汉钢2280 m3依据焦炭供应现状。通过焦炭的优差搭配，均衡配加，减少焦炭变料频次，避免劣质焦炭集中入炉，降低焦炭负荷的大幅波动；高炉操作方面通过优化高炉操作制度、上下部调剂相结合，围绕高炉强化外围管理等方面着手，实现了高炉的长期稳定顺行的目标，并取得了相对理想的经济技术指标（如表5所示），从下表可以看出自2016年12月份配给三类焦炭后燃料比、入炉焦比升高较多，2016年11月至12月因处理槽上仓体、更换主皮带等检修作业,高炉共计休风约15d，对产量影响较大；整体经济技术指标相对理想，但各项技术经济指标与行业先进还有较大差距。

表5  汉钢2280m3高炉2016年7月至2017年2月部分主要技术经济指标

5结论

(1) 汉钢应对焦炭质量差异大，对现有焦炭的集中分类及合理配给显得格外重要，对减少焦炭变料频次，降低焦炭负荷的大幅波动，做好焦炭变料后的稳定衔接，避免劣质焦炭集中入炉， 以便最大程度减少高炉操作的大幅波动。

(2) 上下部调剂相结合，统一围绕坚持开放中心、稳定边缘的气流分布原则来弥补原燃料对炉况造成的影响，实现高炉“上稳下活”显得格外重要。

(3) 高炉操作要精细化、量化操作；通过操作方针的制定及对高炉值班工长日常生铁硅、硫合格率控制，料速控制进行月竞赛排名, 提高工长业务素质, 减少操作的盲目性, 提高工长的应变和应急反应能力。

（4）稳定原料结构、质量，强化炉前出铁管理、设备管理等一系列“围绕高炉，强化外围保障”的生产组织模式，为炉况的长期顺行奠定了坚实的基础。

（5）汉钢2280m3高炉虽然在焦炭持续恶化的前提下，实现了高炉长期稳定顺行的目标，但各项技术经济指标与行业先进还有较大差距。

参考文献：

［1］刘云彩.高炉布料规律. 北京: 冶金工业出版社,2012:253.

［2］周传典.高炉炼铁生产技术手册. 北京: 冶金工业出版社,2012:313-325.