青钢2×1800m3高炉生产长期稳顺管控实践

张宏星 王东 郑希全

摘要：对青特钢2×1800m3高炉长期、稳顺经验进行总结。通过强化原、燃料质量管理、稳定炉内操作制度和控制出铁节奏等一系列措施，坚持实施数据化管理和量化操作，在极短时间内实现了快速开炉、长期稳顺、有效管控的良好局面。

关键字：原燃料质量 镁铝比 装料制度

1、前言

青特钢环保搬迁项目一期工程，配套建设2×240㎡烧结机，2×65孔7米顶装干熄焦炉，2×1800m3高炉。每座高炉设计26个风口，采用了碳砖陶瓷杯综合水冷炉底、除盐水密闭循环系统、铜冷却壁、INBAR渣处理系统、卡鲁金热风炉等一系列先进成熟技术。

青钢1^#炉于2015年11月2日投产，运行一年高炉顺行状况良好，综合燃料比维持在500kg/t上下。2^#高炉于2016年10月12日投产，实现了一个月达产，技术经济指标与1^#高炉持平。

2、原燃料管控措施

2.1煤焦管理

青特钢焦化系统干熄焦产能不足，高炉生产配加5-10%的湿熄焦，为了给高炉提供稳定的焦炭质量，促进高炉顺行，主要做法如下：

2.1.1建立稳定长效的沟通机制

焦化工序与高炉工序成立焦炭质量联动控制小组，通过焦炭质量管控例会、微信工作平台等措施，把焦化配煤结构优化与高炉使用效果紧密联系在一起。

2.1.2建立小焦炉试验制度

七米顶装焦炉于2015年5月12日正式投产，2016年6月10日干熄焦投入运行，以供给1800m3高炉最适用焦炭为目标，每一次配煤结构调整，都必须通过小焦炉试验进行配煤结构、冶金性能、炉况反馈的对比，确保焦炭质量稳定。

2.1.3建立完善的焦炭质量检验体系

完善的焦炭质量检化验体系是保证高炉所需焦炭质量稳定的基础。

1）焦化工序检化验室、炼铁工序冶金性能质检站、公司检化验中心以质量管控部为纽带，形成了对焦化用煤质量的严格把关网络，对原煤化学成分、物理指标、岩相等指标进行全覆盖检验，并形成检化验数据库。

2）以高炉生产为中心，配套建设了焦炭物理指标的全自动取样、分析系统，24小时在线取样，每班3批次分析，完全不需要人工干预，所有检验数据自动进入数据库系统，上网共享。焦炭热态冶金性能检验，纳入每天的日常检化验。

表1  青特钢焦炭质量检化验结果对比图

2.2烧结矿管理

青钢炼铁在烧结矿质量管理方面：成本主管对接国际贸易部的采购；工艺主管对接烧结工序的生产；配矿主管对接料场混匀料的堆料和检化验；以技术科为中心，形成了烧结矿质量管控体系。

2.2.1以造渣制度稳定为核心的配矿原则

镁铝比的选择是当前国内高炉造渣制度讨论的热点。不盲目效仿同行，而是结合自身原燃料条件，经反复对比试验，把镁铝比控制范围确定在0.55±0.03%，在炉渣R波动和炉缸热状态波动时，炉渣仍能保持较好的性能。

2.2.2以烧结矿冶金性能优越为目标的配矿原则

青钢充分利用临港优势，巴西BRBF和卡粉配比达到50%以上，在PB粉、澳大利亚西部粉等矿种的使用过程中，坚持烧结矿RDI控制在68%以上，并针对配矿方案的调整，进行烧结杯试验和RDI检测，以保持烧结矿冶金性能稳定。

2.2.3以烧结矿强度为中心的生产组织体系

经过技术攻关，青钢炼铁成功实施了850mm超高料层生产；高炉配套建设了烧结矿的24小时在线取样、检测装置，每30分钟自动取样一次，全天分为10个批次进行物理指标和化学成分检验。

图1 烧结矿转鼓指数、筛分指数、5~10mm粒级、RDI检测结果折线图

2.3碱金属、锌负荷的管理

为了改善烧结机篦条工况条件，满足高炉顺行和长寿需要，青特钢把入炉Zn负荷控制在0.2kg以内；把碱金属负荷控制在2.5kg以内。

2.3.1建立原燃料碱金属含量和高炉排碱排锌数据库，指导资源采购工作；

2.3.2对含碱金属和锌较多的重力灰和炼钢除尘灰按比例均匀配入混匀料；

2.3.3烧结机头电除尘灰和高炉布袋灰全部外卖。

2.4喷吹煤的质量管理

建立喷吹煤信息数据库，以优化配煤软件为依托，根据喷吹煤的化学成分、可磨指数和库存信息，以Vdaf≤17、200目≥75%、成本最优为目标进行无烟煤和烟煤的配煤结构优化核算。

表2  青特钢常用喷吹煤成分表

图2 青特钢喷煤配煤结构优化系统截图

3 高炉炉内操作

在开炉初期就牢固树立保持合理操作炉型的操作观念，在保证高炉顺行的前提下，突破传统观念束缚，利用高炉上下部调剂，最大限度的保护铜冷却壁不受损坏。

3.1炉型管理

保持合理的操作炉型对提高煤气利用、稳定热制度和造渣制度，维持高炉稳顺和降低铁水成本至关重要。

3.1.1炉墙温度的控制

重点关注炉腹、炉腰及炉身下部三段铜冷却壁温度的控制，充分利用上下部调剂手段，从炉顶煤气分析为入手，将炉腹、炉腰铜冷却壁炉墙温度按照≤55度℃控制，炉身下部炉墙温度按照≤80℃控制。

图3 一号高炉铜冷却壁工作参数截图

图4  二号高炉铜冷却壁工作参数截图

3.1.2水温差的控制

供水温度按照30℃~40℃控制,冷却壁水温差按照5℃以下控制；日常操作重点是加强炉身下部的温度管理，杜绝用水量进行调剂，并尽可能保持水温稳定。

3.2操作管理

3.2.1热制度

制定高炉铁水物理热温度要求：1495~1520℃，在不具备条件的情况下，杜绝硬性推进。

3.2.2造渣制度

把保持炉渣高温冶金性能的稳定作为最终配矿目标，控制炉渣具有良好的流动性，从铁矿粉（石）采购开始，全流程核算渣中铝含量变化。实践证明，把镁铝比控制在0.55%左右，炉渣二元碱度控制在1.18上下,，有利于提高炉缸温度，改善渣流动性，炉况稳定性较强。

3.2.3送风制度

确定合理的鼓风动能、炉腹煤气量和风口回旋区等关键参数，是实现合理初始煤气流的关键，经反复试验后，青钢1800m3高炉风口面积控制在0.28㎡左右,标准风速控制在180m/s，鼓风动能控制在8000-9000kg.m/s。

3.2.4装料制度

保持高炉顺行，不同的原燃料条件，边缘和中心气流的控制标准不同。

1）原燃料条件不好时，在打透中心的同时，适当疏导边缘。边缘温度可以控制在80至100℃；中心温度控制在550℃。

2）原燃料条件较好时，要抑制边缘，疏导中心，边缘温度可以控制在60至80℃；中心温度控制在600℃左右。

青钢高炉长期稳定顺行也得益于大α角的合理使用。2^#高炉开炉初期，按照开炉装料测量角度进行操作，高炉顺行可以，但高炉冷却壁水温差一直在6℃左右，居高不下；炉身下部铜冷却壁温度大于100℃。在矿焦布料角度不断增大的试验过程中，当布料角度由41°增加到47°时，高炉冷却壁水温差恢复到3℃左右，炉身下部铜冷却壁温度都回到了60℃以内。

表3  1^#高炉布料矩阵变化

  表4 2^#高炉布料矩阵变化

3.3日常操作管理

青特钢高炉工长从原来500m3高炉直接跨越式进入1800m3的大高炉操作环境，在操作思路和调剂方法都亟待提高。为此青钢炼铁作业部制订了一系列的异常状态下的高炉操作应急预案：

3.3.1高炉低料线操作

当高炉出现崩滑料或设备不能上料时，预计料线超过正常料线1.0m以上，开始进行减风、加煤加净焦、轻负荷等操作，发生减风时，第一时间向炉长、调度汇报。

表5高炉冷却壁水温差变化及炉身下部温度变化

3.3.2停煤操作

a、计划停煤，时间小于1小时或影响煤量小于5.0t，有炉温基础可不补充焦炭，可适当补煤。否则要提前退全焦负荷，按照当时炉温基础适当补焦。

b、停煤时，要立即减风，同时停氧，控制料速要低于正常水平。当炉温很处于规定下限或趋于下行时，减风幅度要大一些，防止炉凉。

c、若长时间不能恢复喷煤，要退全焦负荷，退之前要按：“补焦量=亏煤量×补焦系数×置换比”进行补焦。

d、减煤初期，铁水[Si]略有回升时，不允许加风，只允许在恢复喷煤后或插加焦炭到达风口时，在缓慢回风。

3.3.3风机拨风系统

青特钢为两座高炉配置了三台轴流风机（AV71-15），为安全生产需要，设计了拨风系统。当一座高炉风压低于120KPa，风量小于1100m3/min，且高炉没有向风机发出休慢风指令时，拨风系统自动启动。

3.4出铁管理

新高炉生产，炉前设备故障率偏高，对秩序除铁影响较大；为此，炼铁作业部对炉前出铁工作进行精确的量化管理。主要控制项目如下：

1）出铁时间120分钟；

2）铁口深度3000-3200mm；

3）打泥压力：200-240kg；打泥量：180kg/次；

4）钻头使用：45mm和50mm；

5）出铁流速：4-6t/s；

6）出铁间隔：0-20min；

7）出铁次数10-12次/d；

8）如果出铁后1.5小时不来渣，双铁口出铁。

3.5加强设备管理，降低休风率

明确职责，建立操作人员、点检作业区人员岗位巡检的设备点检制度，及时发现、消除事故隐患，各岗位巡检人员配备了红外线测温枪，有效地保证了电机、高温管道的安全使用。青钢高炉开炉一年时间，除铁口灌浆和处理热风管道两次休风外，基本无事故休风。

4、青特钢大高炉生产实践结果

4.1高炉指标情况

1^#高炉投产一年来，虽然合理采用了中心加焦技术，煤气利用高，技术经济指标较好，燃料比持续低水平；2^#投产后，选择性地延续了1^#高炉的部分操作模式，高炉迅速达产，各项技术经济指标良好，见表6和表7。

表6青钢1^#高炉投产一年以来主要操作指标

表7青钢2^#高炉投产1个月以来主要操作指标

4.2合理燃料比快速确定

4.2.1青钢1号高炉开炉实现了一周快速转入正常，1号炉在喷煤投入后，起喷煤比120kg/t，非常顺利。

4.2.2青钢2号高炉开炉同样一周时间转入正常，随后，在20余天，煤比稳定达到150-160kg/t，块矿比例达到20%，高炉指标良好，始终可控、顺行。

5 结论

青钢通过环保搬迁,在发挥临港优势的基础上，充分考虑了自身原料条件、装备水平，通过操作思路的灵活转变，实现了新区大高炉的长期稳顺，技术指标和成本指标的双赢。

5.1 精料方针依然是高炉产期稳顺的先决条件；烧结矿和焦炭质量的科学控制，是技术质保和成本指标双赢的基础。

5.2 中心加焦技术和镁铝比控制标准不能一刀切，需根据高炉原燃料条件和高炉实际情况确定，最佳控制标准需多方位、多角度综合考虑。

5.3 解决铜冷却壁的稳定使用对高炉的长期稳顺至关重要；炉腹铜冷却壁渣皮难以稳定控制的问题，需要继续关注。

5.4 在青钢特有条件下，高炉运用多种有效手段进行调控，中心气流的流束小，稳定强劲。高炉达到了长期稳定顺行；同时也为铜冷却壁的维护进行了有效尝试。