昆钢2500 m3高炉提高利用系数生产实践.pdf

2021 年，昆钢 2 500 m3高炉通过提高入炉品位、降低休风率、精细化操作管理、强化冶炼等措施，大幅度提高了高炉的利用系数，实现了高产、低耗生产。关键词高炉利用系数品位休风率精细化操作管理强化冶炼1 前言2021 年，昆钢 2 500 m3高炉有效容积利用系数 2.56 t/m3d，5 月份更是高达 2.81 t/m3d，较2020 年的 2.51 t/m3d 明显提高，如果排除政策性限产因素，预计全年应在 2.78 t/m3d 以上。这对于综合入炉品位仅55.61%的昆钢来说属实不易，特将相关工作成果总结归纳如下。2 提高利用系数的措施昆钢2 500 m3高炉主要采取了提高入炉品位、降低休风率、精细化操作管理、强化冶炼等措施，实现了利用系数和技术经济指标的全面提升。2.1 提高入炉品位由于昆钢的区位特点，高品位矿石采购困难，2021 年，通过转变观念、拓宽采购渠道等措施，昆钢有效的提升了入炉品位，主要成果如下：（1）通过在造堆过程中增加进口矿粉配用量，烧结矿品位由 2020 年的 52.378%提高到 2021 年的 53.454%。（2）通过推行球团所用主要矿粉的“提铁降硅”工作，高炉增加了品位较高的球团矿用量，球团矿配比由 2020 年的 22.228%提高到 2021年的 23.438%。（3）通过调整炉料结构，2021 年的高品位块矿配比为6.54%，比2020年的5.95%增加0.59%。（4）综合入炉品位由 2020 年的 54.74%提高到 2021 年的 55.61%见图 1。图 12021 年 1 12 月综合入炉品位情况2.2 降低休风率2021 年设备维护较为到位，因设备、工艺产生的临时休风率降低 0.02%；同时，强化了计划检修的进度管控，高炉的三次计划检修均实现了提前复风。亮点工作如下：（1）之前，高炉喷吹煤种发生变化，煤粉粒度加大，加上煤枪供货厂家变化，煤枪材质不同，原有的煤枪调整制度和方式与变化衔接不足，小套损坏频繁，休风次数增加。针对这一情况，炼铁厂做了充分的分析与研究，通过建立插枪模型，在充分考虑到煤粉成分的变化对风口前燃烧状态变化的影响后，形成新的调枪制度和方式，有效的减轻了煤粉洗刷小套的情况。同时，对吹管进行了改造，将煤枪角度由 10改为 9，这也促成了临时休风率的有效降低。（2）在日常的设备点检维护基础上，炼铁厂切实落实设备包机制度，实现了全年高炉因设备原因的休、慢风率均为零。并且，针对原燃料质昆钢2 500 m3 高炉提高利用系数生产实践2023 年第 1 期 9 量波动的情况，考虑到入炉粉末的增加可能会造成上密阀的损坏，炼铁厂还主动出击，采取每星期检查、清理一次上密阀密封面的方式，保证了上料设备的可靠运行。2.3 精细化操作管理2.3.1 合理配用煤焦昆钢新区于 2012 年投产，始终“生存在严峻的环境中”，由于投产的只是新区一期工程的一部分，没有铁路贯通，所以高炉所用原燃料均依靠外部采购和汽车拨运，这就造成原燃料经常出现二次污染和成分波动。同时，受周边矿产资源枯竭以及近几年煤焦产能缩减等因素影响，昆钢频繁出现原燃料采购困难的情况。原燃料质量不理想怎么办？炼铁厂大胆创新，形成多个“昆钢先进操作法”，包括焦炭按质量优劣和水分高低区分使用等，这样就做到了入炉焦炭总体质量和水分的相对稳定，进而提高了高炉炉温的稳定程度3。同样，针对原煤水分重，落料口经常卡塞，导致配煤不均匀这一情况，炼铁厂进行了落料口改造和烘干参数调整，再加上 24 小时的人工盯防、及时疏通，保证了潮湿煤粉的顺利下落和稳定配比，做到了混合煤粉成分的相对稳定。2.3.2 保证块矿使用7 月份，为进一步提高综合入炉品位，公司组织了一些南非块矿进厂，炼铁厂积极响应，在雨季使用块矿。为克服块矿粉末多，易堵塞下料口，人工清堵难度大这一困难，炼铁厂通过采用球团矿+块矿的混用模式，利用球团矿强度好、易滚动的特性，将它作为块矿的“车轮”，突破了雨季块矿的使用瓶颈，有效的提高了高炉综合入炉品位。2.3.3 灵活使用熔剂2021 年，高炉熔剂单耗为 0.292 kg/t，而2020 年高炉熔剂单耗为 0.071 kg/t。这主要是针对烧结产能不足这一情况，炼铁厂通过在高炉侧配加石灰石的“原始方式”，在烧结低仓存时，既保持了炉况的稳定顺行，还降低了烧结矿消耗量，缓解了短时的烧结矿供应紧张的被动局面。虽然这样做会造成高炉燃料消耗的增加并且增加高炉粘结的风险，但可以保证新区大工序的生产组织，降低炉况参数调整频次或仓位波动幅度。2.3.4 抓好炉前出铁工作出口关同样重要，为保证渣铁的及时排放，炼铁厂通过大组长跟班指导、堵泥配用及时调整等措施，保证了渣铁的顺利、及时排放1。这些工作，堪称细致入微，例如：考虑到铁口夹角可能对气流的影响，每次铁沟轮换使用时，均抓紧施工周期，力争提前投用 3#铁口。并且，各生产小班，认真执行铁口开穿率等炉前攻关项目，从而保证了渣铁的顺利排放。（见表 1）月份铁口深度合格率出铁正点率断杆率钻头耗用1 月份90.0298.298.275342 月份90.0798.238.885133 月份90.8098.227.654774 月份91.5498.117.694675 月份90.9299.047.884316 月份91.2599.117.444837 月份92.1699.367.054768 月份92.0399.136.994339 月份92.3399.145.7742110 月份93.3299.075.7642111 月份93.1999.104.5843612 月份93.6399.194.29414合计91.7798.836.855 506表 12021 年部分炉前攻关指标完成情况昆 钢 科 技2023 年第 1 期 10 年份焦比（kg/t）煤比（kg/t）燃料比（kg/t）2021 年371.859152.893524.7522020 年381.000150.817531.817表 22021 年与 2020 年提煤节焦工作对比表2.3.5 操作制度精细调整炼铁厂通过高炉送风与装料制度的配合调剂，实现了高炉入炉风量的增加，包括：（1）根据送风制度的变化，及时调剂高炉矿批、负荷，及时调整高炉操作方针；（2）考虑到原燃料质量造成的炉温难控问题，明确规定炉温下限，并且缩窄炉温控制范围以应对炉温波动；（3）通过精细化的调整和“一班三看原料，两个小时观察一次风口”的工作态度，保证了操作调剂的及时性；（4）考虑到粘结的不规律性，将冷却水调整细化到冷却壁的单个水道。2.3.6 强调定量调剂的重要性针对原燃料质量下滑且波动较大这一情况，炼铁厂强调定量调剂的重要性，如：焦炭质量下滑，应按照反应性（CRI）升高 1%，燃料比升高3 kg/t 进行定量调剂；如煤粉固定碳下降 1%，应按照煤比增加 2%来进行定量调剂；至于烧结矿冶金性能对燃料消耗的影响，主要是体现在煤气利用率上，可按 CO降低 1%，燃料比增加 4 kg/t定量计算。2.3.7 注重炉体安全维护随着高炉强化冶炼程度的提高，昆钢 2 500 m3高炉的炉腹煤气量指数达到 67 m/min，炉体热流强度明显增加，尤其是炉缸区域，必须重点监护。为保障高炉强化冶炼的安全进行，炼铁厂充分研究联合软水密闭循环系统的特点，经过摸索，形成了独特的炉体冷却强度调整模式，该模式既可以保证炉缸的冷却强度，又可以保持炉体上部的合理操作模型，成为了强化冶炼的有效保障。2.4 强化冶炼措施的推行得益于上述诸多举措的推行，高炉具备了进一步强化冶炼的条件2。2.4.1 增加入炉风量2021 年的高炉入炉风量为 4 538 m3/min，2020 年的高炉入炉风量为 4 500 m3/min；2021 年的富氧率为 4.06%，2020 年的富氧率为 3.94%。可以看出，高炉强化冶炼程度不断加深，这也是高炉利用系数提升的主要推手。2.4.2 提煤节焦2021 年，昆钢 2 500 m3高炉利用综合入炉品位提升、煤气利用率提高（2021 年煤气利用率为46.66%，2020 年煤气利用率为 45.69%）的有利时机，大力开展提煤节焦工作，取得了煤比提高2.076 kg/t，而焦比降低 9.171 kg/t 的理想提煤节焦效果。（详见表 2）大家公认，提高了高炉产量直接有效的方式就是降低高炉燃料比，因为燃料比降低，高炉燃烧耗时减少，炉料下降加快，高炉产量必然增加。因此，2021 年燃料比较 2020 年降低 7.065 kg/t，必然对提高产量起到了积极作用。3 利用系数提升效果由表 3 可以看出，2021 年全年生产生铁2 336 923.241 t，比 2020 年多 33 629.711 t；高炉有效容积利用系数 2.56 t/m3d，较 2020年 2.51 t/m3d 提高 0.05 t/m3d；高炉其他技术经济指标理想。4 结语从生产实践可以看出，要想提高高炉利用系数，应着重在以下几个方面做工作：（1）提高入炉品位；（2）加强设备管理，降低高炉休风率；（下转第40页）昆 钢 科 技2023年第 1 期 40 的调整，促进高炉更加长周期稳定顺行；（2）根据炉型和设备特点，调整合理的风口布局、装料制度、冷却制度、操作方针和有效的渣铁排放，既能避免原燃料质量下降形成破坏作用的重叠，也能避免炉身渣皮频繁结厚和脱落，为煤气流的合理稳定分布奠定，也为炉身渣皮稳定性控制创造条件，从而助力高炉实现长周期稳定顺行；根据原燃料质量变化适时调整装料制度，避免原燃料质量下降形成破坏作用的重叠，稳定煤气流的分布以保持炉况的稳定顺行；（3）受各类因素影响，新区 2 500 m3高炉长期保持较高冶炼强度和较高的有害元素负荷，使炉身 9 段冷却壁破损逐渐增加，这对炉身渣皮的稳定性控制提出更高挑战，这需要结合自身现有条件，打破惯性、创新思想，采取一切可以调剂的措施稳定炉身渣皮形成有效保护，这也是下一步高炉长寿生产探索的关键。参考文献1 周传典.高炉炼铁生产技术手册 M.北京：冶金工业出版社.2018.284-287.2 刘云彩.现代高炉操作 M.北京：冶金工业出版社.2016.108-112.3 卢郑汀，张志明，李淼.昆钢新区 2 500 m 高炉炉型维护探索 J.昆钢科技，2017，2：21-28.4 李智广，董科伟.鄂钢新 1 号高炉炉体工艺设计J.炼铁，2010，3：42-46.5魏波，童静，陈先利.高炉冷却壁破损原因分析J.中国铸造装备与技术，2011，1：39-42.表 32021 年部分技术经济指标项目单位项目单位风温1 213风量m3/min4 538.417熟料率%93.463风速m/s235.167非计划休风率%0.031透气性指数24 442.833熔剂单耗kg/tFe0.292一级品率%99.762鼓风加湿g/m30产量t2 336 923.241生铁含硅%0.320利用系数t/m3d2.562入炉品位%55.605综合冶炼强度t/m3d1.260焦炭灰份%13.728焦比kg/tFe371.859煤比kg/tFe152.893慢风率%0.020富氧率%4.058煤气 CO2%21.633（3）加强精细化操作管理，包括加强原燃料内部质量管控、加强高炉操作精细化程度；（4）采用强化冶炼措施等。参考文献：1 周传典主编.高炉炼铁生产技术手册 M.北京：冶金工业出版社，2003.314.2 项钟庸.低燃料比条件下的高炉强化冶炼 J.炼铁，2011，30(2)：22-25.3 李淼.昆钢新区 2 500m3高炉生产技术进步 A.全国高炉炼铁学术年会论文集 C.2017.156-162.（上接第 10 页）