楊君，韋政，陳新峰
摘 要：韶鋼所處粵北地區，運輸成本相比沿海地區處于劣勢，面對鋼材市場出現的下滑，公司提出節能減排等經營戰略目標，進一步降低燃料消耗顯得更加緊迫。韶鋼 8 號高爐 2020 年 12 月 25 日停爐中修，集中更換燒損的 8、9 段冷卻壁，同時對爐缸進行整體澆筑，快速恢復爐型。同時在線對熱風爐進行修復，使風溫 1160℃提高到 1200℃，投產后高爐勇于探索，創新思路，實現了高爐爐型快速修復和熱風爐在線修復，同時對原燃料質量加強管控、提升高爐操業能力和強化爐前出鐵管理等措施，高爐爐況長周期穩定順行，高爐技術經濟指標得到明顯改善，燃料比從原來 506kg/t 下降至 499kg/t，達到低燃料比生產的效果。
關鍵詞：高爐 穩定順行 低燃料比
1 概述
韶鋼 8 號高爐爐容 3200m3，設有 4 個鐵口，32 個風口。高爐采用了軟水密閉循環系統、銅冷卻壁、薄壁爐襯、陶瓷杯復合爐襯、串罐無料鐘爐頂系統、皮帶上料、熱風爐+雙預熱、嘉恒法沖渣、煤氣在線分析等先進技術，設計一代爐齡 15年。2022 年以來，加強對原材料質量進行管控，跟蹤燃料質量變化趨勢及做好異常變化應對措施，同時逐步完善高爐操業管理，結合上、下部調劑優化送風制度，高爐爐況維持長期穩定順行，技術經濟指標進一步得到提升，其中利用系數由2.45 提高到 2.61，燃料比由 511kg/t 下降到500kg/t 的水平，取得了良好的經濟效益。
2 低燃料比生產實踐
2.1 爐缸中修澆筑，快速修復爐型
完整的高爐爐型是進行降低燃料比的基礎，8號高爐生產進入爐役后期，從 2019 年 9 月份開始，高溫區銅冷卻壁出現集中破損漏水現象，1#、3#鐵口方向第 8、9 層銅冷卻壁累計損壞水道 43 條，分布在 17 塊冷卻壁上，并呈現快速向兩邊擴散的現象，高爐無計劃休風頻繁，全年休風高達 18 次，休風率達到 3.1%。無計劃休風頻次高，氣流不穩定，操作爐型難以維持穩定，燃料比居高不下，隨著漏水區域的擴大，燃料比呈現逐步上行趨勢，全年燃料比高達506kg/t，為了盡快恢復操作爐型，穩定氣流分布，8 號高爐決定開始開展為期 40 天的中修，對高溫區 8-9 層銅冷卻壁進行全部更換，爐缸進行整體澆筑，中修完畢高爐即可投產，通過制定合理的開爐方案，開爐三天即進入高產低耗狀態。冷卻壁漏水情況見圖 1。
2.3 熱風爐在線修復，確保風溫維持在 1200℃平臺
風溫是高爐最經濟的燃料，在生產中 100%被使用，同時高風溫有力利于煤粉燃燒，有利于提高煤比減低焦比，對降低生鐵成本是有利的。8號高爐有 4 座內燃式熱風爐，采用兩燒兩送送風模式，正常生產時風溫 1200℃，投產至今，熱風爐出現不同程度的隔墻掉磚、垮塌、燒穿現象，部分砌磚及耐材落入燃燒器中，堵塞燃燒器，使燒爐困難，風溫水平逐步降低，為了保障風溫的使用，決定采取在線修復熱風爐的模式，即采用“兩燒一送”送風，修好一座投入一座模式，在熱風爐全部修復后，風溫逐步上至 1200℃，在風溫恢復后，燃料比呈現下降趨勢。2022 年 10 月高爐風溫恢復正常，風溫趨勢變化 圖 2。
2.4 穩定原燃料成分
穩定的原燃料成分對煉鐵系統生產管理及高爐穩定順行有重要影響,煉鐵作者用"七分原料三分操作"來說明原燃料條件對高爐生產的決定性作用，穩定的原燃料成份是高爐順行的基礎，因此抓好原燃料管理是降低燃料比的重要措施。8號高爐配礦結構為：燒礦（73%-77%）+球礦（7%-10%）+生礦（13%-15%），熟料比在85%-87% 間調整，燒結礦自產 6 燒，焦炭維自產新 6 米焦炭，球團主要有中信球、龍騰球，生礦以澳礦為主。
2.5 提升燒結礦轉鼓、亞鐵、堿度穩定性
日常生產中高爐用燒結礦模式為 6 號燒結機料 90%+10% 5 號燒結機料，隨著 8 號高爐產量跨越式突破，日產8300t 直接躍升至日產9000t 平臺，燒結礦產量出現無法滿足生產的趨勢，為了滿足生產所需用量，燒結采用厚料層燒結工藝。燒結礦質量波動加劇，轉鼓、亞鐵、堿度超出控制范圍頻次增加明顯，通過對三項指標設定合理的控制范圍，優化燒結工藝參數，燒結礦質量的穩定性明顯好轉。結礦轉鼓（圖 3）、氧化亞鐵（圖 4）、堿度（圖 5）。
2.6 穩定焦炭 CRI 和 CSR 指標
焦炭在高爐內的骨架作用是沒有任何其他原燃料所能替代的，特別是軟熔帶及滴落帶內的骨架作用影響高爐整體順行，焦炭性能變差及在爐內劣化是造成失常的主要原因之一，造成高爐消耗大，成本高，正因為如此，對大高爐來說穩定的焦炭質量顯得尤為重要，CRI 和 CSR 兩個指標是高爐工作者重點關注的指標，8 號高爐重要使用自產新六米干焦，要求 CRI 在 23%-26%間，CSR在不小于 68% 圖 6 CRI、CSR 趨勢圖。
2.7 加強雨季篩分管理，減少入爐粉末
球礦重要有外購中信球、龍騰球、PB 塊礦、海南礦。高爐生塊配比基本在 15%左右，進入雨季生產后，因篩分困難，大量粉末進入入爐，影響高爐透氣性，高爐順行難以保證。為了減少大量粉末入爐，根據現場原材料含粉情況及時調整生塊比例。加強原料篩分管理，礦篩篩速控制在5～6.0 t/min，焦炭篩速控制在 1.8～2.0 t/min，記錄篩網的使用情況，制訂相應的篩分管理制度，加強對篩網的檢查力度，發現堵篩現象及時處理， 提高篩分效果防止粉料入爐。
2.8 優化高爐操作，持續提升高爐穩定性
高爐要實現長期的穩定順行，必須加強對日產生產的管理，重視對重要參數的控制，建立適合不同原材料條件下的調節模型。
2.9 優化送風制度，維持高爐爐況長期穩定順行
下部調劑是高爐調劑的基礎，其重點是選擇合適的進風面積，來獲得充足的鼓風動能，以達到活躍爐缸的目標。鼓風動能是影響燃燒帶大小和形狀的主要因素，進而決定了煤氣流的初始分布。將鼓風動能控制在適宜的范圍內是獲得合理的煤氣流分布，保證高爐順行的根本性措施之一。對于爐缸直徑超過 10m 的大高爐，要控制足夠的鼓風動能，以確保中心煤氣流的穩定和中心焦的活性。8 號高爐通過綜合運用上部布料檔位、料線、批重等裝料制度手段，控制爐喉徑向合理的O/C，使邊緣與中心煤氣量之比合適，并配合下部鼓風動能、理論燃燒溫度等送風制度參數的調整，確保了煤氣流分布合理，高爐熱負荷相對穩定，爐況穩定順行。圖 7 Q 值 J*10^7/h 趨勢圖。
2.10 提高高爐穩定性，加強 Z、W 值的控制范圍
高爐爐內煤氣流分布狀況是影響熱負荷波動的一個主要的因素。W 值為爐頂十字測溫邊緣 4點平均值與爐頂溫度 4 點平均值的比值，Z 值為爐頂十字測溫中心 5 點溫度之和與爐頂溫度 4 點平均值的比值，8 號高爐 W 值一般為 0.55～0.75，Z 值一般為 5.5～8.5，生產實踐表明，W 值和 Z 值能在一定程度上表示高爐邊緣與中心氣流的相對強弱。8 號爐通過對比以往左右指標和總結，在上部料制為 
時， W 值和 Z 值相對合適，即 W 值在 0.55～0.75，Z 值在 5.5～8.5，高爐順行狀態較好，產、指標最優。在日常操作過程中，重點關注十字測溫邊緣溫度和爐體溫度的變化作適當的調整，形成合理的邊緣與中心氣流，防止邊緣過旺或邊緣過重，引起爐體渣皮大幅度脫落，造成熱負荷大幅度波動。
2.11 提高爐溫穩定性
爐缸熱制度是冶煉的根本條件 ，選擇適當的爐缸溫度可獲得最佳的冶煉效果和經濟技術指標。控制好鐵水溫度，近幾年 8 號高爐爐溫的底線控制標準不斷上調，從原來 1495℃提升至現在的1510℃，高爐爐況的穩定性進一步加強， 充足的爐溫提高渣鐵的流動性，有利于渣鐵分離出凈渣鐵，同時有利于爐渣脫硫，提高生鐵質量進行低硅冶煉 ，生鐵中 w(Si)每降 0．1％可降焦 比4～5kg／tOre)，是實現增產節能的重要措施 。8號高爐根據實際測溫 ，生鐵中 w(Si)控制在0．25％～0．6％的范圍之內，不僅能滿足高爐爐況穩定，而且能顯著降低高爐消耗。鐵水溫度穩定，軟融帶的位置就相對固定。當鐵水溫度波動時，由于軟融帶的位置上下移動，引起爐體渣皮的脫落，導致爐體熱負荷大幅度波動，高爐消耗大幅增加。8 號高爐控制鐵水溫度 1510～1540℃，[Si]：0.25%～0.6%，R：1.18～1.25 控制，能很好的滿足生產需要，同時也能達到降低燃料比的目標。
2.12 規范爐前出渣、鐵管理
在高冶強生產條件下，因產日產量大幅增加，渣量同步大幅度增加，爐前是否能及時出干凈渣鐵對高爐的順行尤重要，因此，建立規范的爐前出渣出鐵管理制度，是高爐穩定順行的重要保證。
爐前管理措施 ：（1） 嚴格控制鐵口深度 ：3500-3900mm，正常使用鉆頭 55mm，穩定打泥量在 6 格，出鐵時間 120-140 分鐘控制；（2）加強對重點設備的聯合點檢，對爐前核心設備開口機、泥炮開展聯合設備方的聯合點檢，通過每周兩次的聯合點檢，把設備隱患提前處理；（3）建立異常爐況處置方案，在高爐出現異常情況時，如爐內憋渣鐵、見渣率低時的處置方案、匯報機制，確保高爐平穩過渡；（4）建立正向激勵機制，對班中發現重大隱患、對生產做出較大貢獻的班組、個人予以正向激勵，發揮全員主動性。
3 生產實踐效果
高爐生產以低消耗為導向，提升高爐操作管理水平，提升高爐爐況穩定性，燃料比在 500kg/t左右，達到了優質、低耗、高產的目標。
4 結語
8 號高爐通過及時對爐型的休復，熱風爐在線休復工作，為高爐的取得低成本打下良好的基礎，通過總總結從開爐到現在的最優指標，找到核心參數，優化高爐送風制度，制度合理的熱制度、造成制度標準，強化爐前出渣鐵管理，高爐實現了操作爐型長期合理穩定，在 2022 年生產中，鐵產量 301.3 萬噸，打破歷史最好記錄，燃料比持續降低，從 506kg/t 降至 499kg/t，在 2023 年生產中，焦比進一步降低至 331kg/t，取得了良好的經濟效益。
參考文獻
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[2] 朱勇軍,朱錦明,華建明.寶鋼4號高爐降低燃料比生產實踐[J].煉鐵, 2016, 35(6)