莱钢2号1 880 m3高炉炉役后期低燃料比冶炼实践

王尚东

（莱芜钢铁集团银山型钢有限公司型钢炼铁厂， 山东 莱芜 271104）

莱钢2号1 880 m3高炉炉役后期低燃料比冶炼实践

王尚东

（莱芜钢铁集团银山型钢有限公司型钢炼铁厂， 山东 莱芜 271104）

针对莱钢型钢炼铁厂2号炉的影响炉况顺行和高炉燃料比等多个方面进行研究，通过“开发稳定焦炭干基入炉量控制技术”、“上部实现精准布料”、“酸性料及焦丁平铺技术”等创新技术的实施，最终实现延长高炉使用寿命和低燃料比冶炼的目的。

燃料比 干基入炉量 精准布料 平铺技术

通过对莱钢型钢炼铁厂2号1 880 m3高炉采用一系列先进技术，在炉役后期护炉、长期限产和配吃经济炉料的不利条件下，高炉炉况稳定性提高，经济技术指标有明显提高，吨铁成本全年有10个月低于对标单位永锋钢铁厂，提高了整个集团公司在钢铁行业的竞争力。

1 炉役后期现状

1.1 炉役后期影响高炉指标提升

近三年以来，莱钢型钢炼铁厂2号1 880 m3高炉炉缸侧壁温度出现阶段性升高现象，需要进行护炉操作，严重影响高炉的正常生产。一旦炉缸侧壁温度上升，必然要增加钛球的配比，给降低生铁成本增加了难度[1]。

1.2 原燃料质量下滑影响指标提升

进入炉役后期生产阶段，原燃料质量不会有根本性的改善，甚至还会进一步劣化：大比例配吃塞拉利昂等经济炉料，使入炉品位低，锌、碱金属等有害元素含量高；焦化厂焦炉处于炉役后期需经常进行检修，检修期间需要配加水熄焦，在干、水熄焦转换时由于调剂不当往往导致炉况波动，2013年开始水熄焦配加频次大大增加，比例有时达到80%以上，2015年、2016年配吃比例进一步加大。长期大比例配吃水熄焦对炉况的长期稳定顺行造成了很大影响。

1.3 上部冷却壁损坏影响高炉操作炉型的合理性

2009年至今，2号1 880 m3高炉上部冷却壁出现大量损坏，影响到高炉操作炉型，时常漏水也导致炉况波动，并影响高炉寿命。

现代化高炉生产面临的主要挑战是实现高利用系数、优质铁水、低成本和延长高炉使用寿命[2]。降低燃料比是降低高炉生产成本最主要的途径[3]。以上问题是影响炉役后期高炉低燃料比冶炼和生铁成本降低的关键，也是摆在莱钢炼铁工作者面前一个很严峻的课题。

2 关键技术措施

通过采取技术手段能及时反馈焦炭干基变化，以利于解决频繁配加水熄焦时焦炭水分波动的问题，保证高炉稳定顺行；发明专利，实现上部精准布料；对酸性料和焦丁在烧结矿带上的平铺进行跟踪研究，提高煤气利用率。

2.1 开发软件，稳定焦炭干基入炉量

莱钢型钢炼铁厂1、2号高炉近年来配加水熄焦频繁（见表1），莱钢高炉操作者通过长期对水熄焦影响炉况的情况进行分析研究，开发出了焦炭通量指标和K-C公式，解决了配加水熄焦时焦炭水分波动及焦炭CSR大幅降低影响炉况顺行的问题，保证了高炉的稳定顺行。

表1 2013—2015年配加水熄焦时间统计

2.1.1 焦炭通量指数开发原理

在配加水熄焦时我们所要达到的目标就是保证入炉干基焦炭量的稳定，正常条件下焦炭粒度组成变化较小，如果入炉干基焦炭量和焦炭粒度组成都相同，则焦炭体积应相同。因此找到一个衡量焦炭体积变化的参数，通过调整焦炭水分即焦炭干基入炉量保证此参数稳定即可。

通过分析研究，确定在下罐节流阀处以焦炭通量指数作为衡量干基焦炭体积的参数。在布料时调整布料制度，布料时间t和料流开度γ都是变化的，节流阀边长为L，γ×L表示打开的节流阀边长，焦炭连续通过节流阀，（γ×L）2代表了节流阀口面积，t表示焦炭通过时间，则焦炭体积即焦炭通量q可以表示为：

图1 焦炭通量计算参数示意图

2.1.2 干、水熄焦过渡中通量指标操作法的应用步骤

由于焦炭干熄焦系统停机时需要逐渐降负荷，因此配加水熄焦一般不能一步到位，需要分步调整。

1）首先根据配加水熄焦计划比例，确定大概设定的焦炭水分。

2）水熄焦开始入炉后关注焦炭通量变化，在连续两批焦炭通量指数低于正常指数15以上时，按需调整水分的一半。

3）继续观察调整后的焦炭通量指数，如果调整后仍低于正常通量指数，则再次逐渐小幅度调整水分，直至达到正常指数范围。

4）一般3～4 h后，入炉水熄焦达到计划比例，参照焦炭通量指数调整水分到位，并通过焦炭通量指数验证水分调整是否合理，如果指数波动超过10，则需进一步调整。

由配加水熄焦转全干熄焦过程相反操作即可。在水熄焦配加频繁的情况下，通过利用焦炭通量指标和K-C公式，减小了配加水熄焦时焦炭水分波动对炉况的影响，保证了高炉稳定顺行。

2.2 采用时间布料方式，参考圈数布料

传统的按照圈数布料精度差，由于电脑计数器的限制，β圈数设定只能为整数圈，不能对半圈的情况进行设定。后来让自动化部门人员对时间程序进行修订，增加焦炭第六档时间，这样就解决了半圈无法设定的问题，但其精确度只有0.5圈，相当于3.7 s。但采用时间布料可以精确到1 s。溜槽在布料时可7.5 s转一圈且状态稳定，由自动化部增加修改程序，以料流调节阀开为基准进行时间计数，因料流调节阀开的速度较慢，可产生2～3 s延时；时间由程序输出，不存在原编码器4～20 mA信号受到干扰的问题，保证了计数准确；当某一布料挡位圈数跳变时，如圈数设定为3圈，已变为了4圈，但时间设定为22.5 s，若该档位布料时间未到22.5 s，仍需继续布料，就确保了该档位布料准确。同时，采用时间布料，可以通过在某个档位增加或者减少布料时间来实现精准调剂。

近2年来，不断完善2号1 880 m3高炉时间布料方法，并发明一种高炉布料方法的专利。发明的高炉布料方法包括以下步骤：按照调整的档位αn与其相对应的布料时间tn进行布料，所述调整的档位αn与其相对应的布料时间tn的关系为：档位α1的布料时间t1=t0×Q1+t'-t"+t；αn的布料时间tn=t0×Qn-t"+t，n≥2。其中，t0为高炉溜槽的转速，t0=7～8 s/圈；Q1为布料圈数；t'为物料经溜槽到炉内的时间，单位为s；t"为变换档位后的延时，单位为s；t为高炉调剂调整时间，t=-5～5 s。本发明提供的时间布料法，能够简化高炉布料操作，当料批调整时，只需调整料流γ开度就可以调整到位，布料总时间及每个档位布料时间都不用重新调整就可达到均匀布料的目的，简化了高炉操作。在炉顶料单画面中增设“布料切换按钮”以实现时间布料法与圈数布料法的切换，同时增加时间设定，增设时间布料历史趋势画面，以便于监控。该方法继承了时间对照布料法的优点。在相应档位设定好圈数后，时间就会相应改变，如果设定为3圈则后面相应的时间为22.5 s。

2.3 采用酸性料及焦丁平铺技术，可提高铺平率

对酸性料、焦丁平铺的总体要求是：球团、生矿平铺在烧结矿料面的前部，原则上，焦丁平铺在矩阵中矿石的最外两环以内；上料主控室人员每班至少测定一次球团、生矿、焦丁的平铺情况，并如实做好记录；车间人员至少每天一次观察主皮带机头球团、生矿、焦丁的平铺情况，根据实际情况做好调整；因秤斗闸门开度等原因导致球团、生矿布在烧结矿料面的后部，若导致中心气流减弱，可以临时在中心附加焦2～5 t。

2016年开始，对2号1 880 m3高炉酸性料的平铺规律进行研究，重点研究酸性料的长度和位置，并由主任在每天厂调度会上进行汇报。第四季度开始重点探讨焦丁平铺对炉况的影响。2号炉逐步将焦丁延时由30 s调整为10 s，后来由10 s调整为5 s，同时调整槽下焦丁闸门开度，将焦丁平铺率从原来的10%提高到25%左右。使焦丁尽量布在矿石的最外2环，使边缘透气性得到改善，边缘气流趋于稳定。把生矿、球团矿、小焦在整个烧结矿矿带上的长度及平铺情况做成图形，便于上料操作人员观察。如果酸性料在烧结矿矿带上铺的太短或者位置过于靠前、靠后，操作人员可通过对闸门开度、延时等进行调整，实现预期的平铺水平。

3 应用效果

1）莱钢2号1 880 m3高炉已安全运行11年，单位炉容产铁截止到2016年12月底达到8 682 t（按照2 213 m3的实际炉容计算）。目前，高炉上部冷却壁损坏的趋势得到抑制，炉缸侧壁温度得到有效控制。炉缸二层各点温度基本控制在120℃以下，实现了高炉长寿的目标。

2）在行业形势不好的情况下，实现了高炉产量从4 900 t/d到4 100 t/d区间的灵活可控性，为整个集团公司的经济运行提供了有力保障。

3）高炉燃料比在炉役后期护炉情况下有明显降低。表2是2号1 880 m3高炉2016年与2015年燃料比对比情况。

表2 2号1 880 m3高炉2016年与2015年月均燃料比对比情况

从表2可以看出，在入炉品位均为56.1%的情况下，2016年与2015年相比，燃料比降低5 kg/t，生铁硅数基本持平。同时，2016年生铁成本除了1、2月份比对标单位永锋钢铁厂高外，其余10个月份均低于永锋钢铁厂，有力提高了整个集团公司的竞争力。

4 结语

2016年至今，莱钢型钢炼铁厂2号1 880 m3高炉炉缸侧壁温度得到有效控制，经济技术指标持续改善，创造了较大的经济和社会效益。2号1 880 m3高炉炉役后期的低燃料比冶炼技术，在延长高炉寿命、降低生铁成本、提高经济技术指标和产品竞争力方面具有非常重要和长远的作用，在国内各大钢铁厂具有较好的推广应用前景。

[1] 郭东，王尚东，周生华.莱钢2号1 880 m3高炉炉役后期低成本冶炼[J].炼铁，2015（3）：25.

[2] 马新林.酒钢1号高炉炉役后期的生产维护[J].炼铁，2010（5）：46.

[3] 李会肖，郭先燊，侯健，等.邯钢8号高炉低燃料比冶炼实践[J].炼铁，2015（3）：42.

（编辑：王瑾）

Smelting Practice of Low Fuel Ratio in No.2 1 880 m3Blast Furnace of Laiwu Iron and Steel Group

WANG Shangdong
（Steel Ironworks of Laiwu Iron and Steel Group Yinshan Iron and Steel Co.,Ltd.,Laiwu Shandong 27110）

The influence on furnace condition and flue ratio of No.2 furnace in Laiwu steel ironworks are studied. Through the implementation of innovative technologies,“charging control technology development of stable dry coke"," accurate upper charging","acidic materials and coke tile technology”,the purpose of the longevity and low fuel ratio smelting of blast furnace is finally realized.

fuel ratio,dry base charging quantity,accurate charging,tile technology

TF54

A

1672-1152（2017）03-0094-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.03.38

2017-04-05

王尚东（1971—），男，山东新泰人，工程师，本科学历，毕业于山东冶金工业学校，从事钢铁冶炼工作。

生产实践·应用技术