柳鋼3號高爐采取周期性邊緣大角度布焦結(jié)合中心加焦復合布料技術(shù)，均勻爐缸圓周進風布置并適當擴大進風面積照顧邊緣氣流，增加富氧率降低噸鐵風耗，引用可視化模板操作技術(shù)與熱風爐送風制度改二燒二送為三燒一送復合冶煉技術(shù)，爐況逐步穩(wěn)定，燃料比持續(xù)降低，也造成爐頂邊緣、中心氣流變?nèi)?，導致了操作爐型波動現(xiàn)象。
1前言
柳州鋼鐵股份有限公司煉鐵廠3號高爐有效容積2000m3，2008年5月建成投產(chǎn)。該高爐設東、西兩個出鐵場(東西雙鐵口)，26個風口，采用板壁結(jié)構(gòu)厚爐襯爐體全冷卻壁設計;冷卻系統(tǒng)采用兩段式復合式冷卻，即爐缸用開放式工業(yè)水冷卻，風口帶以上采用軟水密閉循環(huán)冷卻;爐頂使用緊湊型無料鐘爐頂，皮帶上料;配套4座球式熱風爐;煤氣凈化使用重力除塵器粗除塵與干式布袋精除塵技術(shù);裝備有爐頂余壓發(fā)電(TRT)工藝。由于公司調(diào)整生產(chǎn)經(jīng)營計劃，該高爐2011年10月、2015年3月兩次停爐檢修，停爐期間均使用噴注技術(shù)修復爐襯。該高爐自投產(chǎn)以來能耗高，穩(wěn)定性差。據(jù)統(tǒng)計2009年至2015年7年生產(chǎn)時間里，該高爐燃料比與同類型高爐相比一直處于末位，沒有發(fā)揮大高爐應有能力。
低燃料比生產(chǎn)是高爐高效生產(chǎn)重要標志，降低燃料比一直是高爐工作者最大追求。自2015年11月下旬以來，在認真總結(jié)該高爐歷年生產(chǎn)經(jīng)驗，全面分析存在問題，通過開發(fā)應用復合節(jié)能降耗冶煉技術(shù)，高爐生產(chǎn)逐步穩(wěn)定，燃料比逐步降低，并確立了該廠低燃料比生產(chǎn)標桿。
2燃料比對標與低燃料比生產(chǎn)存在問題
2.1歷年燃料比對標
2008年兩座2000m3高爐建成投產(chǎn)(3、4號高爐)，柳鋼跨入2000m3級大高爐生產(chǎn)，2012年9月2650m3高爐(2號高爐)建成投產(chǎn)，從此該廠擁有三座2000m3級高爐。表1是2009年至2015年7年生產(chǎn)時間2000m3級高爐燃料比、全廠燃料比對標表。表1顯示3號高爐燃料比在3座2000m3級高爐排序中處于末位，與指標較好的同類型高爐相比存在較大差距。
2.22015年月度燃料比對標
2015年鋼鐵行業(yè)持續(xù)不景氣，為了降低生產(chǎn)成本，該廠推行低燃料比生產(chǎn)。表2是2000m3級高爐燃料比、全廠燃料比對標表。表2顯示3號高爐燃料比整體偏高，2000m3高爐燃料比排序第一名2次，第二名4次，第三名6次，燃料比整體排序末位。
2.3影響降低燃料比生產(chǎn)原因分析
該高爐生產(chǎn)總體不夠穩(wěn)定，適應外圍條件能力差。進入去年11月份以來，高爐不接受高風壓，不接受高頂壓，不接受高富氧率，不接受高風溫，懸塌料次數(shù)增加，風口損壞次數(shù)增多，低爐溫現(xiàn)象增多，料尺行走不平滑，爐喉十字測溫儀表現(xiàn)為邊緣四點溫度降低，中心溫度高，次中心溫度高，從爐頂成像儀看中心氣流粗大無力，無邊緣氣流。為了穩(wěn)定爐況，在操作上采取降低焦炭負荷、降低布料角度、降低爐頂壓力、降低富氧量、降低爐渣堿度、降低入爐風溫、減少噴煤量、減少中心加焦量、減小礦石批重、提高鼓風量、提高爐溫、實行定壓操作、配加洗爐料等操作，高爐爐況在短期內(nèi)得到一定改善，但未達到期望值。與10月相比，11月焦炭負荷降低0.286，熱風壓力降低0.006MPa，爐頂壓力降低0.003MPa，風量增加68m3/mim，慢風率降低1.69個百分點，煩我、風溫同比降低49℃，富氧率降低0.5個百分點，懸塌料增加2次，風口損壞增加2個。
3解決方案與效果
3.1解決方案
3.1.1使用周期性邊緣大角度布焦結(jié)合中心加焦復合布料技術(shù)
3號高爐由于各種原因，逐步形成了爐頂料面中心高邊緣低的畸形料面，通過縮小布料角度減輕焦炭負荷的常規(guī)手段很難糾正畸形料面。中心加焦技術(shù)一直是該廠應對爐料質(zhì)量波動采取的基礎(chǔ)冶煉技術(shù)，而該高爐畸形料面用常規(guī)調(diào)整爐況操作技術(shù)很難糾正。經(jīng)過廠部討論研究，11月30日白班開始執(zhí)行邊緣加焦結(jié)合中心加焦布料技術(shù)來消除畸形料布。凈焦按最大基準布料角度41°單環(huán)布料，正常料按中心加焦技術(shù)布料，相鄰兩批凈焦加入位置控制在0.9冶煉周期，即上一批凈焦到達爐腹中部時裝入下一批凈焦。周期性邊緣加焦實質(zhì)是通過凈焦分布在爐喉邊緣來逐步找平爐喉料面引導邊緣氣流，中心加焦技術(shù)是適應爐料質(zhì)量波動冶煉操作有效方法。
3.1.2均勻爐缸圓周進風布置并適當擴大進風面積照顧邊緣氣流
今年1月5日，利用高爐定期檢修機會，按爐缸圓周風口均勻布置原則，結(jié)合爐缸工作狀況，適當擴大進風面積。調(diào)整前風口布置20×115mm+6×110mm，調(diào)整后風口布置23×115mm+3×110mm，進風面積由0.2646m2擴大到0.2673m2，爐缸圓周風口布置趨于更加均勻，從裝備上使爐缸圓周進風趨于均勻。
3.1.3增加富氧率降低噸鐵風耗
增加富氧率是增加鼓風含氧濃度，在燃料比不變的條件下能有效降低風耗，減少煤氣發(fā)生量。理論計算干風中每增加1%含氧量相當于提高4.76%風量，在保持產(chǎn)量、燃料比不變的情況下，增加富氧量可降低風耗。
3.1.4執(zhí)行中硅冶煉與最低鐵水物理熱管理
高爐冶煉是火法冶金，其物理化學反應是在一定溫度下發(fā)生的，該高爐由于爐溫控制不到位，經(jīng)常發(fā)生產(chǎn)低爐溫生產(chǎn)，對爐況長期穩(wěn)定運行造成了很大影響。經(jīng)過回頭看把爐溫控制作為重要管理措施，制定了中硅冶煉和鐵水物理熱不低于1500℃雙重管理制度，并與工長經(jīng)濟責任制掛鉤。
3.1.5引用可視化模板操作技術(shù)
可視化模板操作技術(shù)是集成高爐優(yōu)秀操作人員操作高爐最有效方法，結(jié)合高爐生產(chǎn)實際情況，集成制定了高爐管道行程操作模板，高爐懸料操作模板，高爐回調(diào)操作模板，高爐優(yōu)化操作模板。
3.1.6熱風爐送風制度改二燒二送為三燒一送
該高爐配置4座球式熱風爐，球床透氣率與球床使用時間有很大影響。球床使用時間久透氣率降低，球床透氣率降低高爐送風系統(tǒng)阻力就增加。熱風爐送風制度采用二燒二送時，在換爐期會增加1次因調(diào)整熱風爐閥門造成風壓波動，改用三燒一送制度就只是熱風爐換爐時對高爐風壓有影響，相對于二燒二送制度可以減少1次換爐期風壓波動。三燒一送制度能延長單座熱風爐燒爐時間，針對目前熱風爐裝備和燒爐燃氣情況，三燒一送制度風溫水平稍高于二燒二送制度。
3.2實際效果
3.2.1采取解決方案前后一周高爐主要操作參數(shù)與經(jīng)濟技術(shù)指標對比
去年11月30日開始進行調(diào)整爐況，表3是11月23日至29日與12月1日至7日主要操作參數(shù)與指標對比。從表3看出，焦炭負荷在幅度上升，熱風壓力略有升高，風量略有下降，富氧率大幅度增加，風溫提高，爐頂溫度降低，理論燃燒溫度在幅度升高，焦比降低，煤比提高。主要操作參數(shù)與主要經(jīng)濟技術(shù)指標表明：爐況趨于穩(wěn)定，能耗降低，與實際情況相一致，該解決方案可行。
3.2.2采取解決方案后三個月效果
該爐經(jīng)過三個月實際運，對主要經(jīng)濟技術(shù)指標進行對標分析。表4是該高爐去年11月至今年2月的主要經(jīng)濟技術(shù)指標，表5是全廠2000m3大高爐燃料比對標。從表4、表5中看出，該高爐主要經(jīng)濟技術(shù)指標持續(xù)改善，燃料比逐步躍升為全廠第一名，今年2月份燃料比達到497.9kg/t歷史最好水平，實踐證明該解決方案達到了預效果。
3.2.3爐頂煤氣流分布變化情況
從爐頂十字測溫儀監(jiān)測情況對比分析，爐頂煤氣流逐由邊緣不均勻中心粗大無力型煤氣流發(fā)展成中心氣流集中邊緣氣流過弱型。從表6看出十字測溫儀邊緣溫度趨于均勻偏低，極差值減小，中心溫度也向弱。
4結(jié)語
(1)針對柳鋼3號高爐存在爐況不穩(wěn)定，邊緣氣流不均，中心氣流粗大無力，采取周期性邊緣大角度布焦結(jié)合中心加焦復合布料技術(shù)、均勻爐缸圓周進風布置并適當擴大進風面積照顧邊緣氣流、增加富氧率降低噸鐵風耗、引用可視化模板操作技術(shù)與熱風爐送風制度改二燒二送為三燒一送復合冶煉技術(shù)，取得了低燃料比節(jié)能降耗的生產(chǎn)效果。
(2)隨著高爐邊緣與中心氣流過度抑制后，也表現(xiàn)出操作爐型不夠穩(wěn)定，生產(chǎn)實踐也表明周期性邊緣加焦對煤氣流分布影響較大，對形成穩(wěn)定操作爐型產(chǎn)生周期性影響。
(3)運行穩(wěn)定、操作簡單、節(jié)能降耗的高爐控制技術(shù)還要不斷實踐、總結(jié)、提煉。
