寶鋼湛鋼5050m3高爐投產(chǎn)以來(lái)的生產(chǎn)實(shí)績(jī)
2017-06-19 09:20:10
寶武集團(tuán)湛江鋼鐵有限公司（以下簡(jiǎn)稱湛鋼）位于廣東省湛江市東海島東北部，占地面積為12.98平方公里，設(shè)計(jì)年產(chǎn)生鐵823萬(wàn)噸、粗鋼892.8萬(wàn)噸、合格連鑄坯875萬(wàn)噸、鋼材820萬(wàn)噸。
湛鋼下設(shè)煉鐵廠、煉鋼廠、熱軋廠、厚板廠和冷軋廠。煉鐵廠建有大型綜合原料場(chǎng)，2臺(tái)550平方米燒結(jié)機(jī)，4座65孔7米焦?fàn)t及煤氣精制設(shè)施，1套500萬(wàn)噸鏈箅機(jī)—回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)生產(chǎn)線，2座5050m3高爐。湛鋼1號(hào)高爐于2015年9月25日投產(chǎn)，2號(hào)高爐于2016年7月15日投產(chǎn)。為適應(yīng)原燃料日趨劣化的新常態(tài)，以及應(yīng)對(duì)冶煉要求降低能源消耗、控制污染物排放和降低鐵水生產(chǎn)成本的新挑戰(zhàn)，湛鋼操作人員在傳承寶鋼股份煉鐵廠大型高爐操作管理經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身?xiàng)l件，摸索適合湛鋼高爐的科學(xué)高效的管理措施和綜合操作制度與參數(shù)。2座高爐均一次投產(chǎn)成功，爐況保持穩(wěn)定順行，多項(xiàng)操作指標(biāo)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)步提升。
2座高爐開(kāi)爐均快速穩(wěn)順
湛鋼1號(hào)高爐于2015年9月25日點(diǎn)火送風(fēng)，23小時(shí)后打開(kāi)2號(hào)鐵口出第一爐鐵，高爐送風(fēng)后48小時(shí)開(kāi)始噴煤；2號(hào)高爐于2016年7月15日點(diǎn)火送風(fēng)，22小時(shí)后打開(kāi)3號(hào)鐵口出第一爐鐵，高爐送風(fēng)后56小時(shí)開(kāi)始噴煤。爐均鐵水溫度都在1450℃以上，C含量低于5%，通過(guò)與模型計(jì)算預(yù)測(cè)的主要目標(biāo)成分比較，鐵水溫度、鐵水[Si]、鐵水[Mn]、爐渣Al2O3含量、堿度均命中目標(biāo)。鐵水的[Si]含量也快速達(dá)到了煉鋼工序?qū)﹁F水[Si]含量基本需求的水平（詳見(jiàn)圖1）。
圖1 湛鋼高爐開(kāi)爐后鐵水[Si]下降計(jì)劃與實(shí)績(jī)
在精料基礎(chǔ)上優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)
精料是高爐穩(wěn)定順行、強(qiáng)化冶煉、獲得良好經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)，高爐爐容越大，噴煤比越高，對(duì)原燃料質(zhì)量的要求越高。寶鋼股份的高爐生產(chǎn)一貫堅(jiān)持精料方針，并追求原燃料的穩(wěn)定。焦炭質(zhì)量不僅影響高爐上部透氣性和爐況的穩(wěn)定，而且影響下部死料柱的透液性、爐前出渣鐵作業(yè)，以及爐缸長(zhǎng)壽。對(duì)于特大型高煤比高爐操作，保持焦炭的高質(zhì)、穩(wěn)定尤為重要。
湛鋼高爐嚴(yán)格控制焦炭質(zhì)量，要求焦炭具有較高的冷熱強(qiáng)度、較低的反應(yīng)性和較大的粒度。焦炭冷態(tài)轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度D.I值基本保持在88.0%±0.2%水平，平均粒徑在50mm以上（焦?fàn)t統(tǒng)焦取樣數(shù)據(jù)），抗碎強(qiáng)度指數(shù)M40和耐磨強(qiáng)度指數(shù)M10分別保持在88%以上和7%以下，熱強(qiáng)度指數(shù)CSR和反應(yīng)性指數(shù)CRI也保持在較高水平，分別在70%~74%和20%~25%的范圍內(nèi)（詳見(jiàn)圖2）。
圖2 湛鋼焦炭主要指標(biāo)實(shí)績(jī)
湛鋼高爐投產(chǎn)以來(lái)，對(duì)高爐含鐵爐料也做出較為嚴(yán)格的要求：首先，燒結(jié)礦必須具有足夠的冷熱強(qiáng)度和良好的還原性；其次，在現(xiàn)有的配礦資源和物流條件下，結(jié)合鐵水綜合成本最低的目標(biāo)，優(yōu)化入爐爐料結(jié)構(gòu)；再其次，通過(guò)加強(qiáng)篩網(wǎng)管理和控制切出量，提高篩分效果，控制入爐礦的含粉率，改善料柱的透氣性；最后，嚴(yán)格控制高堿金屬、Zn原料的使用量，要求高爐入爐堿金屬（Na2O﹢K2O）<2.00kg/t-HM，Zn<0.15kg/t-HM。投產(chǎn)以來(lái)，湛鋼高爐使用的燒結(jié)礦，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)T.I值均保持在78%以上，通過(guò)采取燒結(jié)勻礦配礦結(jié)構(gòu)調(diào)整、燒結(jié)礦降SiO2提堿度等措施，使燒結(jié)礦入爐品位TFe逐步提高至58%以上水平。
寶鋼股份高爐長(zhǎng)期穩(wěn)定的爐料結(jié)構(gòu)基本為70%~80%燒結(jié)礦，0~10%球團(tuán)礦和10%~18%塊礦，熟料比控制在82%~90%。湛鋼高爐也沿用了這一爐料結(jié)構(gòu)模式，2座高爐在開(kāi)爐投產(chǎn)后逐步提高塊礦比例至15%的水平，入爐品位也隨之逐步提高至59%以上，為實(shí)現(xiàn)快速達(dá)產(chǎn)、高產(chǎn)創(chuàng)造了良好的先決條件（詳見(jiàn)圖3）�？紤]到高爐高冶煉強(qiáng)度下的爐況穩(wěn)定順行，并結(jié)合湛鋼燒結(jié)工序產(chǎn)能情況和料場(chǎng)布置的情況，燒結(jié)礦比例目前維持在80%的水平。
圖3 湛鋼高爐入爐含鐵爐料實(shí)績(jī)
因地制宜優(yōu)化操作制度
湛江鋼鐵自1號(hào)高爐2015年9月25日投產(chǎn)以來(lái)，高爐生產(chǎn)組織大致可以分為3個(gè)階段：
第一階段為1號(hào)高爐點(diǎn)火投產(chǎn)后較為緩慢的產(chǎn)能爬坡階段，該階段生產(chǎn)組織的特點(diǎn)是投產(chǎn)初期受鐵鋼平衡以及強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“彩虹”對(duì)原燃料進(jìn)廠的影響，1號(hào)高爐較長(zhǎng)時(shí)間處于低利用系數(shù)冶煉階段，該階段不富氧，利用系數(shù)為1.6t/(m3·d)，燃料比在490kg/t-HM左右。
第二階段為1號(hào)高爐單座高爐滿負(fù)荷生產(chǎn)以及2號(hào)高爐點(diǎn)火投產(chǎn)后產(chǎn)能快速爬坡階段。該階段生產(chǎn)組織的特點(diǎn)是燒結(jié)、煉焦都是單系列生產(chǎn)，煉鋼仍然有鐵鋼平衡問(wèn)題。該階段1號(hào)高爐富氧率為4.0%，利用系數(shù)為2.2t/(m3·d)，燃料比在493kg/t-HM左右。2號(hào)高爐一個(gè)半月實(shí)現(xiàn)快速爬坡達(dá)產(chǎn)，第1個(gè)月利用系數(shù)為1.2t/(m3·d)，第2個(gè)月利用系數(shù)為1.7t/(m3·d)。
第三階段為2座高爐滿負(fù)荷高煤比生產(chǎn)階段。該階段生產(chǎn)組織的特點(diǎn)是2臺(tái)燒結(jié)機(jī)、4座焦?fàn)t、3座轉(zhuǎn)爐全部投產(chǎn)，轉(zhuǎn)底爐也投產(chǎn)，原燃料質(zhì)量得到更為穩(wěn)定的控制，物流順暢，為2座高爐滿負(fù)荷生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。該階段2座高爐富氧率為4.2%，利用系數(shù)在2.3t/(m3·d)左右。高爐的穩(wěn)定順行是高爐正常生產(chǎn)的基礎(chǔ)，只有在此基礎(chǔ)上，才有可能逐步改善高爐的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。湛鋼在傳承寶鋼股份煉鐵廠大型高爐科學(xué)而先進(jìn)的操作管理經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合高爐自身的新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備以及全廠的物流特點(diǎn)、原燃料資源等因素，針對(duì)高爐不同的冶煉階段，積極探索適合湛鋼高爐的操作制度，優(yōu)化操作參數(shù)，保證了2座高爐投產(chǎn)后的爐況持續(xù)穩(wěn)定順行，利用系數(shù)、噴煤比等多項(xiàng)操作指標(biāo)快速提升，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。
湛鋼1號(hào)高爐點(diǎn)火投產(chǎn)后爐況總體穩(wěn)定順行，前期受鐵鋼平衡和原燃料進(jìn)廠影響，較長(zhǎng)時(shí)間處于低利用系數(shù)冶煉階段，低風(fēng)量對(duì)于大型高爐來(lái)說(shuō)是很難操作的，風(fēng)量低，送風(fēng)制度調(diào)劑余量小。對(duì)于剛剛投產(chǎn)的高爐，操作制度還沒(méi)有完全掌握，長(zhǎng)時(shí)間維持操作難度更大。為了消除低風(fēng)量的不利影響，操作人員積極探索低利用系數(shù)條件下的操作制度，通過(guò)調(diào)整較小的風(fēng)口面積，并且只保持風(fēng)量而不富氧，保持較高的風(fēng)速和鼓風(fēng)動(dòng)能，并結(jié)合上部布料制度調(diào)整，優(yōu)先保證充沛的中心氣流，來(lái)保證爐況穩(wěn)定順行。當(dāng)高爐從低利用系數(shù)轉(zhuǎn)入高利用系數(shù)生產(chǎn)，產(chǎn)量大幅度增加時(shí)，操作人員主要是通過(guò)增加風(fēng)量并開(kāi)始富氧來(lái)實(shí)現(xiàn)的，風(fēng)量、富氧率大幅提高后，氣流分布、溫度場(chǎng)分布、軟熔帶形狀、爐缸熱狀態(tài)等都會(huì)發(fā)生很大的變化，操業(yè)上采取優(yōu)先保證大風(fēng)量、再提高富氧率的措施，同時(shí)采取高頂壓（260kPa~270kPa）、擴(kuò)大風(fēng)口面積的措施來(lái)控制合適的風(fēng)速，并結(jié)合布料制度調(diào)整，改善礦石、焦炭的料面形狀，較大幅度地發(fā)展邊緣氣流，以改善高爐透氣性和穩(wěn)定爐墻熱負(fù)荷，確保爐況穩(wěn)定順行。同時(shí)，他們選擇合適的熱制度和造渣制度，在產(chǎn)量大幅度提升后，強(qiáng)化爐前出鐵渣管理。
技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷改善
湛鋼2座高爐在開(kāi)爐后，通過(guò)操作制度的優(yōu)化，高爐的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷改善。燃料比逐步降至485kg/t-HM~490kg/t-HM的水平，噴煤比逐步提高至180kg/t-HM。1號(hào)高爐開(kāi)爐后，由于受到初期低負(fù)荷生產(chǎn)和鐵鋼平衡的影響，噴煤比爬坡速度較慢；2號(hào)高爐在開(kāi)爐后第2個(gè)月就達(dá)到了180kg/t-HM的水平，燃料比也迅速降至490kg/t-HM以下。目前，2座高爐利用系數(shù)均達(dá)到了2.25t/理(m3·d)水平，鐵水溫度基本控制在了1510℃±10℃范圍內(nèi)，[Si]含量<0.40%，[S]含量<0.030%，平均送風(fēng)溫度在1550℃~1560℃，2座高爐的指標(biāo)實(shí)績(jī)整體逐步改善（詳見(jiàn)下表）。
表 湛鋼高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
來(lái)源：中國(guó)冶金報(bào)
