本钢北营新2#高炉开炉装料实测

本钢北营新2^#高炉开炉装料实测

李杰王光亮

（北营炼铁厂新2^#高炉作业区 本溪市117000）

摘要：本钢北营新2^#高炉采用PW串罐无料钟炉顶装料设备，为探索北营新2^#高炉装料设备及在北营公司现有原燃料条件下的高炉布料规律，在投产前由北京神网对本高炉进行了开炉装料的实际测量，得出了料线10米内的料面形状、矿石和焦炭的料流轨迹及FCG曲线，为高炉开炉及日后高炉布料矩阵制定提供了有利依据。

关键词：高炉；装料设备；布料矩阵；料流轨迹

1 概述

本钢北营新2^#高炉公称容积3200m³，设有4个铁口，32个风口，并且采用了卢森堡PW串罐无料钟炉顶装料设备等十几项国内外炼铁新技术、新工艺。为进一步探索北营炼铁厂现有原燃料条件下串罐无料钟炉顶装料设备的布料规律，充分发挥无料钟布料的优越性，本钢北营新2^#高炉在开炉装料的过程中，对高炉布料料流轨迹、料面形状等内容进行了实际测量，测量结果为新2^#高炉布料矩阵的制定奠定了坚实的基础。

2 测量内容及目的

根据新2^#高炉日后生产实际需要，在本次的布料规律的测量中，主要测试了矿石及焦炭的料流轨迹及FCG曲线等重要参数，具体内容及测量目的见表1。

表 1  新2^#高炉装料测试内容及目的

3 测量装置

本次测量装置主要设备由北京神网公司提供，其中包括激光发射器、激光扫描系统、摄像及成像系统、数据采集系统等，其余设备由本单位作业区提供，包括炉顶照明及粉尘排放设备等。

4 测量结果

4.1 料罐最大装焦量

本钢北营新2^#高炉称量料罐有效容积72m³，本次测量通过三次往称量料罐内添加焦炭，共装入焦炭36.56t，经过最终确认，在北营公司现有原燃料条件下，料罐最大装焦量为36.56t。

4.2 溜槽倾角校验

首先在炉顶大门位置安装测量溜槽倾角的激光扫描仪，然后值班室设定溜槽布料角度并与现场激光扫描仪测得的溜槽角度进行比对，结果得出值班室设定角度与激光扫描仪测得角度相差0.1～0.2°，波动比较稳定，具体数据见表2。

4.3 溜槽失效角

溜槽失效角度对高炉布料有很大意义，通过测得溜槽失效角度可以确定高炉中心加焦合适角度。在本次测量溜槽失效角度过程中，焦炭布料角度从10°逐渐增加至20°，通过炉顶值班室现场人员及神网安装的摄像系统观察发现，溜槽布料角度在12°左右时，焦炭基本脱离溜槽，故高炉中心加焦角度应选择不小于12°。

4.4 FCG相关数据

只有按照装入炉料重量选取合适的料流调节阀开度，才能使炉料按照所需的布料圈数进行布料，并根据设定的布料矩阵均匀分布到炉内，同时实现技术人员想要达到的料面形状及煤气流分布效果，因此需要测定料流调节阀开度与料流速度的关系式，即FCG曲线。

为了确保本次FCG曲线数据准确性，焦炭数据采集从装入净焦阶段即开始，直到空焦焦炭装入完毕结束。矿石数据采集从空焦带入矿石即开始进行，待正常料装入完毕结束。通过最终对焦炭和矿石布料数据整理、分析，完成了在北营公司现有原燃料条件下焦炭及矿石FCG曲线绘制，具体数据关系见图1和图2。

4.5 料流轨迹测定

通过测量溜槽在不同角度时炉料的下落轨迹，可以得知炉料在溜槽各角度不同料线处的落点，由此可以总结出溜槽的布料规律。用布料规律指导布料操作可以达到控制料面形状及使矿焦比在炉喉径向合理分布的目的。

本次料流轨迹的测定方法是在炉顶探尺孔处安装摄像机，摄取以激光网格为背景，料流通过激光网格的图像，同时录制到电脑硬盘上。用计算机处理所采集的图像，得到溜槽不同角度时的料流轨迹，具体料流轨迹曲线见图3和图4。

4.6 料面形状测定

高炉径向矿焦比的分布及料面形状是影响高炉块状带煤气流分布的主要因素。在高炉开炉装料时, 通过测量料面形状及矿石、焦炭的料层厚度可以了解炉料在炉内径向矿焦的分布情况，从而给高炉操作者提供一个有力的布料依据，指导高炉生产。本次测得新2^#高炉料面形状见图5。

5 确定高炉开炉布料矩阵

选用正确的高炉布料矩阵对高炉开炉十分重要，它决定着高炉能否顺利开炉。通过本次对料面形状及料流轨迹的分析及讨论，确定新2^#高炉开炉布料矩阵为：

其中焦炭中心加焦20%，焦炭加权平均角37.25°，矿石加权平均角39.2°，矿焦角差为1.95°，矿角差为7.5°。

6 高炉开炉情况

6.1 开炉炉料结构

本次高炉开炉采用炉缸架枕木法，焦炭批重19.0t/批，矿石批重42.4t/批，其中烧结矿30t，占71%，球团矿11t，占26%，锰矿1.4t，占3%，另外每批料配加硅石2.2t，焦矿同料线1.5m，中心加焦角度取15°。

6.2 投产生产情况

本钢北营新2^#高炉风口总面积0.3850㎡，开炉堵14个风口，送风风口面积0.2170㎡，于2014年7月26日 11:58点火送风，初始风量1417m³/min，风压65kpa，12:02未堵风口全亮，直到12:45 四个铁口均来煤气并点燃，14:35高炉煤气走荒煤气放散塔。

7月27日11:40 开1场铁口，出渣约10t，15:42 开3场铁口，出铁约160t，渣铁流动性良好，开炉过程总体顺利。

7 结论

本钢北营新2^#高炉是北营炼铁厂投产的第二座3200m³级大型高炉，通过此次对开炉装料过程各个参数的有效测量，验证了新2^#高炉布料设备各项参数的准确性，并且为新2^#高炉日后优化高炉操作、提高煤气利用率、降低燃料比以及实现高炉高产、低耗、长寿奠定了坚实的基础。同时，截至2014年8月20日，新2^#高炉顺利实现日产稳定在6900t以上、焦比355kg/t.Fe、煤比110kg/t.Fe、燃料比520 kg/t.Fe的良好生产指标，圆满完成第一阶段计划生产目标。

参考文献

[1] 曹伟，陈映明等.水钢4 号高炉开炉装料实践[J].炼铁，2013（1）:13-16.

[2] 王洪流，徐乐乐.南钢4号高炉开炉布料测试应用实践[J].炼铁，2014（3）：16-18.

[3]王筱留.高炉生产知识问答.北京，冶金工业出版社，2008