本钢北营10号高炉开炉后强化冶炼操作

本钢北营10号高炉开炉后强化冶炼操作

徐战友 宋成名

（本钢集团北营炼铁厂，辽宁 本溪，117017）

摘  要：对本钢北营10号高炉开炉后的强化冶炼操作情况进行了认真总结分析。认为在现有原燃料的基础上，积极贯彻精料方针，选择合理的操作制度，强化工序服从，炉前及时出净渣铁等措施保证了高炉炉况顺行稳定，强化操作取得了较好的效果。

         关键词：高炉；操作制度；强化冶炼操作

本钢北营公司炼铁厂10号高炉始建于2004年，有效容积530m³，2013年4月大修，该高炉有14个风口，1个铁口，1个渣口，采用了串罐式无料钟炉顶、板壁结合的冷却方式、方大微孔碳砖+陶瓷杯综合炉底、轮法水冲渣处理系统、TRT发电、炉顶热成像及单铁口式储铁沟等先进设备和工艺。开炉以来，高炉强化原燃料质量管控，控制适宜的理论燃烧温度、以疏导中心，兼顾边缘为操作理念，维持合理的操作炉型，炉况稳定顺行。各项经济技术指标见表1，尤其是入炉焦比达到了373.6kg/t.Fe，煤比达到了154.5kg/t.Fe。

1改善原燃料条件

1.1提高入炉原燃料质量

改善原燃料质量是提高冶炼强度的基本要求。10#高炉在现有的原燃料的基础上，积极贯彻“粗粮细做”的精料方针，炉料结构由原来的烧结矿+球团矿+天然块矿向烧结矿+球团矿过渡，虽然综合入炉品位降低了1%，但炉料的冶金性能和高炉料柱透气性明显改善，为综合鼓风创造了条件。

1.2三焦化干熄焦投产

随着三焦化干熄焦的投入使用，焦炭的冷热态强度指标均有了不同程度的提升，焦炭的反应性达到了27.5%-29.3%，反应后强度达到了59.8%-62.5%，使料柱的骨架作用得以充分发挥。同时，焦炭的水分稳定在固定范围，为高炉综合负荷的稳定提供了有力保障。

1.3加强原燃料筛分管理

首先，严格控制入炉原燃料振动筛的下料速度与筛面上的料层厚度以确保筛分效果。其次，每班清理振动筛2次，防止其加料，卡料影响筛分效果。再次，为了减少返矿率，将部分棒条筛由5.5mm改为4.5mm，在保证上料的基础上，尽可能延长炉料在振动筛上得筛分时间，以确保筛分效果。

1.4烧结矿变化 

考虑到综合入炉品位下降1%，炼铁厂将渣中MgO的含量由10%-11%将到8%-9%，以提高综合入炉品位。MgO含量的降低导致炉渣的脱硫效果变差，高炉压差升高。高炉操作中碱度走上限，R₂=1.13-1.15倍，R₃=1.43-1.48倍。

2 强化炉内操作

2.1上部调剂

开炉初期考虑到新1#高炉投产原燃料供应紧张的实际情况，高炉料制为：2C↓2O↓，布料角度为： (采用15º中心加焦)，料线1.5米，实施高炉操作。8月底高炉达产。

为响应炼铁厂“挖潜降耗”的工作方针，充分发挥无钟炉顶的布料优势，10#高炉在8月5日试验多环布料。多环初期，矿批重由单环时的18t/批向19.8t/批过渡，考虑到矿批重的越来越大，料制由2C↓2O↓改为2C↓3O↓，同时，10#高炉逐渐提高焦丁用量，焦丁比稳定在32-38kg/t,代替部分焦炭的同时，改善料柱的透气性，逐渐减少炉料的径向偏析和炉料的界面效应，使炉料在炉内的分布更加合理。装料制度具体调整见表2

2.2中部调剂

中部调剂是通过改变冷却水的流量、水温来调整高炉炉体中部的冷却条件，以期影响高炉内部炉型。炉况正常时，高炉软熔带以下区域尤其是炉腹、炉腰、炉身下部区域在机械冲刷、化学侵蚀和热震的影响下，耐火炉衬逐步消失，炉体依靠渣皮自我保护。

在正常的冷却条件下，冷却水流量的变化对渣皮的影响非常有限，因此冷却水流量调整的核心是合理的冷却水流速。冷却壁通道内的水速应不低于悬浮物沉淀或产生膜状沸腾的临界流速，确保冷却水与冷却壁的对流传热系数保持在较高水平。10号高炉常压水流量为950m³/min,压力在0.420MPa,高压水压力在0.820MPa,保证1—3段达到1.5 m/s的一般设计要求。

2.3下部调剂

下部调剂的核心内容是探索合理的送风制度（即适宜的风速或鼓风动能），保持风口圆周工作均匀活跃，初始煤气流合理和充沛的炉缸温度。10#高炉开炉前反复研究北营530m³高炉的风口布局认为：风口长度为370mm,其中铁口两侧1#，14#采用Φ115mm，其余为Φ120mm斜3º，风口面积0.1565m²能够满足上述要求。经过开炉后四个半月的生产实践证明，高炉各项经济技术指标均有提升见表1，标准风速控制在152.0-165.0m/s,高炉炉况顺行稳定。

2.3富氧，喷煤综合鼓风 

高炉喷吹煤粉代替了部分焦炭，达到了降低焦比的目的。但喷煤量的逐渐提高产生了两个问题。一是喷吹量的逐渐增加，风口前的理论燃烧温度降低；采取富氧鼓风与高风温相结合的方法，热风温度由1080℃→1100℃→1120℃→1150℃逐渐过渡，一代炉龄时炼铁三区10#高炉历年年平均风温如表3所示，整体风温水平不高，目前风温水平以达到了极限1150℃，同时富氧率由0.91%→1.08%→1.11%→1.27%→1.39%逐渐过渡，来弥补喷煤所降低理论燃烧温度以维持风口前热环境的稳定。理论燃烧温度控制在2100℃-2200℃较为适宜，可以通过经验公式计算：T_理=1563+0.7938t+40.3O₂-2.0W_煤-5.775WH₂O  式中：t为热风温度，℃；O₂为高炉富氧率，%；W_煤煤比，kg/t；WH₂O为大气鼓风湿度，kg/t。二是喷吹量的逐渐增加，未燃煤粉增加导致高炉透气性变差。通过对喷煤的不断探究，增加烟煤的比例到30%，既提高煤粉的质量，又提高煤粉的燃烧速度，烟煤的挥发分越高，在风口前的热分解和燃烧速度越快^[1]，适当提高烟煤配比对提高风温有利。喷吹煤粉后，中心气流发展，又对控制煤气流分布有利。

3 加强炉内操作

高炉基本操作制度和调剂措施要紧紧围绕“完成生铁产量，提升经济技术指标，利于高炉长寿”展开，按经济责任制细化量化各项技术指标，严格界定各项冶炼参数，四个班组严格执行，精心操作，认真探索当前原燃料条件下得冶炼规律，保证高炉炉况稳定顺行。

值班室所有人员必须以炉况稳定顺行为出发点，炉内以“三稳”，炉外以“三勤”通领全局。“三稳”即炉温，碱度，料批稳定；“三勤”是勤检查原燃料质量和筛分控制，勤观察风口，勤观察渣铁热状态。加强信息沟通反馈，积极应对外界条件变化，努力缩小外围不利因素对高炉的影响。

4 强化炉前操作

所有炉前班组以按时出净渣铁，保炉况顺行为出发点，由于大修时对主沟实施了技术改造，现主沟为储铁式主沟，一次通铁量在万吨，利用检修时套浇修补一次，炉前作业人员必须加强主沟的维护，禁止向主沟内打水，以延长主沟的使用时间，该主沟的使用彻底结束了砸制旱沟缩矿批，控制富氧及风量的历史，为炉况顺行稳定提供了有利保障。

炉前各班组稳定打泥量，保证铁口深度，控制好铁水流速，保证出铁节奏，各班组实施产量分解，量化考核。

5 结语

随着炼铁厂高炉精料水平的逐步提高，初始煤气流分布稳定合理，高顶压，高风温综合应用，高炉各项经济技术指标节节攀升，但有一些问题仍需注意：

（1）持续改善原燃料质量，进一步改善料柱的透气性，确保炉况稳定顺行，努力减少原燃料波动对炉况的影响。

（2）我厂高炉富氧均为炼钢余氧，氧量供应不稳定，频繁调整对风口前的理论燃烧温度影响较大，建议改善富氧条件，富氧鼓风与喷煤相结合，力争喷煤水平在上新台阶。

（3）现阶段热风温度水平较高，达到了前所未有的1150℃，对高炉的送风系统，直杠及其热风炉本身均是前所未有的考验，必须加强各部位的温度监测，发现异常及时采取对策。

参考文献

[1].项钟庸.王筱留.高炉炼铁工艺设计与理论[M].北京：冶金工业出版社.150-154.