太钢4350m3高炉操作管理的进步

太钢4350m³高炉操作管理的进步

唐顺兵 郑伟

(山西太钢不锈钢股份有限公司炼铁厂)

摘 要：太钢4350m³高炉通过实施高富氧率大喷煤量操作，逐步确立合理的操作制度，加强生产管理降低休风率，实现了炉况的长期稳定顺行，在高煤比、高产量、稳定炉体热负荷和炉前出铁管理等生产技术上取得了一定的进步。

关键词：高炉 操作制度 休风率 生产技术

1 概 述

太钢5号高炉(4350m³)是我国自行设计建造的特大型高炉，设有38个风口，4个铁口，4座新日铁外燃式热风炉、采用了PW串罐无钟炉顶、皮带上料、炉腹至炉身中部选用铜冷却板、软水密闭循环冷却、炉缸陶瓷杯、环保INBA水渣处理系统、炉前TMT液压开口机和泥炮等工艺设备。

太钢5号高炉于2006年10月13日点火开炉。随着生产冶炼的不断强化，特别是在高煤比(煤比200．0kg／t以上)、高产量(日产生铁11000．0t以上)、稳定炉体热负荷在1000．0～14000．0×10MJ／hr的水平，加强生产管理降低休风率和强化炉前出铁组织等方面不断提高了生产技术水平。

2太钢5号高炉操作管理进步的几个方面

2．1实现煤比200kg／t的生产操作

太钢5号高炉通过不断优化装料制度和送风制度实现了煤比200kg／t的生产操作。5号高炉通过加强原、燃料管理，在高炉操作上经过近10个月各项操作制度的摸索，通过实施高富氧率大喷煤量操作，其富氧量由起初的18000．0 m³／hr逐步增加到25000．0 m³／hr，喷煤量由80．0t／hr增加到在95．0 t／hr以上。在2007年9月实现了月均煤比203kg／t的突破，2008年有8个月煤比在200kg／t以上。

太钢5号高炉随着煤比和富氧率的增加其炉腹煤气晕，风速和鼓风动能也相应地增加了。炉腹煤气量由起初的9500m³／min增加到10000m³／min以上，风速由265 m／s增加到275m／s，鼓风动能由15500 kg．m／s增加到16200kg．m／s，并通过综合调剂将理论燃烧温度控制在2070～2130℃间。根据生产实践统计，5号高炉在煤比200kg／t生产时，K值能维持在2．30～2．40，风压在420～428KPa，全压差在180Kpa以下，煤气利用率在50．0～51．0％运行时，说明炉内煤气流分布良好，高炉能保持长期稳定顺行。实现了高煤比下高热流比操作，降低了炉内高温区，间接还原充分。现将2007年和2008年太钢5号高炉煤比列为表1和图l。

2．2实现月均产量11000t／d以上

高炉耍想获得高产量，适当的大风量和高富氧率的使用是基础，通过上、下部调剂控制合理的煤气流分布是关键。进入2008年10月后，太钢5号高炉通过逐步调整各项操作制度，实现了炉况的长期稳定顺行，使得产量得到逐步提高，每月产量都在10000．0t／d以上。特别是进入2009年后，由于焦炭质量下降，通过调整操作思路，适当降低煤比至190Kg／t，在2009年的3月和4月实现了连续2个月产量都在11000．0t／d以上。2007年至2009年1月～5月太钢5号高炉产量指标见表3和图2。

由图2可见，白2007年以来太钢5号高炉产量在逐步递增，随着高炉冶炼的不断强化，炉腹煤气量不断增大，炉内煤气流的控制难度加大，追求合理稳定的煤气流分布成为5号高炉操作的中心环节。同时由表4可见，5号高炉炉顶温度还比较高，在200～220℃间，煤气利用率还有进一步提高的空间，下一步应采取措施将炉顶温度降到200℃以下，为5号高炉降低燃料比，提高炉况顺行度，提高产量打下基础。同时，在高煤比高产能的生产情况下，对5号高炉的生产组织管理也提出了更高的要求，其中最基本的一条是加强炉前渣铁排放作业的生产管理，消除高炉的隐性憋风现象。

2．3 稳定炉体热负荷

只有实现了长期稳定的操作炉型才能实现炉体热负荷的稳定。5号高炉为矮胖型、特大型高炉，其高径比为1．98。根据这种炉型结构特点，5号高炉逐步从炉内煤气流调节、操作炉型的稳定等方面改进操作，取得显著效果。5号高炉炉内煤气流控制走“发展中心气流，抑制边缘气流”的操作思路。现列2007年至2009年1月～5月太钢5号高炉煤气流控制参数和热负荷值见表4及操作制度的调整过程见表5。

2008年太钢5号高炉有8个月产量在10000．0t／d以上，煤比在200Kg／t以上。5号高炉在这乖高产能强化冶炼的生产情况下，其热负荷在14000．0~16000．0×10MJ／hr间运行。针对这种情况，太钢5号高炉逐渐建立“中心气流为主，边缘气流为辅”的操作指导方针，而且在2008年的下半年，由于产量增加较快，5号高炉还一度由于产量的增加炉体热负荷出现大幅度波动的情况，见图3。此时，5号高炉推行炉体热负荷管理制度，通过炉体热负荷的高低来全面判断炉墙的粘结程度及边缘气流的强弱情况。对炉墙8个方位温度高低及热负荷所占比例值实施在线监测，并追求圆周方向炉体热负荷的均匀稳定性。

5号高炉总结出要实现热负荷的稳定其实际是要稳定出合理的煤气流分布和该气流分布下理想的操作炉型，并且一定的操作思路将会决定一个高炉中、长期的操作炉型。所以，一个清晰可见的操作思路对指导大型高炉生产相当重要。

2．4 加强炉前作业管理

5号高炉在日常产量按11000．0t／d的生产组织中，相当重视炉前渣、铁排放作业管理。因为只存在炉前的渣、铁作业排放良好的情况下，炉内各项操作制度才能被很好地贯切执行和显现出其调剂的效果，是保证炉况稳定顺行的基础。5号高炉加强炉前作业管理的具体措施有如下几点；

(1)铁口开口漏下超过0．5hr仍不通，就关门后重新开铁口，并做好下一个铁口重叠出铁准备，铁口打开后，40min未见来渣，应组织重叠出铁。

(2)前一个铁口开口2．5hr后必须开下一个铁口重叠出铁，不允许单个铁口无原因出铁3．0hr以上，保证渣铁排放亏损体积不超过120m³，要结合计算近2～3炉的渣铁排出情况，充分考虑滞留在炉缸内的渣铁量，近似估算出来渣时问。

(3)实行各铁口循环出铁，维持合理的出铁口深度和孔道工作状态，以渣铁在炉缸区稳定、均匀的排出物流来提高炉缸活跃度。

(4)提高炉前开口作业水平，实施一次成功开口作业，改善炉前生产状况。

(5)每个班、每一天都要事前计划安排调节好出铁口的顺序并告知调度及时做好配罐准备，使炉前出铁生产组织得以顺利进行。

(6)加强炉前的设备管理，点检好炉前出铁的五大件：泥炮、开口机、A盖、摆动流嘴、下渣悬臂吊。

(7)做好出铁前的十大确认工作，以保证每炉铁的出铁安全。

(8)2008年底自主研发出自产炮泥，使铁口孔道工作稳定，在出铁后期渣铁量不会突然增大，争取每一炉铁都吹出来才堵口，保证出铁安全。

高炉稳定、均衡的渣铁排放作业，不仅影响冶炼物流的顺利进行，还对高炉的煤气流分布和提高炉缸活跃度，实现渣铁成份的均匀、稳定和炉缸区域初始煤气流的合理分布及炉缸的长寿都有着十分重要的影响。

2．5 细化量化操作因素稳定炉温

太钢5号高炉通过细化量化影响炉热水平的各种操作因素来实现炉温的稳定。该项操作管理在5号高炉富氧率4．50％以上、煤比200kg／t以上强化冶炼生产时非常重要。因为高富氧率生产时高炉冶炼得到极大强化，一旦影响炉热水平的一些因素发生改变，其炉热水平往往难以控制。特别是当出现炉温下行，料速加快时，炉温将会急剧下行并在2～3小时内很难恢复到正常炉热水平，如果控制得不及时就可能会造成炉凉事故。这时就得通过减小富氧量来稳定料速，甚至是通过减小风量来规整煤气流分布从而实现炉温的稳定。5号高炉通过细化量化各项操作因素来稳定炉温的具体操作措施如下：

(1)、日常操作中只调整鼓风湿度和微调喷煤量，每2hr进行一次燃料比的计算，量化各操作参数对燃料比的影响。

(2)、进一步加强原燃料管理，掌握原燃料质量特别是焦碳和烧结质量的波动情况，预先做好热制度的调整。

(3)、密切关注煤气流的变化，以CCT、CCT₂、TT、边缘4点、W、Z及Z／W等值的变化情况和煤气利用率的稳定情况来确定炉内气流分布是否稳定合理及对燃料比的影响程度。

(4)、关注总体热负荷和炉体各段热负荷分布变化情况，5号高炉全炉热负荷出现3000．0H4000．0×10MJ／hr的波动时，炉温将会发生一定方向性的波动，对应到燃料比的调整为：在1小时内热负荷出现2000．0×10MJ／hr以内的波动，可据炉热水平不做调整，若出现大于3000．0×10MJ／hr的波动，则每变化1000．0×10MJ／hr对应调整燃料比1kg／t，而且5号高炉炉腹、炉腰区域热负荷的波动对炉温的影响相当明显。

5号高炉在量化了各影响炉热水平的操作因素后，使得燃料比控制得以数据化，从而解决了炉热水平因为人为操作因素而出现大幅度波动的问题。

2．6 加强设备管理和生产组织降低休风率

加强设备管理和生产组织以此降低休风率对高炉的生产组织相当关键，因为频繁非计划的休、减风将会打乱高炉生产的稳定连续性，对提高各项技术经济指标造成困难。太钢5号高炉自2006年10月开炉生产以来，就一直实行2～3个月／次的休风定检制度，其休风率统计见表6。

由表6可知，在2007年5号高炉休风11次，非计划休风4次，休风率1．53％。2008年休风6次，并且这六次都是计划休风定检，无一次非计划休风。在2009年1月～7月休风定检2次，无一次非计划休风。随着休风次数的明显减小和休风率的降低，说明5号高炉设备管理和生产组织管理水平在逐步提高，为5号高炉的长期稳定顺行和取得好的技术经济指标打下了基础。

2．7 防止铁口保护砖凸出

太钢5号高炉在月均产量11000．0t／d以上的高产情况下，铁口的出铁任务被极大地加大，有时一天单铁口出铁量将达到5000．0t以上。铁口在这种高压、高渣铁流量负荷运行下其保护砖容易凸出，对安全出铁造成极大隐患。所以太钢5号高炉每次休风定检时都对每一个铁口的保护砖进行重砌和在泥套外再增加一块固定钢板以防止铁口保护砖凸出，并对铁口炉墙区域进行灌浆处理。日常出铁中加强铁口区域的维护管理工作从根本上解决铁口保护砖凸出的问题。

3 结 论

太钢5号高炉开炉生产二年多来所取得生产技术进步有以下几个方面：

(1)实施高富氧率大喷煤量操作，加强设备管理和生产组织降低休风率，实现煤比200kg／t和月均产量11000．0t／d以上的高炉强化冶炼技术。

(2)控制合理的操作炉型以稳定炉体热负荷。

(3)强化炉前作业管理和防止铁口保护砖凸出的生产技术。渣铁排放不仅影响高炉冶炼物流的顺利进行，还对煤气流的分布和炉缸长寿有着重要影响。

(4)细化龟化各影响炉热水平的操作因素，使燃料比控制得以数据化实时控制，实现炉温的稳定。