1350m3高炉优化基本操作制度实现节焦增铁

雷有高 张万明 魏功亮

【摘  要】对重钢1350m³高炉在原燃料质量不断下降的不利条件下的高炉操作，生产组织管理，进行了总结归纳，对基本操作制度进行优化，使高炉的各项技术经济指标不断改善，实现了节焦增铁，达到较好水平。

【关键词】高炉  优化  基本  操作  制度

1.概述

重钢1350m³高炉2006年3月15日点火开炉以来，国内煤和矿石资源日趋紧张，国外进口矿价格飞涨，生铁成本压力日益增大，炼焦煤为保供应，多处购买，质量上得不到保证，其灰份、硫份逐年升高（灰份高时＞14%，硫份＞1.0%）强度下降，为降生铁成本，大量减少进口矿用量（＜50%），甚至连多年不用的綦江铁矿也开始使用（綦矿含铁量＜50%），故入炉矿石品位下降，炉料结构复杂，变化大，渣量增大，给高炉的冶炼操作和各项技术经济指标带来非常不利的影响，为了适应不利条件，两年多来，不断总结大型高炉的操作经验和冶炼规律，优化高炉基本操作制度，保持高炉长期稳定顺行，加强高炉工艺技术和生产管理，通过富氧喷煤，高风温、高顶压等一系列强化冶炼的手段，使本高炉各项技术经济指标逐年改善，达到国内同类高炉的先进水平，近几年，主要技术经济指标如下表。

（注：08年5月汶川大地震导致休风40小时）

2.加强槽下筛分管理，减少原料末子入炉

因矿石炉品位下降，渣量增大，高炉下部透气性变差，故搞好槽下筛分，减少原料末子入炉对改善高炉料柱透气性，提高高炉接受风量的能力，保持高炉顺行显得至关重要，为此，采取了以下措施以减少原料末子入炉。

2.1 调节料仓闸门，给料机振幅角度等参数，减薄矿层，提高筛分效率，经过较长时间的调整，筛一称量斗的时间控制在3～4分钟比较适宜，低于3分钟、入炉末子量就会增多，大于4分钟会影响上料速度，通过加强筛分，烧结矿入炉末子量从7～9%降至1.5～2.5%，极大的提高了料柱透气性，有利于高炉增加风量，保持顺行。

2.2 勤打筛子，清理筛孔堵塞，保持筛分效果，因块矿、球团矿堆放在露天，末子较多且湿，容易堵塞筛孔，因此规定槽下每个班必须检测筛分组成，发现堵塞筛孔必须及时打干净，由工长负责检查签字认可，虽然工作量相当大，但保持了非常好的筛分效果，为高炉创造良好的条件。

2.3 加强入炉原料质量监控，做到心中有数，工长必须每班到槽下2～3次检查各种入炉原、燃料的情况，包括粒度组成、末子量，筛分效果，焦碳含水变化等，根据这些情况及时调整，以减少原料波动带来的不利影响。

3.下部送风制度的调节

3.1 风口面积决定了在一定风量下的风口风速，对煤气在炉缸的原始气流分布有重要影响，是炉缸活跃高炉顺行与否的根本基础，在高炉冶炼行程中占有主导地位，本高炉是矮胖型多风口（Hu/D=2.42，22个风口）要求有较高的风速及较大的鼓风动能，以利吹透炉缸中心，活跃炉缸，保持高炉长期稳定顺行。

本高炉适宜的风口风速经历了较长时间的探索，经过10多次增大或缩小风口面积的实践，逐步认识到提高风速的重要性，并且吃尽了风速不足，炉缸不活、高炉顺行脆弱的苦头，2006年下半年风口面积0.246m²，风速185m/s左右，2007年10月以前风口风速190m/s，风速不足出现炉缸中心严重堆积，两次出现尽管渣铁放尽后休风，仍然出现大面积风口三通吹管，下波纹管灌渣。2007年10月后在调整风口面积方面实现了较大突破，利用休风机会分三次将风口面积由0.246m²调至0.2322m²，风速达到205m/s左右，鼓风动能13000kg.m/s左右，炉缸活动增强，渣铁物理热充足，生铁脱硫能力增强，高炉压量关系及顺行情况进一步改善。

3.2 风口布局的调整

炉缸工作状态不仅要求活跃，而且要圆周均匀，才有利炉气流在炉腹横切面积均匀分布，保持炉料均匀下降，炉型规则合理，由于热风总管与热风围管连接的单边性及铁口排放渣铁较其它区域活跃等客观因素容易导致风量在风口园周分布不均而引起炉缸工作不均匀，容易出现煤气流局部过份发展，局部边沿过死，两根探尺深度差达1mm以上，料面呈斜坡状，管道行程频繁出现，炉况稳定性极差等不良现象，而上部调节的作用不明显，为此多次根据十字测湿及炉内或像显示的温度及煤气流的情况对风口布局进行了调整，采取大小直径风口及长风口搭配使用，靠热风总管连接方向基本上换成φ120mm的风口，远离该方向的一边基本上换成φ110和φ115mm的风口，铁口上方换成长风口，通过调整，风口圆周进风量趋于均匀合理，十字测量两边温度接近，“一头翅”的现象消失，炉内成像画面局部气流发展的现象消失，两根探尺深度趋于一致，休风时观察料面圆周高度一致，斜坡状料面消失。

3.3 风口二套上翘的调整

由于在砌筑炉缸风口二套砖孔时，膨胀缝未留足，开炉后，砖体受热膨胀，缓慢将二套向上顶，导致风口二套中心线朝上翘5~10度，2007年12月份发现风口二套不同程度的严重上翘，导致吹向炉缸下部的风量大幅度减少，而大量朝斜上方吹，减弱了风口煤气流对炉缸渣铁的机械搅拌和热量传递作用，出现炉缸边沿和中心均有堆积现象，2008年3月较严重时半个月烧坏6个风口小套，为此多次利用休风机会全部更换了共22个风口二套，并安装部分斜8度的风口小套，逐渐消除了这一影响。

3.4 上部装料制度的调节

3.4.1 多环布料较大突破，采用大矿焦角。

为充分发挥无钟炉顶布料灵活性强的优势，2006年7月本高炉由单环布料变为多环布料，两年以来，进行了无数次布料方案的探索，取得了改善高炉顺行和提高煤气利用的显著效果，重点是改变观念，突破禁区，大幅度提高矿焦角，搭建合理的焦碳平台，矿石分布接近炉墙，并且在各环分布上提高边沿的矿焦比，减少内环矿焦比，抑制边沿气流发展，打通中心煤气通路，2007年1~6月份处于探索阶段，重点在维护炉况顺行的框架内，担心边沿重而采用较小矿焦角，基本在 附近徘徊，作增大和减小的调节上百次，由于矿焦角偏小，矿石堆尖远离炉墙，边沿较发展煤气流非常不稳定，时常有局部气流出现，炉况顺行脆弱，难行滑料频繁出现，休风时观察料面发现矿石料面呈现中间环带高边沿低的斜坡状表明整体角度偏小，从7月开始逐步增大矿焦角，尽量使矿焦平台朝炉墙移动，使料面呈现边沿平台中心“锅底”的形状，11月份时矿焦角为 ，边沿气流抑制后炉况稳定性有较大程度改善，但由于重钢烧结矿粒度偏小，球团矿用量15%以上，其自然堆角较小，滚向中心的矿石仍较多，尽管矿角大、中间焦多，但中心气流一直不稳定，经常出现较弱的情况，而边沿气流抑制后高炉蹩风，加风困难，边沿十字测温温度低于150℃，表明边沿偏重，出现两头均重的现象，2008年3月开始使用多环加中焦的装料制度，再适当减小矿焦角至 ，此时中心气流旺盛，边沿保持通路，炉况顺行大幅度改善，煤气利用提高边沿温度保持在200℃左右比较适宜，达到了上下部调节相适应的良好状态。

3.4.2 矿批增大

矿批增大使矿层增厚，边沿和中心同时加重，改善了矿石与煤气的接触条件，有利于提高煤气利用降低焦比，但同时又使煤气上升的阻力增大，不利于顺行，要寻找既有利炉况顺行又提高煤气利用的矿石批重，必须根据重钢的原燃料条件在生产实践中探索，经过两年多的调整，矿批由28吨增至现在的34.5吨，比较适应，今后随着原燃料条件的改善，矿批还有上升空间。

3.4.3 冷却制度的调节

对软水密闭循环的高炉冷却系统，5~7层铜冷却壁的冷却制度调节，经历了由大到小的调节过程，开炉初期水量很大，达3600t/h，发现铜冷却壁的温度长期偏低特别是重点关注的炉腹区域（第5层）＜30℃，显得冷却强度过大，炉腹结厚，炉况蹩风严重，2006年11月份开始押水，到2008年6月份，逐渐减至2500t/h第5层铜冷壁温度40~45℃，第7层（炉身下部）铜冷壁温度35℃左右，对炉况顺行有利，炉墙热负荷与冷却强度达到平衡，促进合理操作炉型的生成。

3.4.4 热制度的调节

高炉热制度要求有充足的物理热及力求炉温稳定，是保持高炉稳定顺行的基础，本高炉是碳砖炉底陶瓷杯炉缸结构，加上铜冷却壁，导热系数均非常高，很忌讳出现低炉温，容易导致炉缸堆积和炉墙结厚，同时由于长期使用5%的钒钛球团矿及烧结中含有钒钛料入炉，炉温偏高容易形成炉缸热结，炉温控制的范围较窄，在操作上要求[si]控制在0.40~0.5%，[Ti]＜0.25%，实行定温调煤，密切关注焦碳水分变化，勤看风口，渣铁变化，在喷煤故障突然停喷的情况下，如何控制料速，补多少焦等，使热制度相对稳定[si]平均在0.45%左右。

3.4.5 造渣制度的调节

高炉日常造渣制度调节主要是二元碱度的控制，2006~2007年，炉渣碱度控制在1.10~1.15渣中氧化镁9.5%左右，炉渣流动性好，2008年，因焦碳硫份升高，为保生铁质量，二元碱度提至1.15~1.18，炉渣流动性下降，如遇炉温波动炉温偏低，很容易造成炉缸堆积，因此2008年4月份开始，采取不定期的酸料洗炉的方法，每次集中加入取消烧结矿的炉料，形成酸性物稀释大量的碱性炉渣，既不影响产量、焦比，又能得到非常显著的洗炉效果。

3.4.6 提高炉顶压力，增大冶炼强度

在上述高炉基本操作制度不断优化的情况下，高炉稳定顺行，可通过提高炉顶压力来增加入炉风量，达到强化冶炼的目的，开炉以来炉顶压力逐步提高，2008年顶压达到162kpa，在国内同类高炉中属较高水平，相应风量增至2850m³/min，综合冶强平均1.26t/m³d，最高可达1.30t/m³d，本高炉铜冷壁及炉缸，炉底耐火材质均为高导热系数的材料适合较高冶炼强度操作，可产生足够的热流强度，使炉缸及炉墙达到热量平衡，高炉操作炉型更合理，炉缸工作状态活跃，更有利于高炉长期稳定顺行，促进高炉达到良性循环的冶炼状态。

4.不断提高喷煤比，实现高风温，富氧喷煤

高喷煤比、富氧，高风温是炼铁技术进步的重要标志是降低焦比，提高生铁产量，实现强化冶炼的重要手段。

4.1 不断提高喷煤比

本高炉喷煤系统未与高炉建设同步，开炉后该系统移植老四高炉的喷煤系统装置，能力很小，最大喷煤70kg/tFe，2006年底新喷煤系统完成并投运，但故障率高，经常发生管道堵死或换罐时煤量大幅度波动的现象，严重影响喷煤量的提高，经过德方参与调试，2007年4月份该系统趋于正常，经过多次改造，煤比不断提高，但制粉能力限制，目前仍只能喷到125kg/tFe左右，尽管如此，喷煤后仍获得了降低综合焦比5kg/tFe，提高生铁产量140t/日的效果。

4.2 使用高风温

4.2.1 强化热风炉燃烧，主要是优化热风炉操作制度，快速燃烧，选择最佳的换炉周期，调节最优的空烧比，根据煤气压力波动及时调节空气量，提高空，煤气预热温度达180～200℃，富化煤气（加入转炉煤气），提高煤气发热值等手段，热风炉拱顶温度达1350℃，可供热风1200℃以上。

4.2.2 调整好炉况，为使用高风温创造条件，操作上实行定温调煤，风温水平不断提高，为提高煤比降低焦比创造了较好条件。

4.3 富氧鼓风

本高炉风机能力富足，不需要过多增加富氧来跑料，主要靠增加风量跑料，富氧的目的在于提高风口理论燃烧温度，强化煤粉在风口的燃烧，增加煤粉置换比，故本高炉富氧选择在比较经济的范围0.8~1.2%。

5.加强炉前渣铁排放，为炉内创造良好条件

本高炉出铁系统为双出铁场，无渣口，渣铁放不好，会出现风压高，风量减少，料速大幅度减慢，矿石品位下降后，渣量增大，这个影响更突出，是高炉生产的限制性环节，主要采取以下措施

5.1 每天放铁炉数由12炉增为15炉，定时打开铁口。

5.2 东西铁口一边一炉轮流放，放铁间隔时间由50分钟逐渐降至40分钟，2008年降至30分钟，这方面厂调、公司和运输部作了大量的协调和优化运输方案，保证了摆罐正点。

5.3 加强铁口维护，保持铁口深度2.2~2.4m，铁口角度逐渐提至15度。

5.4 创造好外部条件，主要针对钻杆、钻头、堵泥、炮嘴等质量问题，经常与有关部门联系商讨解决办法，以提高质量，满足生产要求。

5.5 加强炉前泥炮，开口机操作维护，保证设备正常运行，满足生产需要。

5.6 水渣系统为嘉恒法，该系统运行可靠性较差，故障率高，容易发生突然停转导致堵死的情况，被迫放红渣，经过摸索规律，找出薄弱环节加以整改并强化操作协调管理，该系统基本能满足生产需求，运转率达99%以上。

通过上述措施，炉前渣铁排放趋于正常，满足了生产要求，为高炉操作创造了条件。

6.结语

6.1 本高炉在原燃料质量不断劣化的不利条件下，各项技术经济指标不断上台阶，取得较好冶炼效果。