马钢9#高炉使用三级焦实践

侯 军    李 嘉

【摘  要】通过对马钢9号高炉使用三级焦的操作实践，总结操作制度的变化过程，进行分析，指出了马钢中型无料钟高炉在大量使用三级焦的条件下，采用适当的负角差、单环布料、小矿批和合适的炉温、硫磺控制，高炉也能达到长期稳定和顺行。

【关键词】高炉  三级焦  布料模式  实践

1.引言

马钢一铁总厂九号高炉是我厂第一座无料钟高炉，使用了新技术、新工艺、新设备，2002年高炉投产以来，经过多年的艰辛努力，摸索出一条管理与操作方面的经验，在开炉初期一段时间内，用马钢自产大焦曾取得过较好的经济技术指标，热风压力曾达到200Kp水平，但由于外界条件的变化，尤其是大量外购焦（主要是三级焦）的使用，大部分时间在低水平下徘徊。热风压力只能维持在165～170Kp范围，为从根本上扭转这个被动局面，我们对高炉投产以来出现的反复情况进行认真总结，找出原因，对所采取的处理措施进行整理、分析，探寻新的操作理念，经过操作制度的调整，热风压力一直加到200Kp以上，炉况保持稳定顺行，自2007年7月份后，高炉进入高效、稳定、长周期顺行，本文对此作一分析，总结经验，为今后生产提供借鉴。

2.九号高炉的炉况分析

9号高炉在2005年、2006年的生产波动较大，各项经济技术指标处于较低水平，在2007年 2～5月份又因公司新区大高炉的投产，焦炭供应紧张，主要使用的是滕州焦和少部分的济源焦，焦炭质量较差，见表1。

从表中可以看出，滕州焦的水份很高、热态性能较差，7月份因连续阴雨，外购焦炭粉末很高，筛不掉，造成炉身上部7～10号风口上方结瘤（焦质瘤），高炉顺行恶化，炉况失常，7月27日厂部决定降料线炸瘤，在降料线炉顶打水过程中出现爆震，休风后发现瘤体已脱落在料面。为了根本解决炉况问题，利用此次机会，决定对9号炉进行技术攻关，经过精确设计、精心操作、精细管理，彻底解决了高炉顺行的问题。近期部分技术指标见表1。

表1  9号炉2006年～2008年部分月高炉技术指标

   注：2008年8月1～14日9号高炉中修，10月份公司因市场形势严峻于10月14日9号高炉停炉待命复产。

3.炉况的恢复

这次炉况恢复过程是循序渐进且一气呵成，在恢复过程中集中加空焦、组合料，快速恢复风量，慎重变动布料模式，稳步推进，充分利用高炉的重要参数（风口风速、鼓风动能等）判断炉况进程。高炉很快就达产，在大量使用三级焦的条件下确保高炉稳产、高产，在操作思路上我们做了新的尝试。

3.1 上部操作制度的调整

    高炉操作过程中，上部调节非常重要，只有上下部调节相配合，高炉才能保持稳定顺行。

3.1.1 矿批的调节

以往高炉主要使用的是自产大焦和外购的一级焦，高炉采用较大矿批，主要在16～20吨之间调节，高炉煤气利用较好，炉况基本保持稳定，但大量三级焦使用后，高炉炉况明显不适应，崩塌料较多，矿批退到14～16吨，但料速始终不畅，这次在高炉恢复中采用小矿批恢复，矿批为7吨,全焦冶炼，在加风过程中，根据料速决定是否扩矿，只有料速达到9批/小时，才考虑扩矿。在高炉达产后，矿批稳定在12吨左右，每小时达8～9批料，高炉下料均匀、顺畅。大矿批是能提高煤气利用率，但会增加料速不均的机率，尤其原燃料条件不好时，更易造成炉况难行，而小矿批不易压死料柱，能疏导边缘和中心两道气流。根据这一原则，料速始终稳定在8～9批/小时，下料很少有难行现象。炉顶温度也控制在200℃～300℃之间。

3.1.2 布料模式的调整

    布料模式是上部调节的关键，是稳定上部气流的主要措施，在复杂的外界条件下，最好是把复杂问题简单化。

3.1.2.1 坚持单环布料

为了片面地追求煤气利用，9号炉以前一直采用两环或三环布料，想通过构建焦炭平台来改善煤气利用和保障高炉顺行，但效果不好，上部气流反而不易稳定，管道气流多，主要因为我厂目前是以外购焦为主，焦炭粒度变化大，炉顶布料无称重，只通过控制炉料体积流量来实现布料，一旦焦炭粒度发生变化，布料圈数随之变化，必然导致气流的变化，多环布料虽有很多优点，但在焦炭粒度变化较大时，反而造成气流不稳定。单环布料模仿钟式布料，确保布料堆尖稳定，增大抗原料风险能力。这次在恢复炉况的过程中，布料模式的矿、焦档位均为单环布料。管道气流大幅减少，上部气流较稳定，一直坚持单环布料。

3.1.2.2 焦、矿角差不大于3°

由于外购焦的质量波动大，热态性能较差，多是三级焦，甚至更差，高炉多采用的是负角差，以发展边缘气流为主，但负角差在什么范围内合适，是一个重要的问题，有的高炉炉况不好，边缘气流较重，想放开边缘气流，矿、焦角差一直放到-5°，炉况反而变得更差，我认为矿、焦角差不易过大，只有矿、焦堆尖相近时，调节模式才有效果。矿、焦堆尖相差很大时，会造成气流失常，这次炉况恢复时，复风时布料模式C^30°O^27° ，把矿、焦角差调为-5°是为过组合料，以强烈发展边缘气流为主，当热风压力加到175Kp时，模式整体向外平移1°改为：C^31°O^28°，8月3日当热风压力加到190Kp时，矿石档位向外平移1°改为C^31°O^29°，8月7日再调整为：C^30°O^29°，至此模式基本调整到位，趋势是随着热风压力的上升，逐步抑制边缘气流，疏导中心气流，但总体气流仍是边缘气流为主。CO₂煤气曲线边缘与中心的差在4～6%范围。

布料模式不要轻易动，只有在风量、风压平稳时调节才有效，整体平移档位效果较好。

4.下部送风制度的变化

在外界条件变化时，送风制度作一些调整也是必要的。目的是保持炉缸合适的鼓风动能和风口风速。

4.1 适当缩小风口面积

    9号炉有14个风口，主要以直径110mm为主，配直径106mm作调整，风口面积为0.132mm²

风口风速150m2/s,鼓风动能为5500kgm/s,当原燃料变差时，高炉稳定性变差，崩、滑料较多，于是对风口面积作些调整，高炉以直径106mm为主，面积缩小为0.125mm²，风口风速提高到165m²/s,鼓风动能达到6700kgm/s,高炉炉缸工作状态大幅改善，高炉滑料现象基本消失，炉况保持稳定顺行。

4.2 强化冶炼

    富氧、喷煤是高炉强化冶炼的主要手段，能很好改善炉缸工作环境，由表1可以看出，高炉富氧率由过去的1%左右提高到2.36%，煤比由120kg提高到130kg,炉况仍能保持顺行，产量得到大幅提升。

5.热制度、造渣制度的调整

高炉热制度、造渣制度是高炉操作的关键，三级焦使用后，应作适当的调整来确保高炉顺行。由于外购焦质量波动大，值班室对炉温的控制难度较大，我们可以放宽对炉温的控制的区域，重点加强对低炉温的控制，炉温由以前的[si]=0.30～0.55%控制范围放宽到[si]=0.35～0.70%，放宽了对上限炉温的控制，确保的炉缸温度的充沛，提高了高炉抗风险能力。但也要杜绝超高炉温的出现。加强对下限炉温的控制，不出低炉温，炉温[Si]＜0.35%不能连续大于三炉.

合适的渣碱度是保障高炉生铁质量的关键，也是高炉顺行的保障，渣碱度过低是会影响炉缸稳度的，但我们把重点放到控制高碱度上，这主要有两个因素影响，一是我厂原料中含铝的氧化物较高，渣中Al₂O₃较高，见表2，在实践中可以发现，高Al₂O₃严重影响炉渣的流动性，尤其当碱度较高时，炉渣流动性更差，可想而知，这种炉渣在炉内的透气性、透液性都不好，会影响高炉顺行。在实际操作中，炉渣碱度控制在R=1.10～1.15之间。

表2  9号炉近年炉渣成分

二是连续低硫磺对炉缸工作状况影响很大，高炉有几次炉况难行，包括崩料都是连续低硫磺造成的。铁水硫磺一定要做在合适水平[S]=0.02～0.045%，尽量减少[S]＜0.02%次数，一旦连续两炉出现低硫磺，必须加酸料调节，一个班连续低硫磺，要降低炉渣碱度。

三级焦的使用对高炉炉况有影响是较大的，但我们可以制定合适的操作方针把影响降到最低。

6.加强值班室管理和开展劳动竞赛

炉况的稳定顺行，关键在高炉值班室，必须制定合适的操作方针，加强对值班室的基础管理，严格实行标准化作业，对四班作业长和炼铁控制实行绩效考核，对工作业绩，天天打分并公布上墙，考核结果与奖金挂钩。在操作制度上加大了对低炉温和低料线的控制，高炉炉温要控制在合适水平，强调炉温[Si]＜0.35%不能连续大于三炉，否则应果断控风，降低冶强，尽快提高炉温至合适水平，保持充足的炉缸温度。禁止低料线作业，出现低料线要果断减风，甚至休风，料线必须控制在2.5米以内。低炉温、深料线能直接导致煤气流失常，影响高炉顺行。

加强筛网管理非常重要，由于外购焦的焦末较高，达12%以上（见表1），水分大，小焦多，只有通过加强筛网管理才能解决问题，2007年7月27日利用检修机会把焦筛棒条间距由15mm增大为22mm，增大了筛分效果，由于小焦容易卡塞棒条，影响筛分效果，规定每个班上料工分两次定时清理焦筛棒条，提高筛分效果，当班作业长监督，下雨天增加清筛次数。矿筛的筛条间距由4.5mm逐步改为6.0mm的单层筛，在矿筛上部的下料口处增加橡胶挡皮，减小料流，增加筛分时间，每月统计显示矿粉返矿量提高10%，提高了筛分效果。对有问题的矿筛及时更换。建立矿、焦筛更换台帐，摸索筛网使用寿命，以便及时更换。

    随着风量、风压的逐步提高，高炉强化冶炼，要保持炉况顺行，炉外出铁显得特别重要，在高炉值班室和炉前开展了出铁量劳动竞赛，充分调动的职工的工作积极性，确保了炉外渣铁的处理，达到了炉外促进炉内，高炉实现了稳产、高产。

7.小结

7.1 马钢9号高炉在使用三级焦时，经过认真总结，解放思想，合理地进行上、下部调节，制定了合适的操作方针，高炉保持稳产、高产。

7.2 在高炉上部调节中，坚持小矿批、单环布料、适当的负角差是减少外界因素影响的主要方法，可以较好地克服原燃料波动带来的不利影响。

7.3 在高炉下部调节中，适当缩小风口面积，获得较高的风口风速和鼓风动能是保证炉缸工作状态的关键，尤其在原燃料条件变差时，更要确保炉缸工作均匀、活跃。这是高炉顺行的基础。