李佃春

（河北鋼鐵集團(tuán)宣鋼公司煉鐵廠，河北 宣化075100）

1 概述

河北鋼鐵集團(tuán)宣鋼公司（全文簡(jiǎn)稱(chēng)宣鋼）1號(hào)2 500 m3高爐于2008年3月開(kāi)爐，高爐在上部操作制度調(diào)整上，從最初的“半倒裝”到前幾年的“中心注焦”模式，直到最近幾年的“平臺(tái)+漏斗”模式。下部送風(fēng)制度也經(jīng)歷了從大風(fēng)口面積到小風(fēng)口面積的多次反復(fù)調(diào)整，確立最終的小風(fēng)口高動(dòng)能模式。高爐在各個(gè)調(diào)整階段都有一定時(shí)期的穩(wěn)定期，但是順行周期較短，抗波動(dòng)能力弱，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)差，爐況階段性波動(dòng)一直困擾著高爐操作者，給宣鋼生產(chǎn)帶來(lái)不利影響。

2017年10月份外圍因外進(jìn)焦質(zhì)量大幅度走差，高爐操作制度調(diào)整跟進(jìn)不及時(shí)，造成爐況波動(dòng)長(zhǎng)達(dá)2個(gè)月，經(jīng)濟(jì)損失巨大。進(jìn)入2018年后，高爐風(fēng)溫水平持續(xù)下降，爐缸側(cè)壁溫度階段性偏高，嚴(yán)重威脅著高爐順行與指標(biāo)優(yōu)化。1號(hào)高爐結(jié)合自身高爐特點(diǎn)，下部加長(zhǎng)風(fēng)口并適當(dāng)縮小風(fēng)口面積，上部收窄礦石平臺(tái)并適當(dāng)縮小小焦角，通過(guò)調(diào)整，1號(hào)高爐實(shí)現(xiàn)了煤氣流的合理匹配，從而實(shí)現(xiàn)了高爐長(zhǎng)期順行與產(chǎn)量的提升。2018年1號(hào)2 500 m3高爐指標(biāo)情況見(jiàn)表1。

2 礦批的布料模式

宣鋼1號(hào)高爐2008年開(kāi)爐后，上部裝料制度進(jìn)行了調(diào)整，從“半倒裝”到前幾年的“中心注焦”模式，再到最近幾年的“平臺(tái)+漏斗”模式。從1號(hào)高爐經(jīng)歷的情況看，各種裝料制度各有優(yōu)缺點(diǎn)，“半倒裝”邊緣氣流控制難度大，“中心注焦”燃耗高技經(jīng)指標(biāo)相對(duì)較差，“平臺(tái)+漏斗”對(duì)外圍原燃料適應(yīng)能力差。

表1 2018年1號(hào)2 500 m3高爐指標(biāo)情況

一個(gè)科學(xué)、合理、能夠較好適應(yīng)高爐操作爐型及原燃料條件的裝料制度是一個(gè)長(zhǎng)期摸索過(guò)程，它的形成并穩(wěn)定是一種新的冶煉理念的形成過(guò)程，并且是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，必須不斷調(diào)整以適應(yīng)其新的變化。高爐要想實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期穩(wěn)定生產(chǎn)及指標(biāo)改善，合理的裝料制度是重要條件，裝料制度實(shí)質(zhì)就是焦炭平臺(tái)和礦石堆角合理控制，還包括礦石在高爐徑向焦炭平臺(tái)上的分布，焦炭堆角、布料料線、礦石與焦炭批重、焦炭負(fù)荷等都是圍繞礦石在爐內(nèi)的堆角來(lái)進(jìn)行調(diào)劑的。2018年，1號(hào)高爐以穩(wěn)定邊緣氣流、開(kāi)放中心氣流為指導(dǎo)思想，圍繞先確定焦炭平臺(tái)后匹配礦石堆角對(duì)礦、焦布料矩陣進(jìn)行了較大幅度的調(diào)整，礦石5環(huán)改為4環(huán)，礦石角差由10°調(diào)整為8°，中心小焦角由27°縮小至23°。布料矩陣最終調(diào)整為：

K：42（4.0）40（3）37（3）34（2.0）

J：41.5（2.0）39.5（3.0）37（3.0）34（2.5）30.5（1.0）23.0（5.0）

礦石批重決定爐內(nèi)料層的厚度對(duì)爐料在爐喉分布影響很大，礦石批重小時(shí)布料不均勻，小到一定程度，將使邊緣和中心無(wú)礦石。批重增大，則礦石分布均勻，相對(duì)加重中心而疏導(dǎo)邊緣，而且軟融帶氣窗增大，料柱界面效應(yīng)減小，有利于改善透氣性。宣鋼1號(hào)高爐2018年逐步擴(kuò)大礦石批重，礦石批重由65～66 t逐步擴(kuò)大至70 t，焦炭負(fù)荷由4.60加重至5.00。

3 提高鼓風(fēng)動(dòng)能、吹透中心

2018年針對(duì)風(fēng)溫水平低，中心氣流不足的情況，1號(hào)高爐調(diào)整下部送風(fēng)制度，風(fēng)口面積0.330 3 m2縮小至0.319 4 m2，風(fēng)口長(zhǎng)度由585 mm加長(zhǎng)至以635 mm為主。打通中心氣流的下部調(diào)劑手段通常是縮小風(fēng)口面積以提高風(fēng)速及鼓風(fēng)動(dòng)能，采用長(zhǎng)風(fēng)口后打通中心氣流效果更加顯著。宣鋼1號(hào)高爐爐缸直徑11.4 m，30個(gè)風(fēng)口，原風(fēng)口長(zhǎng)度585 mm，長(zhǎng)度占缸直徑的5.13%。作為高爐下部調(diào)整的第一項(xiàng)措施，就是增加風(fēng)口長(zhǎng)度，先將風(fēng)口長(zhǎng)度改為615 mm，視爐況反應(yīng)，后又調(diào)整為635 mm，相當(dāng)于占爐缸直徑的5.39%。風(fēng)口伸長(zhǎng)后，高爐爐缸工作狀態(tài)改善明顯，中心減輕，全爐壓差降低5～10 kPa。風(fēng)口面積縮小，風(fēng)量水平不降反升，標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速接近270 m/s，煤氣流分布基本具備了“喇叭花”煤氣曲線條件，在風(fēng)溫水平較低的情況下，保證了足夠的鼓風(fēng)動(dòng)能，為高爐穩(wěn)定順行奠定了基礎(chǔ)（見(jiàn)表2）。

表2 2018年宣鋼1號(hào)2 500 m3高爐送風(fēng)參數(shù)

4 維護(hù)合理操作爐型

高爐中部調(diào)劑通常是調(diào)整爐體冷卻水流量，以期改變爐內(nèi)渣皮厚度，從而影響爐內(nèi)邊緣煤氣流分布形態(tài)。但高爐冷卻水流量調(diào)整雖然引起水溫差變化，但高爐爐體熱流強(qiáng)度并未發(fā)生變化，也就是高爐爐體冷卻水量的變化不會(huì)直接改變爐內(nèi)渣皮厚度。但是通過(guò)調(diào)整冷卻水溫度可以實(shí)現(xiàn)的爐內(nèi)渣皮厚度的控制。降低循環(huán)冷卻水溫度，熱流強(qiáng)度增大使冷卻壁熱面溫度下降，爐內(nèi)保護(hù)性渣皮厚度增加；相反循環(huán)冷卻水溫度升高后，熱流強(qiáng)度降低導(dǎo)致冷卻壁熱面溫度升高，爐內(nèi)保護(hù)性渣皮厚度減小。

針對(duì)進(jìn)入爐役末期的爐體現(xiàn)狀，1號(hào)高爐軟水進(jìn)水溫度由46℃降低至40℃。通過(guò)調(diào)整，滿足了高爐在不斷強(qiáng)化過(guò)程中的渣皮穩(wěn)定性，高爐冷卻壁溫度及爐體熱負(fù)荷處于合理控制范圍。

5 強(qiáng)化熱、渣制度控制

宣鋼高爐近年來(lái)一直堅(jiān)持實(shí)施低[Si]冶煉，但低[Si]冶煉考驗(yàn)著高爐操作者管理和操作技術(shù)水平。高爐原燃料波動(dòng)，特別是焦炭質(zhì)量稍有波動(dòng)時(shí)，極易引起高爐爐況波動(dòng)。1號(hào)高爐通過(guò)狠抓工長(zhǎng)細(xì)節(jié)性操作，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化操作，逐步提高爐溫受控率。

1）打開(kāi)中心氣流、活躍爐缸是低[Si]冶煉的關(guān)鍵。前期進(jìn)行的上下部制度調(diào)整是爐況穩(wěn)定的基礎(chǔ)。

2）適當(dāng)提高爐渣堿度。低[Si]冶煉在爐渣堿度控制上，實(shí)際值控制上略偏上限，以保證風(fēng)溫較低情況下高爐渣熔化溫度和脫硫能力。

3）適當(dāng)降低風(fēng)口前理論燃燒溫度。[Si]的還原是強(qiáng)吸熱反應(yīng)，在保證高爐爐缸正常熱量基礎(chǔ)上，適當(dāng)降低T理，一定程度上可以阻礙[Si]的還原。宣鋼1號(hào)高爐從2018年開(kāi)始，逐步將高爐T理由2 250～2 300℃，降低至目前2 200～2 250℃，手段主要是提高高爐煤比。

4）穩(wěn)定小時(shí)下料批數(shù)。穩(wěn)定料速是實(shí)施低[Si]冶煉的關(guān)鍵。為此，要求每班下料批數(shù)相差不超過(guò)目標(biāo)±2批，上、下半班相差不超過(guò)1批，以防止因料速過(guò)快引發(fā)高爐熱制度波動(dòng)。

5）煤粉使用方面。煤粉存在熱滯后作用，在爐溫較低情況下，渣鐵不能快速轉(zhuǎn)熱。更重要的是在噴煤量較高情況下，再增煤粉量，煤粉燃燒率進(jìn)一步降低，提爐溫可能實(shí)現(xiàn)相反情況。

1號(hào)高爐爐溫長(zhǎng)時(shí)間保持在0.30%～0.35%，鐵水物理熱保持大于1 500℃，為高爐穩(wěn)定順行創(chuàng)造了條件。

6 結(jié)語(yǔ)

宣鋼1號(hào)2 500 m3高爐2018年取得了巨大突破，高爐在爐役后期爐缸側(cè)壁溫度階段性超標(biāo)，風(fēng)溫水平偏低的情況下，通過(guò)上、中、下部操作制度的調(diào)整與匹配，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)周期的穩(wěn)定順行，高爐各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)持續(xù)改善。

1）上部大礦批、窄平臺(tái)深漏斗的布料模式是高爐順行的關(guān)鍵。

2）下部長(zhǎng)風(fēng)口、小風(fēng)口面積、高動(dòng)能是高爐穩(wěn)定的基礎(chǔ)。

3）中部低水溫，穩(wěn)定的爐體熱負(fù)荷是高爐指標(biāo)提升的保障。