摘  要  兴澄3200m3高炉的10、13 段冷却壁处安装了炉身静压的测量装置，分别测量高炉软熔带和块状带的压力变化，它比传统的热风压力反映炉内气流变化更快，更准。合理掌握并运用炉身静压力，可以直接监控高炉纵向不同位置的煤气流压力的变化情况，使提前判断炉内局部气流的变化成为可能，对预防悬料及管道产生等有很好的参考价值。

关键词  炉身静压力  高炉操作  管道  悬料

1  引言

高炉炉身静压检测是80年代初宝钢从国外引进的新技术，从80年代末期开始，在国内大中型高炉有了不少的应用。采用该技术以前，炉内只有炉顶压力和热风压力两个压力监测点，高炉操作者主要根据这两个参数的变化判断炉内气流的变化程度。但这两个参数的变化只是炉内气流分布状态发生变化的一个综合体现，即一个起点和终点的压力变化，而过程变化无测量手段，要具体判断在高炉纵横两个断面上究竟在什么部位发生了变化，变化的幅度有多大，是非常困难的，而且这两个参数的变化有相对滞后性，一旦顶压与风压发生剧烈变化，预示着炉况的变化已成结果，再采取补救措施，已为时过晚，有可能造成炉况大幅度波动，甚至炉况失常[1]。

兴澄3200m3高炉在设计过程中引入了炉身静压力的概念，并作为重要的参数应用于高炉操作中。经过近四年的高炉操作实践经验总结，炉身静压力比传统的热风压力反映炉内气流变化更快、更准。对监控高炉纵向不同位置的煤气流压力的变化情况，超前判断炉内局部气流的变化，及时采取有效措施，减少炉况的大幅波动及避免炉况失常，炉身静压力具有重要的参考价值。

兴澄高炉炉身静压设备分别设在10段冷却壁（炉身中下部）和13段冷却壁（炉身上部）两层位置，每层分别周向均匀开4个取压孔共计八点通到炉内取压。此两层压力变化分别代表高炉软熔带及块状带的压力波动。

2  炉身静压检测技术原理

炉身静压检测技术的工作原理是把高炉看作是一个有压容器，向有压容器吹入高于炉内压力的气体时，P吹与P炉之间有以下比例关系[1]:

P吹- P炉=KZQ

其中，K为常量系数；Z为沿程阻力，当吹扫管确定后，Z可以看作常量；Q为吹扫气体流量，如果恒流量吹扫，也可作为常量，所以KZQ是个常量，将KZQ项表示为ΔP也就是压损。吹扫公式就成为P吹-P炉=ΔP，改变形式就成为：P炉= P吹-ΔP                                     （1）

此式中ΔP不用计算法取得，而是用停吹法取得的。

关闭切断阀时，停止吹扫，此时P吹和P炉近似相等。也就是吹扫压力和炉内压力相等，取出P吹值。用停吹前的P吹值减去停吹时的P吹值即为ΔP值，将ΔP值代入（1）式即可得出此点的炉内压力值。一般每4～6h停吹一次，停吹时间小于30s，停吹、开通吹扫等动作控制可由计算机控制自动完成。

3  炉身静压在高炉操作中的应用

3.1  判断高炉周向气流稳定程度

炉况稳定程度的一个重要标志是高炉周向气流分布均匀。高炉各段周向气流的稳定程度可以根据炉身静压点的波动程度来判断，周向气流稳定的主要表现为：八点静压值曲线平滑无尖峰，两层静压值曲线平行运行，两层静压值相差15～20kPa，同层的静压值相差不大，曲线交织的情况很少发生。如图1所示，上方四条曲线即为10段冷却壁处东南西北四个方向的静压曲线；下方四条曲线即为13段冷却壁处东南西北四个方向的静压曲线。通过13层静压及其标高、顶压及料线标高可计算出块状带平均料柱阻力，或叫单位料柱阻力。积累一个正常炉况的料柱阻力，可判断块状带料柱阻力是否在正常范围内，如若不在，是何种原因引起的变化，进而加以调整。通过10层静压的变化，可判断软熔带部位静压变化，进而判断矿石软熔性能及气流分布。

3.2  利用上部压差判断块状带透气性

所谓上部压差是指13层静压值与炉顶压力的差值。在炉顶压力没有变化的情况下，上部压差的波动也就是13层静压的波动，13层静压力与原燃料强度有直接关系，13层静压力的波动直接反映了块状带透气性的变化。如若出现上部压差升高的现象，也就是13层静压力升高，则表示原燃料强度变差或者入炉粉末增加，若及时采取轻负荷措施则可避免炉况恶化。

3.3  判断“管道”行程

高炉风压在一定范围内波动（±5kPa）是正常的，但有时风压的波动却预示着管道行程即将发生，如何区别正常波动还是因管道产生的波动，炉身静压可以提高明确的依据。炉况热行时，风压爬坡，这时八点静压值同时上爬，这种情况就可以排除管道的可能，但是如果某个方位的静压值突然上升，风压表现却是不断下降，必然伴随着局部管道的发生，一旦管道堵死后，该方位静压值降下来，风压却大幅上升，有时高炉不得不大幅度减风控制，以防止悬料的发生[1]。如图2、图3所示，管道发生前，10层及13层北面的静压力几乎同时突然上升，同时风压也有所下降，这预示着管道即将发生，比管道发生时提前近8min表现出来了。高炉操作上在静压突升时就已经控制了风量，减小了管道的影响。

高炉悬料前期，有时单从风压和透气性指数上较难提前判断，有时只是表现为风压缓慢升高，透气性变差，而炉身静压力能提前表现出来：炉身静压整体升高，在悬料前有急剧上升的尖峰。图4、图5显示的是一次悬料的过程，从静压上看，悬料前10层静压已经大幅上升，说明在软熔带位置透气性极差，在悬料前30S左右，八点静压已有急剧上升的趋势；从风量、风压上看，静压突升时，已有减风的动作，但没有控制到位，导致悬料的发生。

4  炉身静压设备的维护

4.1  保证N2吹扫压力

炉身静压设备能够正常运行的关键是保证N2吹扫压力大于炉内压力100kPa以上，要不然会造成取压孔堵塞，影响正常使用。目前兴澄高炉炉身静压设备的N2吹扫压力稳定在660kPa左右，取压孔堵塞的现象很少发生。

4.2  定期检查

定期检查N2流量、压力和计算机控制系统。通过检查N2流量可判断取压孔是否堵塞，也可以通过出现的异常静压值来判断取压孔是否堵塞，如果取压孔有堵塞，应利用高炉休风的机会将取压孔清理干净。

5  结语

兴澄3200m3高炉将炉身静压作为重要的参数应用于高炉操作中，通过高炉操作实践经验总结，炉身静压比传统的热风压力反映炉内气流变化更快、更准。通常情况下，静压变化的反映时间比风压变化的反映时间至少早2～10s，通过静压的变化可以提前判断气流的变化以及提前判断“管道”行程及“悬料”的发生，这样就可以使炉况的调剂措施大幅度提前，减少了炉况的大幅波动及避免了炉况失常。

参考文献：

[1] 李传辉等.应用炉身静压监测技术判断高炉炉况[J].炼铁，2005（5）：54~55.