摘 要 热风带入的热量在高炉下部可以完全被有效利用，提高100℃风温，可以节约焦炭15kg/t～20kg/t，同时增产3%～5%，并且可为高炉提高喷煤比创造条件，该文总结了攀钢2号高炉改进型顶燃式热风炉的技术改造和提高风温的生产实践。

关键词 高炉 顶燃式热风炉高风温

1 前言

当前随着高炉强化冶炼水平的提高及大量喷吹燃料的需要，高炉对高风温的要求越来越迫切。高风温是强化冶炼、降低焦比、提高产量的有效措施。提高风温使用是当今世界炼铁技术发展的方向，也是一项装备技术与冶炼水平相结合的综合技术。攀钢2号高炉有效容积1200m³，2007年10月1日第3代炉役停炉大修时对热风炉进行了技术改造，结合当前国内外先进技术，将原3座内燃式热风炉改造为3座改进型顶燃式热风炉，在热风炉配置、结构和耐火材料选择上采用了多项新技术。2号高炉第4代炉役于2007年12月18日开炉，经过三年的生产实践，在烧炉制度、风温使用以及高炉操作调剂方面做了大量的探索工作，高炉风温逐步提高，2010年达到1230℃，实现了钒钛磁铁矿高风温冶炼的新突破，高炉技术经济指标不断优化并好于其他高炉，实现了稳产、高产。2号高炉2008～2011年主要经济技术指标见表1。

表1 攀钢2号高炉2008～2011年主要经济技术指标

2 热风炉的技术改造

2.1 大修前热风炉情况

攀钢2号高炉1997年6月第二代炉役大修时，配套采用三座内燃改造式热风炉。其结构为悬链线形拱顶、眼睛形燃烧室、矩形陶瓷燃烧器、七孔格子砖，三座热风炉折合单位炉容蓄热面积81.41m²/m³。一代炉役期间平均风温统计达到1050℃以上，但与国内同行业先进水平（1200℃）比较差距仍然较大，而且大修后不到5年热风炉就出现燃烧振动、燃烧器局部损坏、火井隔墙开裂掉砖、热风出口周围及热风支管大面积发红、掉砖等问题，热风出口还出现过2次烧穿事故。热风炉使用寿命为10年。

2.2 改进型顶燃式热风炉

2007年10月第三代炉役大修，通过广泛调研和比选，采用了具有创新技术的3座改进型顶燃式热风炉，烧炉全采用低热值的高炉煤气，设计年平均送风温度1200℃以上，热风炉使用寿命15年以上。热风炉设计技术性能参数见表2。

表2 改进型顶燃式热风炉主要技术性能

与采用内燃改造式热风炉的方案比较，同为3座热风炉时，单位炉容加热面积由原80.0增加到101.43m²/m³；单位风量加热面积由原30.0增加到38.04m²/m³.min。加热能力提高了26.8%，高炉风温可达到1200℃以上，有效地提高了热风炉加热能力。

根据高风温和长寿的设计要求，炉篦子采用无梁支柱式支承结构，大大降低了格孔堵塞率，工艺阀门采用高温电动闸板阀，热风系统管道采取耐高温的材料与消除热应力措施。采用带前置加热炉的助燃空气、煤气双预热设施，助燃空气采用集中鼓风。高炉生产过程控制采用DCS控制系统，计算机设备选用爱默生公司最新版本Ovation系统，热风炉配有子系统，采用全键盘、全CRT操作。采用计算机管理所有热工参数，全CRT画面显示，实现热风炉全自动烧炉、送风与控制。技术装备和自动化水平达到目前国内先进水平。

3 提高风温的生产实践

热风带入的热量在高炉下部可以完全被有效利用，是高炉冶炼最廉价的热源，提高风温是高炉增加喷煤、降低焦比最经济有效的途径。虽然改进型顶燃式热风炉具备1200 ℃的高风温能力，但必须确保高炉稳定顺行才能接受高风温，才能最大限度使用风温，同时才能保证热风炉稳定工作。由于攀钢高炉冶炼钒钛磁铁矿的特殊性，为最大限度的提高风温的使用，2号高炉采取了以下调剂措施。

3.1 装料制度的调整

攀钢2号高炉第四代炉役于2007年12月18日投产，初期料制采用2OCOC↓+COCO↓+2OO↓OCCC↓，矿批21.5～22.0t，中心煤气流强而稳，边缘炉喉温度过低，虽然炉况稳定，但技术指标不理想，主要体现在风压高而不稳，料速在出铁前后不均匀，冷却壁温度波动大，炉缸不活跃，脱硫效果差，致使煤气利用下降，燃料比升高。为此，本着适当疏导中心，抑制边缘气流，最终实现两股气流稳定的目的，2008年11月对布料制度调整为OCOC↓+COCO↓+2OO↓OCCC↓，矿批稳定在21.0t，兼顾了中心和边缘两股气流，高炉顺行明显改善，实现了高炉较长周期的稳产高产。

3.2 送风制度的调整

随着上部装料制度的调整，本着上下部调剂相结合的原则，送风制度以活跃炉缸、形成合理的初始气流为目标，风口组合由Φ130mm×7+Φ140mm×11，逐渐调整为Φ130mm×3+Φ140mm×15，进风面积由0.2621m²调整为0.2706m²，高炉风压有所降低，风量由2860m³/min逐步加到3040m³/min，高炉顺行状况进一步改善，炉缸均匀活跃，为风温不断提高创造了条件。

3.3 提高煤比

风温提高后，炉缸温度随之升高并使炉缸煤气体积膨胀，煤气流速提高，炉料下降阻力加大，特别是在高炉中、下部，压力损失增大。如果不采取措施进行调整，容易出现悬料等情况。高炉喷吹煤粉后，由于喷吹煤粉加热、分解和裂化使理论温度降低，每喷吹10kg煤粉可使理论燃烧温度降低20℃，所以提高喷煤量能够起到保持合适的理论燃烧温度和稳定炉况的作用。随着炉况顺行好转，喷煤比水平逐步提高，由105kg/t逐步提高到120kg/t，表3为2号高炉2008～2011年煤比喷煤比情况。

表3 攀钢2号高炉2008年～2011年各月喷煤比，kg/t

4 强化热风炉的操作管理

4.1 优化热风炉操作技术参数

实际生产中，在全烧发热值较低的高炉煤气情况下，进行热风炉强化燃烧，采取快速烧炉法，加快热风炉蓄热速度，力争在最短时间达到需要的拱顶温度。生产实绩单炉高炉煤气耗量49500Nm³/h，单炉助燃空气耗量34650～37150Nm³/h，空燃比0.70～0.75。

稳定高炉煤气压力，保证预热后的高炉煤气压力稳定在8KPa以上，使热风炉在燃烧时长期处在比较稳定的状态下，减少了热风炉拱顶温度的波动，拱顶温度稳定在1370～1390℃，废气温度长期稳定在390℃。

充分发挥空、煤气双预热设施的作用，预热后高炉煤气控制在160℃，采用前置加热炉二次预热助燃空气，预热后助燃空气稳定控制在310℃左右，可提高烟气理论燃烧温度和拱顶温度，同时增大燃烧强度，有效地保证入炉风温高于1200℃。

4.2 提高烧炉水平

随着炉况的长期稳定顺行，高炉冶炼强度不断提高，对风温的要求也越来越高，优化烧炉操作越来越重要。在烧炉初期，用最大煤气量与较小的空气过剩系数相配合进行燃烧，在最短的时间（15～20min）内，将拱顶温度烧到规定值（1350℃），然后固定煤气量，加大空气过剩系数，在保证拱顶温度的情况下，尽量维持较大的空气过剩系数，使废气以较高的速度流动，有利于对流传导，从而增加中下部的蓄热量，逐步提高格子砖温度和烟道温度，待废气温度达到300 ℃时，逐步减少煤气量和空气量，保证燃烧时间和蓄热室的蓄热量。

4.3 严格换炉制度，保证正点换炉

煤气量不足或煤气压力波动，使空气和煤气的配合不当，不能迅速地升高拱顶温度，使热风炉的蓄热量减少，风温使用较低。根据实际情况，制定了合理的换炉时间，规定每隔60min换炉一次，换炉时间10～12min，每座热风炉的燃烧时间不低于120min，换炉方式由自动改为手动，这样比自动换炉节约2～3min，使烧炉时间增加2～3min，是最大限度的挖掘热风炉的潜力，提高风温水平。

4.4 提高操作人员的技术水平，统一四班操作

大修后投产的三座热风炉是改进型顶燃式热风炉，操作人员需要有个熟悉的过程，技术水平也有待提高，为此加强了操作管理人员的技术培训，吸取好的经验，提高职工的操作水平，改变以前不科学的操作方法，加强职工责任心，做到“三勤”，即勤分析，勤判断、勤调节，同时要求设备点检到位，发现问题及时处理，不影响正常烧炉，为适应高炉高水平生产打下良好基础。

5 结语

攀钢2号高炉第四代炉役热风炉采用改进型顶燃式，在三年来的生产实践中，充分发挥了顶燃式热风炉的设备优势，同时高炉采取合理的上下部调剂，使炉况顺行，高炉实现了高风温下的稳产高产，目前攀钢2号高炉风温长期稳定1230℃，为优化高炉经济技术指标创造了条件。