摘要：通过炉顶装料制度和下部送风制度的调整，使炉内气流分布得到较好的分布，压量关系和煤气能量利用得到了较好的调节，调整后炉顶煤气利用率升高了1%，压差水平降低了1kPa，降低燃料比10kg/t铁，最终实现了505kg/t铁的较低燃料比冶炼。

关键词：装料制度；煤气流；燃料比

1  概述

邯钢5号高炉由1260 m3扩容到2000 m3，扩容后于2005年7月投产，目前炉役已经11年零10个月，近年来由于公司调节原燃料结构，致使5高炉综合品位下降，综合品位由58.5%降低到58.1%，特别是烧结矿混匀料增加了3%的除尘灰后，造成整个烧结矿冶炼性能变化加大，另外焦炭品种复杂多样，一般最低时同时配吃2种焦炭品种，最多时4种，由于焦炭质量偏差较大，高炉冶炼情况逐渐变差，利用系数降低到2.50t/m3·d，大焦比一直处于400kg/t铁以上，甚至由于炉况波动焦比会增加至420kg/t铁，燃料比525kg/t铁，煤气利用率47%。2013年3月经过对送风制度和装料制度的调节，一方面把提高煤气利用率[1，2]作为主攻方向，煤气利用率提高至49%以上；另外一方面煤气流直接影响炉内压差水平，这也是高炉降焦增煤的一个主要限制性环节，同过调整压差水平降低了2kPa，煤气流得到了较大的改善，利用系数提高到了2.6 t/m3·d以上，焦比完成了335kg/t铁，燃料比505kg/t铁。

2  装料制度的调整

2.1  布料角度

2014年后，3月份-7月份高炉生产指标较好，焦比295kg/t铁，但由于后期原燃料成本措施的实行，整体质量下降较多，特别是品位下降0.5%-1%，致使高炉炉内气流分布与炉料分布情况变化且不相适应，变化后对炉顶装料制度和送风制度作出相应调整，调整后基本起到了稳定炉况的效果，但由于原燃料条件一直处于波动时期，高炉布料制度和送风制度也一直再跟随调整。2013年-2015年5#高炉主要布料角度变化。

2.2  布料环数和料线

布料环数和料线对炉料分布情况起较大作用，今年以来5高炉虽布料角度发生变化，布料环数和料线变化也较为明显，布料环数一直处于上升趋势，特别是炉况出现较大变化过程后，为了调节煤气流分布避免出现局部气流和气流不畅等现象，布料环数的调整一定意义上相当于定点布料，实施后效果还是较为明显。料线主要是块状带厚度的一个体现，2012年3月前料线一直处于1.5m，由于5高炉左右探尺自开炉以来很少走齐，偏差较大，特别是炉顶装料后，焦炭和矿石所反应情况更不相同。针对这种情况，2012年3月-2012年6月曾经要求矿料线1.4m，焦料线1.3m。但使用效果还是较差，后又调整为1.5m，进入2013年后通过整体的炉顶装料制度调节，两探尺基本走齐，偏差较小，探尺动作变化对比。

3  送风制度的调节

3.1  风口面积调整

煤气流的第一次分布和形成过程主要受送风制度影响，送风制度主要包括风口长短、面积和对应的鼓风动能和炉腹煤气量的大小等，风口的长短和面积是对应于装料制度相应调节的一个主要手段，每次风口的调整都是由于高炉煤气流分布较为偏差，且鼓风动能偏离正常值范围，另外根据中心和边缘温度情况选定合适的风口长度。5#高炉所用风口主要包括，550×120、550×110、500×120和500×110四种，其中的550mm长风口使用较谨慎，最多未超过6个，后期通过与上部装料制度的匹配，选择了全部500×120风口作为下部送风初始条件，风口面积变化。

3.2  煤气量的优化

五高炉自2013年起一直寻求风氧最佳平衡问题，特别是富氧的使用上更是较为谨慎，一方面富氧对成本影响较大，2014年仅用氧节约成本700余万元，另外风氧的匹配主要影响炉腹煤气量和炉缸的初始煤气分布，五高炉前期原燃料基本稳定情况下，送风比高达2.2，富氧率只有1%。但自2015年11月份后，原燃料变化加大，炉缸工作状态明显下降，特别是炉缸中心温度点测温值下降近40℃，接受煤气量能力明显偏弱，此时没有调节风氧使用比例，造成炉腹煤气量过大，炉况波动加大，后期逐渐控制风量，将送风比控制到1.7后，富氧率控制到2.5%，后期加风分阶段逐步增加，并根据炉缸工作状态逐步降低富氧率，增大风量使用，保证炉腹煤气量与原燃料条件的合理匹配。

4  煤气流分布的演变

煤气流分布变化主要可通过炉顶煤气利用率、炉顶测温、压量关系和壁体温度变化来体现，只有较高的煤气利用率、合适的压量关系、稳定的壁体温度、合适边缘温度和中心温度才是良好煤气分布的象征。

4.1  煤气利用率与压差

煤气利用率是煤气能量利用的直接体现者，而压差则是我们日常操作的主要参数，两者互相矛盾又互相关联，我们在追求好的压量关系前提下最大程度的提高煤气利用率。5#高炉煤气利用率和压差都由于外部调节变化较大，每次偏离正常范围后都会对操作制度进行调整，使煤气利用率在47.5%以上，压差稳定在150kPa以下，煤气利用率和压差趋势。

4.2  壁体炉顶十字测温

壁体温度和十字测温直接反应炉内气流的分布，壁体温度主要反应下部渣皮的稳定性，5#高炉渣皮稳定性受炉内气流影响较大，进而影响炉温的高低，反过来进一步影响煤气流的分布，因而5#高炉对壁体温度关注度较高，每次出现波动时都会采取相应措施，对于长时间炉顶边缘温度高于120℃，水温差高于3.5℃；或炉顶边缘温度长期低于70℃，炉体水温差低于2.5℃的情况，都证明气流分布及其不适宜，并对送风和装料制度进行调节，以将温度控制在合适的范围内，最终将炉体水温差控制到了平均3.5-4℃，十字测温中心温度稳定在550℃，边缘温度70-120℃，十字测温和水温差趋势。

4.3  调整后参数

根据原燃料条件对应调节煤气的初始分布，根据压差水平和煤气利用率调节炉顶装料制度，从目前5#高炉送风制度看，动能9500-10000 kJ/m2·s，回旋区深度1.643m，炉腹煤气量4850-5050m3/min，煤气指数57-59m3/min·m2，回旋区深度和指数属正常范围。从上部料制来看，平台加漏斗较好，料线1.3m情况下调整后平台1.258m，基本上接近炉喉的1/3。

5  结语

1）煤气流的分布与很多因素有关，主要是初始煤气分布，因此要选择合适的风口长度和风口面积，稳定鼓风动能，从调节效果看，5#高炉最佳动能为9500-10000kJ/m2·s，回旋区深度在1.643m；

2）炉顶装料制度，要保证上部块状带与煤气流的合理接触，达到最佳的煤气能量利用，保证煤气利用率47.5%以上和压差小于150kPa的压量关系；

3）布料角位和环数根据炉顶温度和壁体温度反应综合来看，要保证边缘和中心都有气流通道，炉顶边缘温度控制在70-120℃，水温差控制在3.0-4℃；

4）矿批和料线对煤气分布影响也较为严重，但就炉喉焦炭层厚度看，5#高炉厚度应控制在400-480之间，因此以目前焦比看矿批还可增至59吨/批。

参考文献：

[1] 王筱留.高炉生产知识问答.冶金工业出版社.[M].2008年：77-78.

[2] 周传典.高炉炼铁生产技术手册. 冶金工业出版社.[M].2008年：313-370.