李利杰

（河钢宣钢炼铁厂）

摘  要  针对目前国内钢铁形势，宣钢炼铁厂在确保环保任务受控的前提下，分步调整焦炭结构，3号2000m3高炉针对在冶炼过程中出现的问题进行了详细的总结分析，通过加强原燃料延伸管理，调整优化上下部操作制度，优化出铁组织，细化操作管理等手段，实现了高炉炉况稳定及主要技经指标进步。

关键词  高炉  稳定顺行  环保  指标进步

1  前言

河钢宣钢3号高炉2017年始稳定性明显好转，保证了高炉稳定顺行的状态，但各项技经指标仍与国内先进行业的同类型高炉之间由较大差距。在响应国家钢铁去产能、绿色环保的生产理念下，3号4号焦炉、2号3号转炉相继停产，3号2000m3高炉面临铁前原燃料的结构转变及“铁大于钢”的铁钢不平衡的大局面，高炉休风率明显升高，对3号高炉后续进一步强化产生了较大影响，所以“保稳定、提产量、降焦比、提煤比、降成本”意义重大。

本文通过优化上下部制度，下部通过分步缩小风口面积，加长风口长度，提高风速和鼓风动能，保证下部吹透中心，炉缸工作活跃；根据原燃料的变化情况上部布料矩阵由“平铺+漏斗”调整为“保中心+控边缘”上引风量；长时间休风炉况快速恢复技术；提高富氧率，提高煤比，提高顶温，降低焦比；坚持低硅冶炼，严格保证炉缸热储备；优化炉前出铁等措施，实现了3号高炉在环保限产、高休风率的生产模式下的技经指标进步。

2  环保限产对高炉的影响

2.1  焦炭结构变化

2017年12月25日3号4号焦炉停产后，3号高炉60%自产焦切换为35%外购焦+25%乌海捣鼓焦，对高炉炉缸状态及炉况稳定性形成较大影响，下表1为自产焦与外购焦分析：

由表1可知，外购焦水份较高，反应后强度偏差，且质量波动较大，配吃结构不稳定等多方面因素导致高炉操作难度增大。

2.2  休风率升高

2017年12月2号3号转炉相继停产，“铁大于钢”的模式下，3号高炉阶段性配合炼钢检修，休风率明显升高，下表2为2017年-2019年3号高炉休风率情况：

由表2可知，“铁大于钢”的生产模式，高炉休风率大幅提升，对高炉保持合理的操作炉型影响较大，严重时可能导致高炉炉况失常。

3  高效冶炼技术进步

3.1  优化高炉操作制度

3.1.1  上部制度

合理的装料制度对降低高炉燃耗发挥着重要作用。对装料制度的优化是高炉操作者长期以来的主要工作，我们全方面学习、参考国内先进企业的理念，在目前钢铁市场产能、成本压缩的大环境下，为保证高炉的长周期稳定顺行，必须保证稳定充足的中心气流是根本，针对原燃料的不稳定性，抑制边缘气流发展是保障。

3号高炉根据自身的原燃料条件的特点（25%乌海捣鼓焦+30%外购焦+45%干熄焦，且焦炭结构频繁调整），坚持“保证中心气流稳定，控制边缘气流”的核心理念，装法由：

经过这三个阶段的调整，料柱透气性指数较之前稳定性明显提高，焦炭负荷最好状态时达到4.5，焦比降至340kg，煤比提至160kg，燃料比535kg。冷风流量变化情况如图1所示。

3.1.2  下部制度

由于增加捣鼓焦及外购焦的配量，焦炭质量波动较大，高炉长期配加捣鼓焦，炉缸透气性透液性走差，高炉中心死焦堆加大，严重威胁到高炉稳定顺行。为保证高炉的长周期稳产高产的状态，3号高炉利用休风机会分步缩小风口面积（0.3017m2→0.2945m2）、加长风口长度，提高高炉风速、鼓风动能，使风口回旋区向炉缸中心延伸，保证下部足够的中心气流，增强吹透中心能力，进而提高死焦堆的透液能力，活跃炉缸。宣钢3号高炉风口变化见表3，鼓风动能趋势图、炉芯温度趋势图见图2。

3.2  长时间休风炉况快速恢复技术方案

3.2.1  优化休送风方案

针对长时间休风（≥48h），休送风方案中最重要的部分为参数的控制，既要有充足的热量支撑又要保证渣铁良好的流动性，才能保证送风后炉况的快速恢复。

（1）加焦：炉内休风料加焦采用分段式“1+3+2+1”即休风后焦炭位置在“炉腹下部+炉身下部+炉身中部+炉身上部”，既保证了长期休风送风后高炉热量的延续性，又避免了焦炭集中作用而出现的参数变化，影响高炉恢复的情况出现。

（2）炉渣碱度：提前2个周期配加部分锰矿，休风料中分部降低炉渣碱度，采用硅石、萤石等酸性料维持整体原料配比，有效改善了炉缸工作状态及送风后渣铁的流动性。

（3）送风参数：送风后20min根据用风水平具备送煤粉条件后，及时喷吹煤粉，及时补充送风前期高炉下部热量；风量恢复至2500m3/min，炉内根据喷吹煤粉量恢复部分富氧量，保证风口前煤粉的充分燃烧，为高炉长时间休风提供热量补偿。

3.2.2  优化出铁方案

由于长期休风高炉铁口前渣铁热量不足，易出现铁口难开的情况，经过多次经验总结，制定以下措施：

（1）送风前南北双场具备出铁条件，氧气及氧气管准备充分，人员组织到位，一旦出现单侧铁口出铁不通畅时，另一侧铁口可以及时出铁。

（2）由于休风时间较长，铁口孔道及铁口前端物理热低，高炉于送风后30min，提前钻铁口至铁口孔道发红，并通煤气火烘烤，为后续开铁口奠定基础。  

3.3  提高富氧率，提高煤比，提高顶温，降低焦比

3号高炉由于配加大量外购焦、捣鼓焦，焦炭水分升高，高炉炉顶煤气温度降低，特别是冬季生产期间尤为明显，严重时导致煤气除尘系统管道堵塞，威胁到安全生产及环保效果，所以提高煤粉用量，增加煤气发生量，是提高炉顶煤气温度的有效措施。

提煤比、降焦比是高炉攻关的最重要的环节，以煤粉置换焦炭可以有效的降低生铁成本。3号高炉通过提高富氧率，增加风中氧气含量，加快煤粉的燃烧，提高煤粉燃烧率，有利于炉内增加喷煤用量，提高煤比。

根据经验计算：增加1%富氧率，提高理论燃烧温度40℃，提高10kg/t煤比，降低理论燃烧温度25℃，所以在维持理论燃烧温度2250±℃不变的情况下，增加1%富氧率，可提高煤比15kg/t左右，同时炉内通过提高煤比，相应加重焦炭负荷，实现焦比的降低。图3为3号高炉富氧率使用情况与炉顶煤气温度趋势图；图4为3号高炉焦比与煤比变化的趋势图。

3.4  优化炉前出铁

炉前能否及时出净渣铁对炉况的稳定顺行产生直接影响，因此炉前出铁组织是高炉生产管理重要的一环。

3号高炉设计两个铁口，采用双场交替出铁。由于炮泥质量及设备能力问题，双场出铁，出渣出铁不均匀，炉内参数控制波动大，炉况稳定性差。2016年5月份采用单场出铁，即单铁口循环出铁，但由于炮泥质量问题，与目前绿色环保的大形势要求下，高炉面临铁口潮、铁口难钻等情况，相应出现“放火箭”污染环境和炉内憋风、减风等情况。

为保证在符合环保要求的前提下按时打开铁口，高炉制定以下措施：

（1）与炮泥厂家深入沟通，根据高炉出铁面对的问题，细化调整炮泥配方，通过控制合理的焦油量、粘土量、马夏值、膨胀剂等关键指标，优化炮泥质量。

（2）通过定期休风对铁口区域进行区域灌浆，避免铁口窜煤气导致的铁口喷溅，渣铁排放不净的情况。

通过以上措施的制定与实施，高炉出铁效果明显改善，实现了铁次间隔35～40min，单炉铁量450t左右，出铁80~100min，下渣60~80min，铁水流速4.8~5.2t/min，铁口深度易控制，打开铁口正点率有保障，渣铁排放均匀，铁量偏差小，压量关系运行平稳，平均风量水平达到4150~4250m3/min，下料顺畅，炉内憋风减风现象基本消除。

3.5  做好高炉炉型管理和维护

3.5.1  制定高炉日常炉型控制管理标准

合理的炉型是高炉稳定顺行的基础，3号高炉以炉缸温度为重点，结合铜冷却壁及铸铁冷却壁温度变化趋势，判断高炉活跃状态和气流分布。严格控制冷却水压力和流量，稳定冷却强度，采取适当抑制边缘气流，开放中心气流，保护炉墙。摸索制定炉型控制标准，对应调整制度。参考炉况稳定顺行，中心边缘气流较匹配，各项指标均处于稳定时期，制订炉型管理标准如下表4、表5。

炉体热负荷控制范围：总水量：3200~3500m3/h，水温差3.5~5℃

炉体热负荷控制为10000-15000MCal/h

3.5.2  炉体跑煤气处理

在中修改造过程中由于是冬季施工，炉体灌浆和喷涂受气温影响，局部耐材没有达到饱满充实的工作状态，随着炉腹煤气量的增加，窜煤气的情况越发严重，导致局部气流存在，限制了燃料比的降低和利用系数的提高。利用每次计划检修对炉体9、10、11、12、13段进行灌浆处理，补焊跑煤气套管，跑煤气点得到了遏制，燃耗下降。

3.5.3  监测手段恢复

3号高炉由于炉缸区域电偶烧损较多，铁口区域较多温度点无法恢复，且水温差在线监测近期无法正常使用，在高炉长期高产的前提下，为保证高炉炉缸工作安全，借鉴邯钢高炉经验，利用定修在炉缸南北铁口上下各加装了16根电偶，共计32根，并加装了炉缸区域水温差在线监测。

4  技经指标进步

通过上述措施的实施与应用，宣钢3号高炉有效利用系数得到明显提升，在无休风的情况下，2020年高炉日产量达5100t/d以上，焦比降至340kg/t，燃料比525kg/t，达到国内先进水平，下表6为2017年-2020年2月3号高炉主要指标情况。

5  结语

在目前严峻的钢铁大环境下，如何在保证高炉长周期稳产高产的前提下，进一步降低铁水成本，同时又满足下道工序需求，河钢宣钢高炉通过明确指导方针，紧抓技术创新，实现了高炉长期、稳定、节本降耗的冶炼之路。

（1）通过合理的上下部制度调整与匹配，可以有效降低外围原燃料变化对高炉炉型产生的影响。

（2）针对长时间休风，制定合理有效的休送风方案及出铁组织是关键。

（3）维持合理的操作炉型，是高炉技术突破和安全生产的保证。