梁枝朋  罗成成

（中天钢铁集团）

摘  要  中天新8号高炉2019年12月2日因高炉热风阀断水非计划休风17个小时，复风恢复后炉况长期顺行不稳，各项经济技术指标持续较差，通过优化上下部调剂，控制炉内煤气流分布，调整高炉操作参数等措施，实现了高炉长期稳定顺行，经济技术指标突破历史最高，实现了高炉长期稳定高效生产。

关键词  上下部调剂  高顶压  高煤比  煤气利用 

1  概述

中天新8号炉2018年5月大修开炉后改为薄壁炉型，设计炉身角82.476°，炉腹角75.964°，炉缸直径6150mm，高炉高径比19.9。高炉采用串罐无料钟炉顶，炉体一串到顶冷却，薄内衬冷却壁，炭砖加陶瓷内炉底炉缸结构；送风系统配备3做顶燃式卡鲁金热风炉，送风风温1180℃，高炉鼓风机为AV45-13，风机潜力用尽下（风机电机定子温度高，风量长期受限），高炉提产受到制约，在原燃料条件长期不佳的不利条件下，通过一系列有效措施，采取上下部调剂，提高富氧率、炉顶压力、煤比，优化高炉操作等措施，控制适宜的煤气流分布，提高煤气利用率，维护合理的操作炉型，高炉的各项经济技术指标达到有效改善，达到国内同类型高炉先进水平。

2  炉况失常分析

中天新8号炉自2019年10月开始，因多次设备故障及工艺休慢风影响，炉况稳定性变差，炉缸状态持续下滑，9月份高炉日均产量2500t，利用系数4.54t/（m³·d），燃料比537kg/t，自10月4日开始，上料通讯故障频繁出现未能及时解决，高炉频繁低料线作业，4日-5日，高炉慢风时长共145分钟，5日22:00亏料线最深至7米，炉内被迫减风至100kPa，长时间低料线作业对炉内气流分布及炉缸状态造成了不利影响，但从炉缸温度及高炉产量来看，影响并不大，10月份中下旬高炉日均产量仍有2520t。10月20日发现2#热风阀漏水，高炉换炉期间频繁出现热压超上限，炉内稳定性变差，因观察炉内摄像东北方向局部气流偏强，加之频繁出现偏尺现象（东尺偏浅），判断东北方向炉墙有部分结厚，11月6日计划检修采取降料面措施，休风前逐步降料面至9.2米，降料面过程中因风量控制不合理，炉顶打水量过多，同时对降料面热量损失把握不足，没有补足消耗，导致休风前期炉温偏低，复风后对炉凉程度估计不足，恢复前期提冶强过快，渣铁不能及时排除而烧损小套，导致炉况恢复出现反复。此次检修后炉缸状态下滑较多，恢复较慢，但整体趋势逐渐好转。12月2日因热风炉2#热风阀断水烧穿，高炉被迫非计划休风990分钟，复风后，炉况稳定性变差，在尝试提高冶炼强度的情况下，炉内操作参数难以稳定，多次出现难行，同时在炉温气流不稳定，炉外出铁受到影响的连锁反应下，多次出现烧小套事故。频繁的非计划休慢风及小套漏水事故使炉缸边缘恢复较为缓慢，高炉炉缸变小，冶强难以提高，12月份-2月份产量下滑较多。进入2月份后，高炉被迫采取控产措施，以顺行稳定为前提，逐步采取降低煤比、缩短风口长度、提高顶压、提高富氧率等发展下部边缘的措施，炉况逐渐稳定，炉缸边缘温度缓慢升高，进入3月份以后，恢复效果较为明显，在炉况顺行的条件下，产量逐渐恢复至2450t/天，炉况逐步恢复正常，4月份以后，高炉开始大幅提产，提高富氧率、顶压，5月-6月高炉日均产量达到2550t，利用系数4.64 t/（m³·d），燃料比525kg/t，突破历史最好指标。

3  主要技术措施

3.1  下部调剂

2020年2月，针对失常炉况，分析主要为冷却设备漏水及频繁休慢风导致炉缸边缘堆积，在炉内顺行不稳的条件下，各操作参数难以控制稳定，尤其是炉内经常出现崩塌料，富氧难以稳定中上线操作，炉缸边缘难以熔化，炉缸边缘死料柱透气透液性较差；此后，高炉采取缩短风口长度措施，稳定风量，缩短风口回旋区深度，有效扩大了炉缸实际熔炼直径，同时，因风口直径缩短，实际操作炉腹角增加，有利于初始煤气流分布均匀及边缘气流发展，调整风口后，炉内顺行趋于稳定，炉况逐步恢复正常，炉缸温度曲线见下图1。

3.2  高顶压

在炉况恢复稳定后，炉缸状态未恢复至正常的情况下，炉内热压仍旧偏上线，压差偏高，边缘气流长期不足，料尺走势及炉温控制难以稳定，炉温、出铁与炉内气流间相互作用影响较为明显，为了降低炉内压差，稳定煤气流，高炉采取提高炉顶压力措施，顶压由165kPa提高至170kPa，全压差维持在150kPa以下；提高顶压后，边缘气流得到了适当发展，料尺走势及炉温波动趋于平稳，高炉各项经济技术指标得以快速恢复。

2020年5月以后，在炉况顺行良好的前提下，为了应对高炉大幅提高煤比的措施，炉顶压力再次提高至175kPa，全压差始终维持在150kPa以下，高炉顺行良好，各项经济技术指标持续改善。

3.3  高富氧

自炉内调整正风口，炉况顺行得到保障后，高炉逐步提高富氧量（见表1），进一步发展边缘气流，尤其是富氧提高后，下部温度升高，同等化学热下铁水物理热升高，炉缸热量提升明显，炉缸状态恢复迅速，为后续的提产降耗及高煤比操作创造了有利条件。

3.4  高煤比

3.4.1  高煤比实践

中天新8号炉2020年5月以前因喷煤制粉限制长期使用全无烟煤，高炉干煤比145kg/t，5月以后限制消除，高炉煤比逐步提高至180kg/t（见下表2），提高煤比过程中，炉内相应提高炉顶压力及富氧率，根据煤气流分布调整装料制度，确保中心与边缘两道气流相适宜，同时维持合理的理论燃烧温度，长期稳定在2250℃左右，在各参数相应调整下，提高煤比后，高炉顺行较好，煤气流分布均匀且稳定，操作燃料比由537kg/t下降至最低520kg/t，均值525kg/t。

3.4.2  高煤比分析

中天新8号炉高煤比应用主要有以下几个特点：一是煤比提高至170kg/t以上后，随着富氧及顶压的提高，高炉边缘气流相对发展，高炉通过调整装料制度不断采取压边措施；二是随着喷煤挥发分升高，炉顶煤气中氢含量升高，炉内间接还原发展；三是提煤降焦后，炉内矿焦比升高，矿批不变下焦层变薄，煤气流分布更加稳定，煤气利用率升高。

高煤比应用的关键是保证炉缸热量充沛、提高煤粉燃烧率、提高炉缸透气透液性、提高炉内透气性以及保证适宜的理论燃烧温度。炉缸热量充沛是高炉长期稳定生产的基础，新8号炉铁水物理热长期达到1490℃以上，因高富氧的使用，煤粉燃烧率及理论燃烧度不予考虑，这里重点分析炉内透气性的改善。其一，高煤比条件下，炉内焦炭减少，随着高富氧使用，风口区焦炭粉化加剧，必须要求高炉使用焦炭有较好的热态强度；其二，高煤比导致未然煤粉量绝对值增加，炉缸中心死料柱透气性变差，因此必须确保适宜的鼓风动能，适当发展中心气流，有利于吹透炉缸中心，保证炉缸活性；其三，降低高炉渣比，软熔带对高炉内煤气阻损最大，尤其是初渣形成阶段，渣铁未分离，对炉内透气性影响较大，适当降低渣比有利于降低软熔带透气性，是提升炉内透气性的重要手段；其四，避免炉渣碱度过高，高炉渣碱度下，炉渣黏度升高，液泛现象加剧，炉墙渣皮不稳定，易结厚脱落损伤风口套。

3.5  上部调剂

高炉生产中，随着炉况波动和煤气流分布失常，要及时调整装料制度，保持适宜的边缘与中心两道气流，达到改善炉内透气性的目的。

新8号炉在炉况失常阶段，炉内边缘气流长期偏弱，装料制度由正常同角逐步退至负三度角差，边缘气流难出，下料前炉顶温度回升缓慢，在下部调整风口长度后边缘气流逐步改善，后续提煤比、顶压、富氧阶段，高炉边缘气流持续发展，装料制度逐步调整至正一度角差。

4  指标改善

5  总结

高炉炉况失常情况下，各操作制度的选择及其相适应性是关键，炉况不顺时，应从其根源问题着手，不能操之过急强行提升冶强，确保炉况顺行是前提，维持合理的高炉全压差，使煤气流分布稳定，改善炉内透气性。正常生产条件下采用高煤比操作时，随着煤比提升，不同原燃料条件及操作制度下，炉内煤气流（边缘与中心两道气流）变化趋势会有不同，根据实际煤气流分布及时调整装料制度，确保边缘与中心两道气流相适宜是关键。

6  参考文献

[1] 周传典.高炉炼铁生产技术手册[M].北京：冶金工业出版社，2002.8（2018.1重印）.

[2] 王春峰，吴昊. 安钢9号高炉操作炉型管理实践. 炼铁. 2012年10月第31卷第5期：31.

[3] 2012年全国中小高炉炼铁学术年会论文集//[C].(66`75).2012.11.

[4] 王筱留.钢铁冶金学（炼铁部分）.第三版[M].北京：冶金工业出版社，2013.2.