吴  坡  王发龙  谭清涛  邵  鋆

（湖南华菱湘潭钢铁有限公司）

摘  要  对湘钢1号高炉2020年上半年强化冶炼生产实践进行分析总结。通过加强精料工作、优化高炉操作、强化炉型管理以及出渣铁管理等措施，使髙炉指标达到了较好的水平，并保持了长期稳定运行。强化冶炼以来，利用系数稳步提升，月均利用系数最高达到2.95t/(m3·d) 。 

关键词  高炉  强化冶炼  护炉 

湘钢1号高炉有效容积2580m3，第二代炉役于2015年6月5日点火开炉，年设计产量220万吨。高炉设有3个铁口，30个风口，采用了串罐无料钟炉顶、卡鲁金式热风炉、干法除尘、环保型INBA法渣处理技术等一系列新设备、新工艺。因生产需要，提高产能一直是湘钢炼铁工作者的主要攻关课题。2020年上半年，湘钢1号高炉在炉缸侧壁温度偏高及使用外购焦比例增加的双重压力下，通过一系列技术措施，实现了利用系数稳步增长，侧壁温度稳中有降，并保持高炉长周期稳定运行。

1  强化冶炼的措施

1.1  加强精料工作

精料是高炉保持长周期稳定顺行的基础，也是高炉强化冶炼的保障。一高炉炉料结构为：烧结矿+球团矿+南非块矿；焦炭结构为：55%～65%自产焦+35%～45%外购焦。上半年烧结矿配比波动较大，且外购焦品种变换频繁。为维持炉况顺行，一高炉通过采取了以下措施，确保精料入炉。

（1）优化炉料粒度组成。炉料中大小粒度尺寸的比例与大小粒级所占%对炉料在炉内的透气性起着决定性的作用[1]。尤其在高强度冶炼时对焦炭的要求更高，不仅要求焦炭有足够的热态强度，还需要保证适当的焦炭平均粒度和较窄的粒度分布区间，以保证死焦堆拥有足够的空隙度来缓解煤气与渣铁的相向运动[2-3]。一高炉通过控制筛速、调整振动筛筛网间距等措施，控制入炉烧结矿平均粒度21mm左右，5mm以下粉末含量不超过2%；焦炭平均粒度保持在45mm左右，粒级25mm以下百分比不超2%；同时调整放料顺序，保证炉料分布合理。稳定的粒级及炉料的分布为高炉长周期顺行提供了基础。2020年上半年烧结矿、焦炭平均粒度及入炉粉末等变化分别见图1、图2。

（2）合理的炉料结构。一高炉炉料结构由高碱度烧结矿、酸性球团矿、天然块矿构成，其中球团分普球和钛球（具体看护炉程度调整钛负荷），天然块矿一般是南非矿。生产时控制块矿最高配比不超过15%，球团矿配比不超过16%，保持熟料率不低于85%。一高炉通过调整中心焦焦仓筛网间距，确保质量好的自产焦布在高炉中心，利于保持料柱的稳定；遇到自产焦检修或外购焦品种更换变差时，高炉适当减轻焦炭负荷避免炉况发生波动。

（3）加强槽下筛分及槽位管理。要求槽下每班检查筛面，及时清理以保证筛面堵塞率<30%，为保证筛分效果，控制烧结矿筛速28-33kg/s，焦炭筛速22-26kg/s，让原燃料充分过筛，减少粉末入炉。同时，杜绝低槽位，避免炉料二次摔打，烧结矿低槽位报警值7米（满槽10米），焦炭低槽位报警值4.5米，出现报警时，及时向调度反馈要求及时进料。

1.2  保持合理的送风参数

炉腹煤气量指数是衡量高炉强化冶炼程度的一项主要指标。每一座高炉，一定的冶炼条件下都具有一个适宜的炉腹煤气量指数相匹配[4]。汲取国内同类型高炉的操作经验，一高炉对风口布局进行了优化调整，正常操作保持全风口送风。全风情况下，风量水平保持在5150m3/min 左右，风速保持在 250m/s左右，动能在 130kJ/s左右，炉腹煤气量指数维持在 70m/min左右，炉况稳定性较好。2020年上半年主要送风参数见表1，炉腹煤气量指数、动能变化趋势见图3。

1.3  采用中心加焦模式，结合大矿批、大角差技术

实施中心加焦技术可大大降低上部块状带的透气性，加快炉缸死焦堆的置换速度，改善炉缸的透气、透液性，并起到引导和强化中心煤气流的作用，使高炉接受风量的能力增强[6]。矿批的扩大既能增加焦窗厚度，又能减少混合料层的界面效应，抵消大风量带来的高压差效应，弥补了中心加焦导致主焦平台焦层减薄的缺陷，使炉内阻损降低，有利于炉况的稳定。采用中心加焦模式、大矿批，同时适当拉大矿、焦角差，对稳定料面平台和改善煤气利用起到了良好的效果。一高炉通过摸索调整，配合下部调剂，逐步建立了一个基本稳定的上部制度。装制大体变化情况：O 9  8  7  6  5   3  4  3  2  1  C 9  8  7  6  5  1 2  2  2  2  2  4 →O 9  8  7  6  5  3  4  3  2  2  C 9  8  7  6  5  1 2  2  2  2  2  3 ，矿角差由9°逐步拉大到10°，焦角差拉大到10.5°（不含中心焦）。在调整过程中，一高炉取消了一直以来沿用的清零量，这也是一大突破，中心加焦量从40%逐步减少到25%左右。为保证焦层厚度，焦炭批重不低于13t，矿石批重分步扩到70t以上，煤气利用有较大改善，煤气利用率由43%提高到45%以上。

1.4  综合鼓风技术

通过采取高风温、富氧喷煤的综合喷吹技术是进一步扩大喷煤量、降低焦比、提高产能的重要强化冶炼手段[5]。

鼓风带入的热量约占高炉热量总收入的30%，提高风温不仅可达到节焦降本的效果，同时还弥补了风口前煤粉分解消耗的热量，加快了煤粉的燃烧，提高了煤粉燃烧率。一高炉采用顶燃式热风炉，在全烧高炉煤气情况下，风温水平保持在1170℃左右，为提高煤比、降低焦比操作创造了条件。

富氧鼓风可显著增加产量，理论上每增加1%的富氧，可增加产量4.76%。同时，富氧鼓风提高提高理论燃烧温度，给大喷煤提供了条件。一高炉自开炉以来。富氧率基本维持在3%左右，2020年上半年采取大富氧攻关，逐步突破，富氧率提高到5%以上，这么高的富氧率也是湘钢历史上没有的，配合炉况调整，产能提高明显，煤比也提高了近10kg/t。

1.5  稳定适宜的热制度及造渣制度

稳定的炉温和适宜的渣系是保证炉况稳定顺行的基本保障，1号高炉据自身炉况，将铁水温度控制在1500℃以上，[Si]控制在0.35~0.45％，以保证炉缸热量充沛。炉渣二元碱度的控制在1.15~1.25，渣中MgO/Al2O3＞0.45。

1.6  控制合理的操作炉型

为了适应现代高炉降低燃料比、强化冶炼的要求，维持合理操作炉型是高炉低耗、高产和长寿的前提[7]。近两年来，侧壁温度偏高是一高炉产能提升的掣肘，为了控制住炉缸侧壁温度，操作合理炉型，1号高炉采取了一系列措施：

（1）提高冷却强度。冷却进水总量保持最大4600m3/h运行，进水温度稳定在36-37℃；

（2）采用钛矿护炉，最高时TiO2负荷达到14kg/t；

（3）受设计水量影响，冷却强度不足，采用增压泵提高铁口区域冷却强度；

（5）稳定铁口深度3.4-3.6m，维护好铁口状况。

（6）据炉况逐步减少中心焦量，缩小死料柱的体积，这有利于改善死料柱的透气透液性能，减缓铁水环流侵蚀，有利于侧壁温度的下降。

通过以上措施，操作炉型稳定，炉缸侧壁温度相对稳定在可控范围，实现高炉长寿与高产并行。2020年上半年产量与炉缸侧壁温度变化趋势见图4。

1.7  强化炉前管理

1号高炉炉前出铁场采用双矩形出设计，共设 3 个铁口，其中1#、3#铁口呈180°，为正常出铁口，2#铁口为备用铁口，仅在铁沟修补时启用。铁口深度控制3.4-3.6m，出铁时间控制100-150min。

1.8  强化设备管理

休风率是体现高炉生产连续性，炉况顺行及强化冶炼的限制性指标。为了保障设备长周期稳定运行，1号高炉不仅从管理上加强对设备的点检维护，同时采用新技术，投入了炉顶设备自动打油系统，进行了蒸汽改氮气等一系列有利于设备稳定运行的措施。2019年休风率仅为0.61%，计划检修时间间隔5-6个月。

2  效果

1号高炉炉缸侧壁温度偏高及使用外购焦比例增加的双重压力下，通过通过一系列技术措施，实现了长周期稳定顺行，并取得了较好的经济指标（详见表2）。

3  结语

（1）精料是高炉炼铁的基础，是当代大型高炉实现高产低耗的关键因素。

（2）通过上下部调剂，保持炉况长期顺稳，同时采用高风温、大富氧喷煤的综合鼓风技术，进一步达到高炉强化冶炼目的。

（3）合理的操作炉型，为高炉长期稳定顺行及强化冶炼创造了条件。 

（4）炉前渣铁排放组织及设备长周期稳定运行是高炉稳定顺行的前提，也是高炉强化冶炼的基础。

4  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，2003.

[2] 殷欢.马钢2500m3高炉高利用系数条件下提高煤比的技术研究[J].钢铁，2003，38(2):5.

[3] 徐万仁，朱仁良，张龙来，等.高炉高煤比操作的实践[J].钢铁，2005，40(9):9.

[4] 李明，王志堂，曾文德.马钢2号高炉炉役后期强化冶炼实践[J].炼铁，2013，32(5):10.

[5] 王志堂，聂长果，张群，赵淑文，陈军.马钢4号高炉强化冶炼实践//[C]. 第十一届中国钢铁年会论文集，2017:4.

[4] 项钟庸，王筱留，等.高炉设计—炼铁工艺设计理论与实践[M].北京:冶金工业出版社，2007:188-189.

[7] 卢勤，胡小刚，黎家恒.新余10号高炉合理操作炉型维护实践[J].炼铁交流，2018，（6）：34-37.