刘建民  路  鹏  王  斌  田全胜  霍  飞  胡智龙

（河钢宣钢炼铁厂）

摘  要  宣钢3号高炉建成投产后，炉型特殊，设计上的一些缺陷逐步显露，边缘气流不易控制，燃耗较高。针对设计缺陷，按照等效炉腹角调整风口长度，加长布料溜槽后，初始气流分布合理，炉缸工作均匀活跃，中心充沛稳定，边缘气流易于控制，提高了煤气利用率，提高风量使用水平，提高了产量，技术经济指标持续改善。

关键词  高炉  等效炉腹角  布料溜槽  风量

1  前言

宣钢炼铁厂3号高炉2010年3月大修，炉容由1350m3扩容至2000m3，2个铁口，风口27个，高径比2.20倍，炉型特殊，“上大下小”，边缘气流不易控制，操作难度大，煤气利用率低，加之热风炉热风出口烧红及其处理，制约了风温的提高，频繁休风，休风率居高不下，煤气利用率低，产量低燃耗高，高炉主要技术经济指标较差，见表1。宣钢3#高炉的原燃料条件较差，干熄焦配比只有40%，配加捣固焦20%，入炉综合品位57%左右。2015年10月根治了热风炉热风出口烧红现象后，技术经济指标有所改善，与先进单位相比还是有较大的差距。进入2020年以来，为进一步提产增效，利用等效炉腹角的观念研究、调整下部送风制度，提高了初始气流分布的均匀性，改善了炉缸工作的活跃性，研究上部装料制度，提高煤气利用率，取得了显著的效果，高炉技术经济指标持续改善。

2  运用等效炉腹角调整风口布局

高炉气流分布不仅与原燃料质量、操作制度有关，还决定于炉型设计等先天因素，合理的炉型设计是获得合理气流分布的基础。宣钢3#高炉属于改造型高炉，为充分利用上一代高炉的部分装备，设计炉腹角78.778°。投产后，由于炉腹角偏大，渣皮不稳定，炉墙温度升高，边缘气流控制难度大，炉体热负荷、炉顶温度较高，煤气利用率低下，高炉燃耗较高。

炉腹角是高炉设计阶段确定的。高炉正常生产时，只能通过炉衬的侵蚀和渣皮厚度来调整其角度，这个角度的调整过程持续的时间很长。

等效炉腹角就是高炉内风口出口截面圆心与炉腹上沿连线与水平面的夹角称为“ 等效炉腹角”。对于一些炉腹角设计过大的高炉，可以采用加长风口的方式进行快速调整，使煤气流分布趋于合理。等效炉腹角可以在一定程度上表征了操作炉型与煤气流分布的关系，因此一定程度上可据此确定高炉风口长度。

等效炉腹角与炉腹边缘煤气流的关系，其关键是对边缘煤气流速的影响，见图1。随着等效炉腹角增大即增加风口长度，在降低边缘煤气流速方面，与改变炉腹角的效果相同。改变等效炉腹角对边缘气流流速的影响范围扩大到炉腰部位。

日常操作中，就可以通过增加风口长度来改善炉腹角设计过大造成的边缘气流过分发展的缺陷，但应注意长风口使用的比例和风口长度，具体调整值可通过计算确定。另外可根据等效炉腹角对边缘气流流速影响的特点，对照分析改变风口长度对炉腹乃至炉腰部位渣皮生成与脱落的影响，可以制定相应的操作方针。

2020年8月3日休风计划检修，5个风口长度由615mm加长至635mm后，等效炉腹角为74.14°，初始气流向炉缸中心延伸，初始气流分布趋于合理，有效的抑制了边缘气流，提高了炉缸中心部位的温度，有利于发展中心气流，有利于提高煤气利用率。同时加长的风口使用在炉缸炭砖温度高的方位，兼顾了护炉操作。8月份全开风口作业，送风风口面积由0.2814m2扩大至0.2927m2，风量增加了100m3/min。10月份年修期间，风口长度635mm的风口又使用11个。风口加长后，炉顶温度、炉体热负荷降低，煤气利用率提高，高炉技术经济指标显著改善。炉顶温度和炉体热负荷变化趋势见图2。

3  改善布料效果

宣钢3号高炉是改造型高炉，受上料皮带标高、炉容、高度等因素影响，布料溜槽设计长度3.20m，造成布料角度过大，布料效果差，炉料离开溜槽末端初速度偏小，炉料堆尖距炉墙距离大，导致边缘气流易发展，煤气流分布不稳定，上部装料制度调剂效果不明显。8月布料溜槽长度由3.20m变为3.40m后，按照理论计算除中心焦角度外缩小布料角度3°，布料料流稳定，落点准确，布料效果、布料规律性显著改善，上部调剂能起到预期的效果。加长布料溜槽后，实现了矿焦同角，改善了环带透气性，实现了煤气流均衡发展，配加小矿，降低了炉体热负荷，提高了煤气化学能、物理能的利用率，中心焦圈数由5.3圈减至3.5圈，中心部位既有充沛的气流又有较高的煤气利用率，在高炉截面上煤气利用率得到了整体提高。

4  提高风量

2020年8月份调整了风口布局及加长了布料溜槽后，下部回旋区向炉缸中心部位延伸，炉缸工作好转，逐步均匀活跃，炉芯温度升高，初始气流分布稳定，中心气流充沛，上部煤气流规整、受控，为进一步使用风量创造了先决条件。同时在炉缸炭砖温度高的区域使用了长风口，炉缸炭砖温度下降至安全范围，实现了强化和护炉的同一。宣钢3号高炉风量逐步使用至4400m3/min至4500m3/min之间，见图3。同时，鼓风动能得到了进一步提高，又促进了炉缸工作的全面均匀和活跃，为提产降耗创造了有利条件。

风量提高后，高炉内积存的渣铁及时、均匀出净是关键。宣钢3#高炉设计2个铁口，单铁口出铁，出铁时间过长，出铁前期憋渣铁，下渣时间晚，影响炉内风量及下料，出铁时间短，铁净渣不净，铁后形成憋风。综合各方面因素，制定铁间间隔30分钟打开铁口，炉前钻头由φ55逐步调大为φ60，控制每炉次出铁时间90min左右，出铁20min内见渣，铁流速5.0吨/min。提高改善炮泥质量，确保炮泥烧结时间合适，完全固结，形成完整的泥包，又要防止烧结时间过长，开铁口难度增加，延长铁间间隔，造成铁前憋风。强化炉前管理，确保出尽率、铁口合格率100%，按时、按要求出尽渣铁，全风高压堵口率达到100%。

5  结语

通过加长风口长度和布料溜槽，使等效炉腹角在合理的控制范围内，边缘气流受控，炉缸工作好转，提高了煤气利用率，上加风量，耗矿增加，技术经济指标显著改善，效果显著，燃料比降低了4kg/t，利用系数提高了0.029 t/（m3·d），见表2。

继续利用等效炉腹角指导高炉调整风口长度，改善、提高初始气流分布的合理性，全面活跃炉缸工作，形成稳定、充沛的中心气流，提高高炉炉况适应性和稳定性，继续优化操作制度，进一步拓宽矿环带，提高环带料柱透气性，匹配边缘与中心，兼顾炉顶温度，提高煤气利用率，降低燃耗，实现提产增效的目的。同时又要防止风口过长，边缘自动加重，出现粘结现象，导致炉况不顺。

改造完善炉前设备，加强生产组织的管控和铁罐调配，改进炮泥质量，强化炉前出铁操作，逐步实现双场出铁，保持稳产高产态势。

强化冶炼后，提高了产量，要密切关注炉缸炭砖温度的变化情况，严格执行长寿管理规定，适时提高钛负荷进行护炉，做到安全生产。