王光亮  刘  森

（北营炼铁厂）

摘  要  通过对北营新2号高炉焦炭质量恶化后的操作实践及操作调剂进行总结，表明焦炭质量恶化后高炉操作调剂应以发展两道气流为主及缩小矿批的操作方针，以控制冶炼强度及提高渣铁物理热为操作手段，从而避免炉况的失常，并且实现在焦炭质量改善后高炉快速强化，快速将各项指标恢复至正常水平。

关键词  大型高炉  气流稳定  快速

1  焦炭质量波动前高炉运行状况

1月10日前高炉运行状态：风量5550 ±50m3/min，顶压0.236MPa，操作压差175±5kPa，富氧率2.8%，风速260m/s，鼓风动能13500kg.m/s，风温1200℃；矿批100t/批，焦批18.8t/批，负荷5.319；日产量8306t/天，利用系数2.596 t/（m3·d），焦比360kg/t，燃料比513 kg/t。

1月份焦炭质量波动情况，见图1。

2021年1月10日开始一焦、三焦反应后强度CSR逐步降低，并且到18日一焦、三焦热强度最低均达到64.1%，到月末焦炭质量才逐步恢复正常，时间长达半月之久。

2  炉况征兆

2021年1月12日风压、K值逐渐升高，并且风压不稳，出现小幅波动，14日炉身上部静压、炉腹、炉腰冷却壁温度开始出现波动，炉身中部冷却壁温度升高，炉体热负荷升高，20日铁口出现卡焦炭现象，并且两场铁口渣铁物理热出现偏差。

3  采取措施

在实际生产中，焦炭质量变差后对高炉生产的影响是一个渐进过程，直接影响炉缸内死料柱的置换，进而影响炉缸的正常工作性，因而操作调剂上要有预判性并留有提前量，避免操作调剂滞后。另外焦炭裂化会对高炉内透气性、气流分布和压力分布产生影响，在操作上要采取措施改善炉料透气性，避免风量大量萎缩，同时在气流调整上一改以往使用调整矩阵的方法来调整气流，坚持采用严格控制压差，控制冶炼强度的操作方针，避免气流紊乱，保证两道气流的合理分布，为后期的强化操作打下基础。

3.1  密切关注外围，提前调剂，改善高炉透气性，避免风量大量萎缩

密切关注煤源，预测焦炭质量变化，预判性提前缩小矿批，抬高焦比，避免调剂滞后，避免风量大量萎缩，炉况恶化，其矿批调整及焦炭质量变化见图2。

3.2  提高炉温，提高物理热，保证炉缸的正常工作

炉缸热量的充沛及渣铁良好的流动性，有助于炉缸的正常工作。为避免焦炭变差恶化炉缸的正常工作，热制度上将操作炉温由0.3%～0.4%提高至0.4%～0.5%，物理热由1490℃～1500℃提高至1500℃～1510℃，并且将炉渣二元碱度由1.2～1.22降低至1.18～1.2，充足的物理热及良好的渣铁流动性，保证了炉缸的正常工作性，在焦炭恶化后，炉芯温度小幅降低，但仍没低至警戒温度值，其物理热及炉芯温度变化趋势见图3。

3.3  严控压差稳定原有的两道气流分布

焦炭裂化会对高炉气流分布和压力分布产生影响，其炉墙温度、水温差、炉顶温度，炉喉温度、十字测温、炉身上、下部静压均会发生波动，如此时根据参数变化调整矩阵，往往达不到预期效果，反而会对后期的恢复造成影响，延缓炉况的强化，采用严格控制压差165±5kPa操作，保证了气流的稳定及下料的顺畅，有利于合理操作炉型的维护。在整个调整阶段，壁体温度除10段、11段升高且波动相对较大外，其余温度均在一个相对合理的波动范围，见图4。

3.4  大幅降低冶炼强度，保证炉况的稳定顺行

由于劣质焦炭本身强度低，回旋区前端及炉缸粉焦增多，透气性变差，压损增加，应降低冶炼强度，使用合理的风速和鼓风动能以避免风口区粉焦上升，以缓解焦炭劣化，从而确保炉况的顺行，期间风量、富氧趋势见图5。

3.5  优化配煤与改善炼焦工艺提高焦炭质量

3.5.1  根据煤源优化配煤

6m焦炉配煤情况：

①1月24日G类主焦煤兑镇由12%改为14%；1/3焦煤二组恒山由12%改为10%。

②1月25日进口主焦煤改为0%，七台河焦四改为8%、焦煤一组改为23%、金庄高肥改为12%、瘦煤二组改为6%、贫瘦煤改为8%、兑镇主焦改为6%、恒山1/3改为11%。

4.3m焦炉配煤情况：

①1月20日肥焦煤加2%，肥煤一组减1%，高硫肥煤减1%，其余未变。

②1月24日肥焦煤古交由12%改为10%，肥煤一组古冶由4%改为5%，高硫肥煤南关由3%改为4%

③1月27日进口主焦减5%，焦煤一组减3%，高主兑镇减5%，肥焦减3%，高瘦白壁关减4%，贫瘦加1%，瘦二加5%，高肥加4%，高主太气加5%，焦四加5%，其余未变。

3.5.2  改善炼焦工艺：

在操作上将4.3m焦炉结焦时间由23.5h延长至25h，同时根据6m焦炉及4.3m焦炉储煤方式不同，对解冻要求统筹部署，要求6m焦炉解冻时间高于4.3m焦炉，解决因冻块入仓反复融化、冻结造成大块，影响配煤准确度，另外增加配煤盘人力，严格操作，发现下料不畅及时处理，最大程度保证配煤准确。

经过优化配煤及改善工艺操作，焦炭质量稳步提高。其焦炭成分见表2。

4  炉况强化及效果

4.1  恢复风量及负荷

恢复炉况首先是恢复风量，在恢复风量时首先要考虑焦炭质量好转，同时要考虑焦炭在炉内的渐进影响过程，焦炭在质量好转后要延后3～4天，另外要制定计划有步骤分步加风，加风量为100m³/min，幅度≮4小时，同时加风提顶压时，顶压要较正常炉况时低配，具体操作上要考虑炉料下料顺畅，料速基本均匀，风压平稳，K值在正常范围之内(或以压差作依据)且平稳，静压力曲线正常，炉顶温度、十字测温、分布正常，加风后参数不匹配要及时采取措施。恢复炉况其次是恢复负荷，装料制度对气流的影响通常为一个冶炼周期，但对软容带形状的改变，通常要24小时或者更长一些，因此在恢复负荷时，较恢复风量幅度及频度要更长一些在24小时左右。其焦比与风量调整趋势见图6。

4.2  效果分析

在焦炭质量严重恶化（CSR为64%）并且长达半个月以上，但由于在焦炭恶化时采取措施保证了气流的稳定，炉缸的正常工作，为炉况恢复打下基础，同时恢复时制定计划，分步调整，用时4天将炉况恢复至正常水平。其经济指标见表3。

5  结语

北营新2号高炉在焦炭质量恶化前后的炉况操作调剂进行总结，为大型高炉在焦炭质量波动时的炉况处理提供成功的可借鉴案例：

（1）关注外围，分析原因，提前针对调剂是维护高炉长期稳定顺行的关键。

（2）降低压差、控制冶炼强度是稳定气流、稳定炉况、维护合理炉型的手段。

（3）外围原燃料短期波动，布料矩阵不做调整，稳定两道气流分布及缩小矿批是炉况快速恢复的操作方针。

（4）提高炉温、物理热、降低碱度能够保证炉缸的正常工作性。

（5）分析焦炭的理化性能，考虑滞后性，制定计划，稳步快速恢复。

6  参考文献

[1] 王筱留. 高炉生产知识问答[M].北京：冶金工业出版社，2005：146-147.

[2] 王筱留.钢铁冶金学（炼铁部分）[M].北京：冶金工业出版社，2011：13-14.

[3] 朱仁良.宝钢大型高炉操作与管理[M].北京：冶金工业出版社，2018；128-132.

[4] 周传典.高炉炼铁生产技术手册[M].北京：冶金工业出版社，2012：367-368.