董跃玲

（上海梅山钢铁股份有限公司）

摘  要 2021年梅钢5号高炉进行了高利用系数生产实践。在实现高炉稳定顺行基础上，通过增加风量、提高炉顶压力、提高富氧率等措施，上半年利用系数达到2.40t/m3·d，月均最高达到2.51t/m3·d，突破历史最好水平。

关键词 高炉 风量 炉顶压力 富氧率 利用系数

梅钢5号高炉有效容积4070m3，于2012年6月投产，设置36个风口，4个铁口。高炉采用并罐式无料钟炉顶、4座外燃式热风炉、“重力除尘器+布袋干法除尘”煤气净化系统和“改进型环保 INBA 法”等先进工艺和设备。随着钢铁工业的发展，大型高炉产能和环保优势日益突出，实现高利用系数生产，更是高炉工作者努力的方向。本文总结了5号高炉前期生产过程，梳理了影响高利用系数的主要因素，在此基础上，2021年通过改善高炉工艺和加强设备维护等实践，实现了高炉利用系数明显提升。

1 影响高利用系数的因素分析

通过对前期生产过程总结，分析了影响5号高炉高利用系数主要原因：

（1）原燃料质量不稳定。主要表现为原燃料入炉粉末多、外购焦水份大以及原燃料结构调整频次和幅度大。

（2）炉顶压力偏低。

（3）富氧能力不足。富氧最大供应量为20000m3/h，不能满足高利用系数的生产要求。

（4）制粉能力不足。高炉使用兰炭后，制粉速率下降，制粉能力限制了煤比和产能的进一步提升。

（5）上、下部制度匹配不合理。主要变现为高炉鼓风动能和风速偏低，边缘气流不稳定，炉况不稳定。

（6）高炉休风后恢复时间长。

2 提高利用系数措施

针对影响高利用系数的因素和高利用系数下各项制度匹配，主要采取了以下措施。

2.1 精细化原燃料管理

（1）降低入炉粉末

降低入炉粉末，改善高炉透气性。加强原料筛分管理，每天至少一次对筛网进行检查，确保筛网无破损。认真做好清筛工作，每周不低于2~3次清理筛网，使筛网表面无积料，筛孔畅通，确保筛分效果，降低原燃料入炉粉末，见表1。

（2）控制原燃料结构调整频次和幅度

焦炭入炉结构变化会对煤气流分布和炉温的控制造成较大的影响。矿石入炉结构变化会对软融带、渣系以及煤气流的稳定性造成较大的影响。因此降低原燃料结构调整频次和幅度非常重要。在平衡原燃料物流基础上，焦炭结构调整周期大于48小时，每次外购焦比例调整幅度不超过5%，矿石结构调整周期大于1个月，每次各矿种比例调整幅度不超过2%。

（3）降低外购焦水分

高冶炼强度下，炉顶温度和干法箱体入口温度大幅下降，导致干法除尘布袋结露板结，布袋压差升高，严重影响煤气处理能力，甚至导致高炉休风处理。

针对顶温低的问题，5号高炉采用外购焦脱湿系统，利用热风炉热废气与焦炭进行充分热交换，脱除外购焦水分，2021年上半年5号高炉外购焦入炉水分降低至4.11%，提高了炉顶温度，满足干法箱体入口温度和高炉高富氧率的需求。

2.2 优化设备基础管理

（1）优化检修模型，合理规划定修时间及检修作业内容。

（2）通过TPM管理，加强对设备点检与维护，降低设备故障率，尤其重点关注炉前揭盖机、开口机、泥炮、炉顶气密箱等关键设备状态，避免故障引起休减风。1~6月份未发生因设备故障问题导致高炉休减风的情况。

2.3 提高炉顶压力

提高炉顶煤气压力，既可以降低炉身平均煤气流速，改善高炉炉内透气性，增加煤气在炉内停留时间，提高煤气利用率，降低燃料比，又可以使炉腹煤气中CO分压上升，抑制直接还原的发展，有利于进行间接还原反应，为实现高利用系数创造条件。5号高炉采用高顶压，提高冶炼强度，从图1可以看出，2021年5号高炉炉顶压力有明显提高。

2.4 提高富氧率

5号高炉富氧率提高受限于高炉富氧能力。液氧蒸发项目、VPSA机前氧项目于3月份相继投入运行，5号高炉富氧量提高至27000m3/h，其中机前氧5000m3/h，机后氧22000m3/h，从图2可以看出，2021年5号高炉富氧率逐步提升至4.85%。

2.5 提高喷煤比

（1）提高制粉系统能力

随着产能的提升，高炉制粉能力限制了喷煤比的进一步提升。大高炉新增一台D系列制粉系统，并顺利投产，最大制粉量由120t/h提高至165t/h，大幅提高大高炉制粉能力，满足5号高炉大煤比的煤粉供应。

（2）加强对风口喷枪管控

通过风口摄像，实时监控风口内工况及煤枪位置。发现堵枪及时处理，使喷煤管道的堵塞次数明显减少；及时做好风口煤枪位置的调整工作，降低煤粉对风口小套的磨损，实现连续喷吹。2021年喷煤比得到大幅度提高，见图3，为高炉强化冶炼创造了条件。

2.6 优化高炉操作制度

匹配上、下部制度，确保中心、边缘两道气流合理分布，贯彻“大风量、高顶压、高富氧、高动能、高风速”的操作理念，同时突破固有思维限制，合理提高压差控制范围。

（1）下部制度

以吹透中心为目标，采用缩小风口面积、大风量手段提高鼓风动能[1]，控制5号高炉鼓风动能大于160kJ/s。风口面积逐步缩小，风量由6531Nm3/min提高至7000Nm3/min以上，如图4。

（2）上部制度

5号高炉继续保持中心加焦的布料模式，持续摸索边缘气流的稳定性，使得中心和边缘两道气流合理分布，形成稳定的上部制度后，日常操作中少调早调。对槽下排料顺序进行优化，跟踪烧结矿、块矿和球团的给料顺序，确保炉料布入炉内边缘为烧结矿，靠近中心为烧结矿，其他炉料布在中心环带，以改善混合炉料在炉内的透气性。

（3）热制度

5号高炉通过高富氧、大煤比维持合适的理论燃烧温度，保持恒定风温操作，结合综合校正焦比和燃料比保持炉温稳定。根据冶强提高后炉况的变化情况，调整大高炉铁水Si含量的控制范围至0.20%~0.55%。

（4）造渣制度

使用高硅的块矿（海南块、毛塔块）减少熔剂用量，同时降低渣比，保持炉渣碱度1.20~1.30左右，严格控制渣中Al2O3含量小于16%，控制炉渣MgO/Al2O3大于0.45，保持炉渣良好的流动性。

2.7 高炉休风后快速恢复技术

使用休风后快速恢复技术，主要包括以下几个方面：

（1）定修前，要维持好高炉的顺行状态；

（2）优化休风料结构，少用或不用外购焦；

（3）优化休风料减矿比、空焦配置，各段休风料准确无误到达高炉相应位置，确保复风炉温和炉渣流动性在计划范围之内；

（4）休风前彻底放尽渣铁，复风后提前打铁口，尽快排出凉渣铁；

（5）复风前适当堵些风口，加风前期的鼓风动能，视炉况走势情况逐步捅开风口；

（6）优化加风时序表，缩短前期小风量的等待时间，做到60~90min风量加全，同时做好压量关系的匹配。

由图5可以看出，使用休风后快速恢复技术，在高炉复风87min后实现风量加全，炉况恢复时间缩短。

2.8 强化渣铁处理

（1）5号高炉采用“先开后堵”出铁模式，炉前钻头直径增加至65mm，缩短出铁时间，增加出铁频次，从而放净渣铁。

（2）严格执行做沟计划，做好在线渣铁沟的点检及维护工作，保持渣铁沟安全出铁，不影响炉内生产。

（3）抓好铁口日常管理维护工作，维护好铁口泥套，保持堵口不跑泥，5号高炉铁口深度不小于3800mm。

（4）优化配罐流程，要求做到高炉待罐出铁和紧急堵口次数为零，避免高炉出铁受阻导致减风减氧。

3 高炉实际冶炼效果

自2021年起，通过各项措施的执行，高炉炉况稳定，高炉利用系数明显提升，见图6，2021年上半年利用系数达到2.40t/m3·d，较2020年利用系数提高0.32t/m3·d，其它主要经济指标也好于2020年，见表3[2]。

4 结语

（1）通过高炉生产实践，5号高炉月均利用系数突破历史最好水平，月均最高达到2.51t/m3·d。

（2）稳定顺行是实现高利用系数的基础。5号高炉通过加强原燃料、设备管理和渣铁处理，优化上、下部制度，稳定热制度和造渣制度，实现了高炉稳定顺行。

（3）通过增加风量、提高炉顶压力、提高富氧率、提高制粉系统能力，增加喷煤比、使用高炉休风后快速恢复技术措施，实现了高炉高利用系数生产。

5 参考文献

[1]李贡生, 罗登武, 王子金. 莱钢2号1880m3高炉提高利用系数降低燃料比实践[J]. 炼铁, 2009, (02): 22-23.

[2]杨玻, 刘鹏, 李荣华等. 重钢四高炉提高利用系数的实践[J]. 四川冶金, 2009, (03): 19-23.