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袁孟银 李新会 张志新 蔺艳辉 赵向军
（新兴铸管武安本级炼铁部）
摘 要 通过1号高炉（1280m³）提高富氧率对高炉冶炼的影响分析，结合实际生产情况，总结出高炉提高富氧率对炉况和各项指标的影响，并制定相应的措施，减少高炉生产的波动，对高炉的安全生产、节能降耗和长期的稳定顺行起到了至关重要的作用，同时也为高炉进一步实施大富氧冶炼技术提供了技术支撑。
关键词 高炉 大富氧 技术操作 稳定顺行
新兴铸管股份有限公司武安本级1号高炉，有效容积1280m³，设计炉体采用全冷却壁内衬结构，软水密闭循环冷却，炉腹、炉腰、炉身一层三带为铜冷却壁，炉底采用陶瓷杯加莫来石垫底层，炉缸铺设两层微孔碳砖和两层半石墨碳砖的砌筑工艺，设有22个风口，南北两个铁场双铁口出铁模式，采用皮带上料，三座顶燃式热风炉，风温可达1200℃，于2017年9月开炉投产，2024年1月因炉缸侧壁侵蚀进行停炉大修，2月2日开炉点火。 为了探索大富氧强化冶炼技术，1号高炉大修完成炉况恢复正常后，于2024年5月开始实施逐步提高富氧率的生产实践，富氧率从大修前的6.5%逐步提高到8.0%，随着富氧率的提高，高炉炉内煤气流的分布及各项生产指标发生了不同程度的变化，高炉的操作制度也做了相应的调整。 1 富氧率的提高对高炉冶炼的影响
高炉提高富氧率的最大的效果是提高产量，同时也给炉内带来了三个方面的变化，即：一是风口前理论燃烧温度升高；二是吨铁煤气量下降；三是有利于改善喷吹煤粉的燃烧，提高煤粉的燃烧率。 1.1 高炉产量变化
随着富氧率的提高，1号高炉产量得到了较大的提高，在综合入炉品位保持不变的情况下，扣除入炉风量波动的影响，富氧率提高1%，日产量平均增加了135吨，相当于富氧率在6%--8%范围内变化时，每提高1%，增加产量2.8%--3.4%。具体见下表1所示。 
富氧率升高1.5%提高产量4355*1.5*3.1%=203t；综合入炉品位升高提高产量4355*0.07*3%=9t；风量增加6m3/min提高产量6*1440/1050=8t，累计提高产量203+9+8=220t，与实际提产212-220=-8t差异不大。 1.2 风口前理论燃烧温度变化
高炉提高富氧率，可以显著提高风口前的理论燃烧温度，按资料显示，在高炉其它冶炼条件不变时，富氧率每提高1%，理论燃烧温度升高40℃。从1号高炉的生产实践证明，其合理的风口理论燃烧温度应控制在2150℃-2250℃，若过高，就会导致高温区上移，影响高炉整体料柱的透气性，造成压差升高，破坏高炉的稳定顺行；若过低，将会导致炉缸热量不足，影响炉缸的工作状态，使其活跃性变差，最终影响高炉的稳定顺行。 考虑到以上情况，本公司1号高炉为了进一步提高富氧率，同时维持合理的风口理论燃烧温度，操作上采取了同步提高喷煤量的办法，使富氧和喷吹技术有机结合，相辅相成，充分发挥富氧和喷煤各自优势，形成优劣互补，保持了炉况的稳定顺行。具体见下表2所示。 
1.3 炉内煤气流分布的变化
随着富氧率的提高，单位时间的富氧量增大，高炉单位生铁炉缸煤气量减少，鼓风动能降低，导致风口回旋区缩短，使煤气流初始分布边缘发展，中心气流相应减弱，长期以往，将影响炉况顺行。 针对这一问题，高炉于2024年5月和6月利用休风机会两次调整风口面积，将风口总面积由0.2023m2缩小至0.1989m2（0.2023m2→0.2006m2→0.1989m2），通过两次对下部送风面积的调整，送风参数逐步合理，中心气流充足，炉况稳定顺行。 1.4 喷吹煤粉的燃烧率及燃料比变化
高炉喷吹煤粉的燃烧率是限制喷煤量提高的重要因素，提高富氧率为提高喷煤量创造了较好的条件。本次1号炉富氧率和喷煤量提高后，从除尘灰含C跟踪来看，整体含C呈现下降趋势，说明在富氧率和喷煤量提高后，喷吹煤粉的燃烧率也相应升高，燃料比降低3kg/t，具体见下表3、表4所示。 
2 高炉操作制度的调整情况
2.1 上部装料制度的变化
因考虑富氧率提高后，高炉冶炼强度升高及炉内煤气流的变化情况，操作过程中1号高炉为适应富氧升高后稳定炉内气流变化，及时进行调整，正角差布料 O32/2 30.5/3 28.5/3 27/2 25.5/2，C31/3 28.5/2 26/2 23/2 19/3，矿批逐步由42t增加至44t，布料上采取以“开中心为主，兼顾边缘气流”的操作思路，从而保证了气流的稳定和炉况的顺行。 2.2 对炉外渣铁排放的要求
提高富氧率后，高炉产量增加，保炉外出铁工作对整体炉况的稳定顺行尤为关键，通过进一步优化炉外出铁制度，实施南北两个铁口轮流出铁，并严格控制两场炉次出铁间隔时间在10min以内和单炉渣铁排放速度大于5.5t/min，保证炉缸渣铁的及时排放，确保炉内煤气流的稳定和炉况顺行。 3 对原燃料质量的要求
随着高炉冶炼强度的提高，对原燃料的质量要求也越来越高，否则，也将会造成炉况的波动和顺行影响。 （1）焦炭方面：焦炭在高炉冶炼过程中主要起还原剂、发热剂和料柱骨架的作用，随富氧率提高，冶强增加，焦炭燃烧速度加快，此时焦炭的质量尤为重要，特别是焦炭热强和耐磨指数达不到冶炼的要求，将会造成炉内滑料或塌料现象频繁，料柱透气性变差，影响高炉顺行，从1#高炉的生产实践证明，富氧率在7%以上时，焦炭热强度指标CSR应控制在65%以上，M40应大于75%，M10应小于6%。 （2）原料方面：高炉在提高富氧率，进一步强化冶炼过程中，对烧结矿质量也要做适当的提高，特别是在目前为降低成本，保烧结矿的高配比且烧结配吃一定量的高铝印粉、高钛精粉，烧结矿三氧化二铝和氧化钛含量高的条件下，应适当控制炉渣中（MgO）/（Al2O3）的比值至0.45--0.55控制，适当降低炉渣碱度1.15左右，降低炉渣粘度，改善炉渣的流动性，确保高炉的稳定顺行。生产实践证明，烧结矿RDI＋3.15应控制在65%以上，碱度控制在1.75--1.85，FeO含量8%--10%，烧结矿中MgO/ Al2O3控制在0.7--0.8较为适宜。 4 加强炉缸的安全监控
随着富氧率的进一步提高，边缘煤气相对发展，高炉产能增加，单位时间内高炉炉缸生成和外排的渣铁量增加，炉缸受到渣铁的冲刷加剧，从目前1号高炉的炉缸监测情况来看，在铁口下1.1m左右炉缸侧壁温度有小幅上升趋势，但相对稳定在可控范围，为了确保高炉炉缸的安全，日常做好高炉工艺操作和炉前铁口工作的管控，以确保炉缸热量充沛，工作活跃，炉况顺行稳定，以尽可能减少炉缸渣铁因环流对侧壁产生的不利影响。 5 结语
（1）富氧率在6%--8%范围内变化时，每提高1%，增加产量2.8%--3.4%。 （2）富氧率提高后，煤气量相应减少，操作上应根据实际生产情况，适当缩小风口面积，以保持合理的送风参数。按实际生产经验，富氧率提高1%，煤粉燃烧率提高1.5%，风口前理论燃烧温度升高40℃，可允许提高煤比10--20kg/t，煤气热值提高3.4%，因整体煤气量将减少，风口总面积要适当缩小，一般缩小幅度为1%--2%。 （3）富氧率提高后，边缘气流易发展，可根据实际情况适当压制边缘，同时适当扩大矿批，稳定煤气流。 （4）富氧率提高后，要确保原燃料质量，特别是焦炭的热强度、耐磨指数和烧结矿的质量。 （5）富氧率提高后，要确保炉缸热量充沛、工作活跃，炉况顺行稳定，同时实时跟踪好炉缸的安全监控，实现高炉安全、稳定、高效生产。 6 参考文献
[1] 周传典，刘万山，王筱留，等.高炉炼铁生产技术手册[ M] .北京：冶金工业出版社，2002：432-434.
[2] 朱仁良等.宝钢大型高炉操作与管理[ M]．北京：冶金工业出版社，2015.9：336-341.
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