唐钢新3号高炉炉型维护实践

王艳春李魁猛王伟赵文成

（1.唐山科技职业技术学院，河北唐山063001；2.唐山钢铁集团有限责任公司，河北唐山063016）

唐钢新3号高炉炉型维护实践

王艳春1李魁猛2王伟1赵文成1

（1.唐山科技职业技术学院，河北唐山063001；2.唐山钢铁集团有限责任公司，河北唐山063016）

通过对唐钢新3号高炉基本制度调整，并采取多种措施，逐步形成了规整的操作炉型，炉况日趋稳定顺行，各项经济技术指标稳步提高，在炉型维护、强化冶炼、优化指标、炼铁理念的更新等方面取得了很大进步。

炉型基本制度顺行冷却

唐山钢铁集团有限责任公司（全文简称唐钢）新3号高炉2007年9月26日扩容大修，在原有框架、炉体高度不变的情况下，有效容积由2560m3扩至3200m3。炉底、炉缸采用了大块炭砖+陶瓷杯的复合结构形式，炉缸外侧1～5段采用光面铸铁冷却壁；炉缸以上采用薄壁炉衬结构形式，其中炉腹、炉腰和炉身下部所对应的6～9段冷却壁采用冷镶SiC结合SiN砖铜冷却壁；炉身上部的10～17段冷却壁采用冷镶SiC结合SiN砖铸铁冷却壁，镶砖外侧均喷50mm厚喷涂料；炉喉采用水冷一段钢砖；炉底水冷管和1～14段冷却壁采用软水冷却，15～17段冷却壁和炉喉钢砖采用低压工业水冷却。此外，唐钢新3高炉还采用了霍戈文式高风温长寿热风炉、嘉恒法水渣处理系统、并罐无钟炉顶等先进工艺技术。

1 高炉设计炉型

设计炉型是否合理将直接影响开炉生产后煤气的分布，从而影响正常生产时炉型的维护。设计炉型要对高炉具体内型尺寸、冷却结构、耐火材料及砌筑等作出合理的选型和设计。唐钢新3号炉高、径比（H/D）由大修前的2.45变为2.15，死铁层深度由2.5m增加至3.0m，新炉的设计炉型更趋于矮胖型，同时死铁层加厚，更有利于强化冶炼和炉缸长寿(新炉尺寸见表1)。

表1 新炉炉型尺寸

2 正常操作炉型的形成和维护

操作炉型是指开炉后，高炉在设计炉型的基础上，在一定的操作制度下，经过一段时间的运行后，在生产中所形成的高炉实际内型。它既受冷却制度和下部送风制度的影响，又受上部装料制度的影响。另外，原燃料性质、长期低料线作业和频繁休风都对操作炉型有很大影响［1］。唐钢新3号炉开炉初期，由于处于磨合阶段的各种设备所造成的减风、慢风、休风较多，冶炼强度较低，在采用冷却强度较大的薄壁炉衬，尤其是铜冷却壁的情况下，最终导致炉缸和炉型出现了问题，炉况出现了一些波动。针对这些情况，在加强设备维护的同时，炉内从基本操作制度调整入手，采用多种措施，对炉况和炉型进行了调整。

2.1 做好精料工作

加强原燃料的筛分，严格控制小于5mm粉末的入炉量；改善焦炭质量，提高干熄焦配比，适当延长自产焦结焦时间。经调整，焦炭入炉水分值由8%～10%降到5%以下，大大降低了入炉粉末量；M10由以前的7.8%降到7.0%，M40由以前的80%提高到82%。焦炭反应性和反应后强度也都有了不同程度的改善；控制生矿配比不大于18%，确保合适的熟料比；烧结矿成品喷洒CaCl2溶液，降低低温还原粉化率；球团矿控制平均耐压强度在2000N/球以上，生球率在10%以下。同时，入炉原燃料质量大幅提高，为炉况顺行和炉型维护打下了良好基础。

2.2 选择合理的下部送风制度和上部装料制度

高炉下部调剂以稳定炉缸工作状态为主，调剂主要是选择合适的送风参数［2］。由于唐钢新3号炉扩容后，炉缸直径增大，中心不容易打开，因此，送风制度必须坚持高风速、高鼓风动能、吹透中心的原则。开炉初期时，为了能吹透中心，活跃炉缸，采用了较小的风口面积和较长的风口长度。随着炉况的恢复，风量、煤比的逐步增加，风速和鼓风动能越来越大，于是逐步适当将风口面积扩大，风口长度缩短。随着冶炼强度的提高，负荷逐步加重，尤其是煤比达到150kg/t铁以上后，中心气流渐显不足，为了吹透中心，活跃炉缸，从2009年4月开始，下部又开始缩小风口面积，加长风口长度，使风速维持在240～245m/s，鼓风动能在140～150kW左右，既维持了合理的风口回旋区尺寸，又确保了炉缸工作均匀活跃和初始煤气流的合理分布。

高炉上部调剂主要是对装料制度的调整，为了配合下部送风制度，唐钢新3号炉上部调整坚持放开中心，稳定、抑制边缘的布料原则。逐步外抬α布料角度，增大矿的布料宽度，增加边缘布料圈数，将炉料更多地布向边缘。同时，扩大矿比，使布料沿径向分布更合理、更符合炉料下降规律。通过控制中心无矿区大小和中心加焦量来控制中心气流的宽度和强度。

唐钢新3号炉通过上下部调整，炉型日趋规整，壁体温度、砖衬温度均匀稳定，渣皮稳定，脱落较少；渣铁物理热充沛，铁水成分稳定，料尺工作改善，偏滑尺寸减少，炉喉料面圆周均匀，形成了边缘平台+中心漏斗的理想料面（见图1）；气流稳定，十字测温边缘控制在70℃水平，中心三点温度控制在700，350，150℃水平，形成了窄而强的中心气流（十字测温见图2）。

图1 炉喉料面形状

图2 炉顶十字测温曲线

2.3 选择合理的冷却制度

合适、稳定的冷却水水压、水量及进出水温度是冷却系统正常、稳定工作的保证。结合煤气分布变化，及时优化冷却参数，可使高炉长期保持合理的炉型［3］。唐钢新3号炉6～9段采用铜冷却壁，冷却强度较大，控制不好容易犯“腰痛病”。经过一段时间的摸索，在高炉本体4400t/h的冷却水量情况下，控制软水总温差3.5～4.0℃，铜壁总温差0.8～1.0℃，壁体温度60～75℃是比较合适的。此范围内渣皮稳定、脱落少，炉型规整，下料顺畅，顺行良好。另外，休风时，尤其是长时间休风且有冷却壁漏水时，要及时停泵减水，降低冷却强度，避免炉墙黏结。复风后，视情况可适当控制上限炉温几个班次，使壁体温度和温差尽快恢复到休风前水平。另外，随着高炉冶炼的不断强化，炉缸炉底热负荷增加，应适当加强此部位的冷却，避免侵蚀加重，影响高炉长寿。

2.4 控制好热制度和造渣制度

目前，唐钢高炉大量采用高品位、低SiO2含量、高Al2O3含量的外矿。在新的配矿结构下，炉渣碱度（CaO/SiO2）、MgO含量和Al2O3含量对唐钢高炉炉渣的黏度、熔化性温度、脱硫能力有很大的影响。研究表明，唐钢高炉合理的造渣制度为：保持炉渣温度稳定，碱度控制在1.10左右，MgO的质量分数控制在11%左右，通过合理配煤，适当使用部分冀东矿的方法尽量降低炉渣的Al2O3含量［4］。此外，严格要控制炉温稳定率，规定上下班铁中w(Si)相差不大于0.1%，第一天和第二天铁中w(Si)不大于0.05%。上下班料批数相差不大于1批，第一天和第二天料批数不大于0.5批。配合热制度调整好造渣制度，在保证生铁质量的同时维持良好的渣铁流动性，炉况正常时根据铁中硫含量及时调整炉渣碱度。

2.5 维持炉况稳定顺行

维持稳定顺行的炉况，避免悬料、崩料、管道行程、低料线等失常现象的发生。这些失常炉况一般都会造成炉内气流和温度场分布失常，极易造成炉墙黏结和渣皮频繁脱落，破坏正常操作炉型。选择适合内外条件的基本操作制度，精细日常操作调剂，加强设备维护是保持炉况稳定顺行的关键。

2.6 建立炉型监控系统

郑学顺、张文强、刘立英［5］等人对唐钢2号高炉操作炉型、自动控制系统的建立与应用进行了总结。结果表明，利用炉衬、冷却壁等的温度对操作炉型进行监测，通过对监测的数据统计分析，得到了较为合理的温度控制范围，进而建立起操作炉型自动控制系统。所以，根据2号高炉炉型的监控制度，对新3号高炉建立以热流强度监控为主的整个高炉本体炉型监控系统是十分必要的。热流强度将水温差和水量统一在一起，将它作为主要监控参数更科学。通过对冷却壁热流强度、壁体温度、砖衬温度、进出水温差、炉顶十字测温、料尺工作状况、炉身静压、渣皮脱落等全方面的监测，可以实现对操作炉型的动态管理，从而提前预测炉型变化趋势，尽早采取调整措施，维持长期稳定规整的炉型。

3 结论

（1）在设计炉型的框架下，操作制度决定了操作炉型。合理操作炉型的形成和维护，关键是要选择合理的操作制度，尤其是下部送风制度和上部装料制度。

（2）大高炉采用冷却强度较大的铜冷却壁和薄壁炉衬，气流的控制一定要坚持抑制、稳定住边缘，放开中心的调整思路，这既是炉型维护的需要也是维持高炉顺行、强化冶炼、优化生产经济技术指标的需要。吹透中心可以采用相适应的上部装料制度和下部送风制度等多种调剂手段。

（3）利用炉衬、冷却壁等的温度对操作炉型进行监测，通过对监测的数据统计分析，得到合理的温度控制范围，进而建立起操作炉型自动控制系统。

［1］李福生,童振声,张秀仁,赵玉玮.唐钢2号高炉操作炉型的维护［J］.炼铁，2004，23（5）:21-22.

［2］覃管民,余宝权,张亮斌,陈进军.武钢6号高炉炉型管理实践［J］.炼铁，2006，25（3）:14-16.

［3］张贺顺,马洪斌.首钢2号高炉操作炉型管理［J］.首钢科技，2009（5）:34-35.

［4］李福民,吕庆,胡宾生,等.高炉渣的冶金性能及造渣制度［J］.钢铁，2006.41（4）:19-22.

［5］郑学顺，文强，刘立英.唐钢2号高炉操作炉型自动控制系统［J］.炼铁，2009，28（3）:32-34.

（编辑：苗运平）

Maintenance Practice of No.3 Blast Furnace Form at Tanggang

WANG Yanchun1LIKuimeng2WANGWei1ZHAO Wencheng1
（1.Tangshan Vocational College of Science and Technology,Tangshan 063001，China；2.Tangshan Iron and Steel Co.,Ltd.,Tangshan 063016，China)

By adjusting of the fundamental system and adopting in new the third BF at Tanggangmany measures,the standard operating blast furnace form has been performed gradually,the blast furnace has been running smoothly,all technical and economical performance has been improved steadily,a great progress has been made on themaintenance of the blast furnace form,the enhancing smelting, the optimizing targetand the conception of iron-making.

blast furnace form，fundamental system，smoothly operation，cooling

book=41,ebook=74

TF538

A

2010-02-23

王艳春（1972-），女，现为唐山科技职业技术学院冶金工程系教师，高级讲师。Tel：0315-2960701，E-mail：wang.yanchun@yahoo.com.cn

1672-1152（2010）02-0046-03