高炉复合式多环布料探索与实践

任利民牛卫军，2周志雄付林林韩宏君司力功

(1.安阳钢铁集团有限责任公司;2.武汉科技大学)

高炉复合式多环布料探索与实践

任利民1牛卫军1，2周志雄1付林林1韩宏君1司力功1

(1.安阳钢铁集团有限责任公司;2.武汉科技大学)

针对永通公司两座无料钟高炉使用球团矿配比较高的炉料结构，探索了无料钟炉顶的布料操作方法，通过使用复合式多环布料，高炉主要技术经济指标明显改善。

高炉 复合式 多环布料

0 前言

安钢集团永通公司现有两座中小型高炉，分别为1号高炉420 m3;2号高炉580 m3。其中2号高炉在2007年首次建成，为永通公司历史上第一座无料钟炉顶高炉;1号高炉在2010年大修时也改为无料钟炉顶的形式。两座高炉炉料结构中球团矿配比较高，对高炉无料钟布料提出了较高的要求。永通公司通过对比分析国内外部分高炉高配比球团条件下的布料调整，不断探索与实践，找出了适合永通公司炉料结构特点的高炉布料方式，在高炉上使用组合式多环布料装料制度。两年来的生产实践表明，高炉充分发挥了无料钟炉项的优势，风压和风量关系改善，煤气利用率提高，综合焦比降低，实现主要技术经济指标明显改善。

1 高炉炉料结构

各钢铁厂的情况和矿源不同决定了其不同的高炉炉料结构。国外欧美高炉球团矿使用比例一般都较高，其中一部分高炉使用熔剂型球团矿，如美国AK Steel公司Ashland.KY厂Amanda高炉熔剂球团矿比例为90%以上;另一部分高炉以酸性球团矿为主，配比一般在70%以上［1］。

永通公司原料系统现有两台39 m2烧结机，三座8 m2球团竖炉。烧结产能严重不足，而且烧结小粒度组成偏高和转鼓强度差(见表1)，均不能满足炼铁高炉需要。高炉炉料结构，一直是采取高配比球团矿的形式，正常情况下球团矿比例在45%左右，有时甚至达到50%以上(见表2)。

2 无料钟布料的方法探索

表1 永通公司烧结矿小粒度组成及转鼓指数

表2 永通公司高炉炉料结构

2.1 无料钟布料要求

无料钟高炉布料原则:布料平台+中心漏斗的料面形状［2］。在高炉设备、原燃料和下部条件一定时，高炉顺行好坏主要由装料制度决定。对于控制高炉煤气流，要求高炉布料实现:“控制边缘，打开中心，稳定中心，照顾边缘”，这个思路便于高炉保持长期稳定顺行，提高抵抗原燃料变化的能力，维护合理操作炉型和长寿生产，也是优化指标的基础。

2.2 使用高配比球团矿的布料特点

球团矿具有粒度均匀、滚动性好、堆角小的特点，在高炉内的分布与烧结矿有不同之处。对于烧结矿，正装发展中心，倒装发展边缘;但是当使用高配比球团矿时，一般出现以下现象:

1)球团矿易滚向高炉中心，易加重中心的矿焦比。这一倾向随球团矿配比进一步增大而更明显。

2)随球团矿配比增多，边缘区域矿焦比降低，同时会出现布料料层倾斜角降低。从而使边缘的煤气流增加。

这种炉料结构下，尤其在炉料粒级普遍偏小，在使用传统的无料钟布料制度时，由于球团矿的滚动性和穿越性好，以及炉料成分和质量波动，导致高炉边缘气流和中心气流稳定性差，炉况经常产生波动，塌滑料、悬料、甚至炉况失常较多，致使高炉的生产一直处于不稳定的状态，各项指标也难以持续优化。

2.3 传统无料钟布料分析

使用传统的高炉无料钟布料制度时，都是从最外环开始布料，然后由外到里分为几个环带(即α角)，分别按既定的圈数布料，炉料在炉内初始分布如图1所示。

图1 高炉无料钟多环布料炉料在炉内初始分布

球团矿自然堆角小，仅24°～27°，而烧结矿自然堆角为31°～35°［3］。因球团矿滚动性好，安息角小，使炉料在高炉布料时易于布向中心和边缘，当球团矿作为高炉主要炉料时会引起高炉料层分布不均匀，会造成高炉两股煤气流逐渐减弱。

料罐往炉内放料时，由于漏斗效应，粒度较小，密度较大的球团矿和小粒度的烧结矿先入炉，而粒度较大的烧结矿和密度小的焦丁后入炉。如果按照传统无料钟布料，以料制为例，炉料在炉内炉喉分布的状况如图2所示。

图2 在传统无料钟布料时炉料在炉内的分布示意

使用传统布料制度时，高炉原料粒度较大的容易滚向中心，这样对保持中心气流的畅通有利。但是，边缘的炉料稳定性很差，矿焦比不稳定，这就造成边缘气流不稳定。尤其在炉料粒度组成变差，或上落地料时，边缘容易压死，这时候去调整边缘气流，很容易产生“一压就死，一放就穿”的两难处境，高炉操作调整难度较大。

3 复合式多环布料制度的应用与实践

3.1 复合式多环布料方式的确定

针对两座高炉自身设计情况及现有高炉原燃料特点，分析高炉开炉以来的生产数据，对比兄弟厂家的成功生产经验，结合现场生产实践，摸索出了适合永通公司炉料结构的布料新技术:复合式多环布料制度，即摈弃了传统的无料钟炉顶布料第一环先布最外环、然后由外及里的布料方式，采用先布中间环带，然后再布最外环→中间环带→里环→中间环带的复合式布料方式，操作方式是把粉末和小粒度炉料布到中间环带，减少炉料粒级和堆角对炉料在炉内的分布影响，便于形成合理的料面形状，使上部装料制度与高炉各项操作制度相匹配，稳定边缘和中心两股煤气流，既保证了高炉的稳定顺行，又利于提高煤气利用率，达到了降低燃料比的目的。

3.2 复合式多环布料方式的实际应用

图3 使用复合式布料时炉料在炉内的分布示意

复合式布料制度能很好的解决了球团配比高的问题。由于先布中间矿带，起到了阻挡的作用，减少球团的滚动，边缘矿量就很稳定，稳定了边缘矿焦比，而且粒度也不是最小的。粉末和小粒度炉料布到中间平台，把较好的炉料布到高炉焦炭平台的边缘和中心，来保证稳定的边缘气流、强劲有力的中心气流，从而提高高炉的适应能力。这种方式布料相对于传统式布料的另一个显著应用效果就是:消除了误操作和设备故障情况时布料对炉况的不利影响，当手动下料和α角故障时，布料程序都是执行的第一环，这样如果用传统布料方式，所有的矿一下子全布到边缘，很有可能把边缘气流压死导致炉况难行，甚至悬料。但是用复合式布料制度后就很好地避免了这个问题，最大程度弥补了手动下料或布料圈数不精确给高炉带来的影响。

4 实践效果分析

通过对高炉布料方式的不断探索，1号和2高炉高炉均改为复合式多环布料。以2号高炉为例，装料制度由改为后，高炉使用了复合式多环布料装料制度后，高炉煤气流逐渐趋于稳定，塌滑料现象大大减少，高炉风压风量平稳，炉况稳定顺行，经济技术指标得到明显改善。永通公司2号高炉炉布料制度调整前后经济技术指标对比见表3。

表3 永通公司2号高炉炉布料制度调整前后经济技术指标对比

由表3可以看出，2号高炉应用复合式多环布料装料制度后，高炉利用系数提高0.06 t/m3·d，综合焦比降低10 kg/t，煤气利用CO2提高0.78%。另外，还降低了炉体温度，减少了冷却壁的损坏率，利于延长高炉寿命。

5 结语

针对高配比球团矿炉料结构的实际情况，通过分析高炉无料钟布料的特点，探索限制性影响因素，应用复合式多环布料装料制度，提高了永通公司高炉适应高配比球团矿炉料结构的能力。

应用复合式多环布料制度，有利于高炉在炉内形成合理的料面形状，使上部装料制度与高炉各项操作制度相匹配，稳定边缘和中心两股煤气流，维护高炉稳定顺行。实践表明，通过应用复合式多环布料制度使高炉主要技术经济指标得到明显改善。

［1］易可.国内外高炉球团矿使用比例.烧结球团，2008，33(4):53.

［2］杜鹤桂，郭可中.高炉无钟布料的重要环节—平台的形成［J］.炼铁，1995，14(3):33－36.

［3］周传典主编.高炉生产技术手册［M］.北京:冶金工业出版社，2003:45.

EXPLORATION AND PRACTICE ON COMPOSITE MULTI－CIRCLE DISTRIBUTION OF BLAST FURNACE

Ren Limin1Niu Weijun1，2Zhou Zhixiong1Fu Linlin1Han Hongjun1Si Ligong1
(1.Anyany Iron and Steel Group Co.，Ltd;2.Wuhan University of Science and Technology)

In view of the burden structure with high ratio pellet used in the two blast furnaces with bell－less top，material distribution without bell is explored.The main technical and economic indexes are improved significantly on the basis of composite type multi－circle distribution.

blast furnace composite type multi－circle distribution

2012—1—16