本钢六号高炉降低燃料比实践

韩廷全 孙继成

本钢六号高炉降低燃料比实践

韩廷全 孙继成

本钢6号高炉调整装料制度，通过减少中心焦量，增大矿石批重等手段，使煤气利用率达到了47.5%，燃料比下降了25kg/t-30kg/t，达到了节能降耗的目的。

装料制度 煤气利用率 燃料比 大批重

本钢六号高炉是2004年8月投产，投产初期因为原燃料条件不稳定及操作制度不合理，导致炉况经常出现波动，产量以及消耗指标较差。后来采用中心加焦技术使炉况得以稳定，达成持续高产的局面。中心加焦冶炼相对容易获得炉况长期的稳定顺行，尤其是原燃料质量变差或设备发生故障时，高炉抵抗能力较强，在检修送风恢复过程中更有利于上风。但是高炉中心区域为了获得稳定的煤气通路，会导致中心焦量较多，炉缸死焦堆大，影响煤气流分布，煤气利用率就相对较差。

通过学习首钢迁钢有限公司、邯钢集团邯宝钢铁有限公司等国内先进企业，并结合本钢炉料结构的特点，对本钢六号高炉操作制度做了一系列调整，取得了燃料比下降25kg/t-30kg/t的理想效果。

1.装料制度的调整

装料制度是通过控制矿石和焦炭在炉喉水平面上各点的比例来影响煤气流的分布。在上部装料制度上就是要保证炉喉料面有稳定的平台和足够的漏斗深度，同时利用适量的中心空焦来使中心气流改善。因此，在布料矩阵上采取了缩小矿焦角差，使矿石环带的矿石变厚，矿焦混合好，逐步减少无矿区的焦量比例，避免“中心过吹”等措施来获得相对较高的煤气利用率，从而使燃料比下降，降低了能耗成本。

1.1 减少无矿区焦量比例

六号高炉之前的无矿区焦量比例在43%左右，炉顶打水频繁，煤气利用差。针对这一状况，先从降低无矿区焦量比例入手，逐渐减少无矿区焦量以提高煤气利用率。无矿区焦量比例由43%逐渐减少到27%左右，煤气利用率也随之上升。调整前期随着煤气利用率的上升，炉料透气性也随之变差，通过减少风量、外扬矿角等手段使炉况保持稳定，保持适宜的中心加焦量使焦炭不断填充炉芯，更换出中心死料柱，改善炉缸的透液性和透气性，炉缸逐渐活跃，炉况顺行明显好转。

1.2 平台加漏斗

把矿焦角同时从炉喉中心外移，增大最小矿角。减轻矿石对中心气流的挤压，形成窄而强的中心气流。以此来稳定中心通道，并且形成足够的漏斗深度。中心气流适当得到发展。用此布料矩阵，焦炭堆尖距离炉墙约为0.6m，矿石堆尖距离炉墙约为0.8m，矿石最内环的矿石落点与炉喉中心的距离约为1.5m，占炉喉半径的36%。布料矩阵调整后，漏斗深度约为1.6m，矿焦角差缩小，矿焦混合好，分布相对集中，矿焦层变厚。该区域CO百分比升高，以此依靠漏斗深度和适当比例的焦炭来引导中心气流通道，获得较高的煤气利用率，达到敞开中心和控制适宜的边缘气流的目的。

2.合适的批重

2.1 稳定焦炭平台

合适厚度的焦窗平台对稳定煤气流有决定性的作用。六号高炉在实践中将焦炭批重由15.0t/批提高到现在的16.2t/批，焦窗厚度由0.54m提高到0.58m，减轻了矿石堆对焦炭的推移作用。伴随焦批的增加，软熔带的气窗增大，有效提高了料柱的透气性。焦炭角位多于矿石，各角位上的焦炭环数倾向于平均分配，这样更有利于靠近炉喉边缘处形成焦炭平台。而煤气流微调是靠调整不同角位的矿石环数来完成，使边缘和中心负荷的调整更为灵活、准确。

2.2 大矿批

扩大矿石批重能促进矿石均匀分布、提高煤气利用率。合理布料可以优化煤气流分布，增加高炉内铁矿石的间接还原度。煤气中的CO2含量提高0.5%，炼铁燃料比就下降10kg/t。铁矿石间接还原是个放热反应，而直接还原是个吸热反应。所以，要努力提高矿石的间接还原反应。同时采用合理的送风制度，使用长风口，以保证合适的鼓风动能，在风口前形成较长的循环区，使煤气的初始分布向中心延伸，减少中心死料柱，加速中心死料柱的更新速度，改善炉缸中心的透气性和透液性，解决煤气流和炉料逆向运动之间的矛盾，使煤气流分布均匀合理，促进高炉生产顺利。

扩大矿石批重能稳定上部煤气流，提高煤气中CO2含量，增加高炉内铁矿石的间接还原反应度，并且使热风所带热量能够充分传递给炉料。把矿批逐步加到现在的83t/批，实行大矿批冶炼，就是为了能够有效缓解炉内矿焦的界面效应，提高煤气利用率，从而降低燃料比。见图1、图2。

3.加强炉内操作

3.1 定风量控制

在正常生产中，高炉采用定风量操作，对风量使用严格控制，保持风量带的稳定，对富氧的使用也进行量化规定。此次调整中心焦量，风量由5150m3/min减少到4900m3/min，风压差也较以前低且平稳，提高了透气性，增强了高炉的稳定性。

图1 六号高炉扩大批重后煤气利用率的变化 %

图2 六号高炉扩大批重后頂温的变化

3.2 保证稳定顺行

保证高炉炉况稳定顺行是降低燃料比的前提，加强高炉日常操作管理，做到料批、炉温和碱度“三稳定”，保证各参数使用合理，下料顺畅，[si]控制在0.40%-0.55%。

3.3 充分利用煤气化能

在负荷稳定的基础上，平衡好各个参数，在稳定风量的基础上提高炉顶压力，高炉炉内压力提高后，使煤气化学能的利用更为充分，有利于间接还原进程的进行，使炉内煤气分布更为合理，燃料比和焦比进一步降低。

六号高炉通过采取以上措施取得了很好的效果，炉顶温度控制在150℃-180℃之间，煤气利用率由原来的42.5%，提高到现在的47.5%左右，燃料比下降了25 kg/t -30kg/t。见表1。

4 结语

本钢六号高炉通过调整布料矩阵，保持适宜的中心加焦量，扩大矿批重，批重由58吨增加到现在的83吨。通过调整，煤气利用率从42.5%提高到47.5%，同时，稳定了气流，保持炉缸的活跃性，为炉况长期稳定顺行奠定了基础，使高炉燃料比下降了25kg/t-30kg/t。

（1）调整煤气流分布。减少无矿区的焦炭比例以及缩小矿焦角差使煤气流分布更加合理，为扩大矿批重提供了前提条件。

（2）改善煤气利用率。搭建合理的焦矿平台，保持适宜稳定的焦窗厚度，减少矿石对焦炭的推移作用，增大矿批重，提高煤气利用率 。

（3）加强炉内操作与日常管理。在日常生产中，稳定的操作和稳定的负荷基础上，平衡好炉温及碱度，使高炉长期稳定顺行。

[1] 项中庸，王筱留，等. 高炉设计—炼铁工艺设计理论与实践.

[2] 刘琦.刘琦炼铁论文集.我国炼铁工业能耗的现状与前景2007.

（作者单位：本钢板材股份有限公司炼铁厂）