邯钢5高炉煤气流调整操作

焦建华 魏航宇 杨占海 高 远

(河北钢铁集团邯钢公司)

邯钢5高炉煤气流调整操作

焦建华 魏航宇 杨占海 高 远

(河北钢铁集团邯钢公司)

高炉煤气流的合理分布是是高炉生产最重要环节，日常生产过程中煤气流变化与操作参数匹配是高炉操作的重点，5#高炉通过煤气流的合理控制实现了11年零6个月炉役情况下保持2.65t/m3·d利用系数、燃料比505kg/t铁的生产指标。

高炉 煤气流 操作参数

0 前言

邯钢炼铁部5#高炉有效容积为2 000 m3高炉，2005年由1 260 m3高炉改造而成，采用全皮带上料，底滤法水渣处理，设置28个风口，炉顶并罐式料罐，干法除尘系统，炉前两个铁口180 °，采用半悬挂式铁口设计，炉体冷却全密闭软水循环系统，中修时4段增设铜冷却板，自开炉后高炉指标情况很差，炉况顺行难保住，高炉一直处于煤气流失常状态，2013年开始逐步调整煤气流，从上料制度和送风制度上的大调整到操作参数的微调，努力提高煤气利用率、减少外围影响、稳定生产，通过对操作制度和操作参数大幅调整，高炉煤气流逐步稳定，逐渐摆脱了长期闹炉况的境况，自2014年至今已经保住顺行30个月，特别是在炉役11年半情况下保持了2.65 t/m3·d的高产利用系数，全年休风率0.65%，高炉铁水一级品率99.7%，高炉燃料比505 kg/t铁。

1 煤气流的上部调剂

随着高炉炼铁技术的发展，高炉炉顶布料逐步成为高炉煤气调整的中心，炉顶布料制度随着炉顶布料设备的改进也再逐渐的成熟，但各个钢铁厂都在寻找与自身条件匹配的布料制度，特别是近年来随着钢铁形式的不景气，低成本冶炼带来的原燃料质量下降，各钢铁厂都在通过操作制度的调整来达到较理想的生产指标。

1.1 设备的更新

五#高炉由于自1 260 m3高炉改建而成，很多设备都没有更新，2010年将炉顶料罐由28 m3改成38 m3，矿批上限由50 t提高到75 t，解决了矿批小不能强化冶炼的一个重要环节；另外由于高炉十字测温安装在缸砖上沿，距料面1.3 m～1.5 m，对煤气的测量结果偏差较大，特别是四根十字测温支架使得炉料布料轨迹发生变化，整个布料影响较大，因此2014年将4个十字测温全部拆除，气流的控制通过炉内成像情况和高炉壁体温度来判断，十字测温拆除后从休风后料面看规整度明显优于之前，解决了由于十字测温架引起的布料不均问题； 2014年以前每次休风看料面情况，结果是“平台+漏斗”的料面漏斗偏深，平台最里端有冒尖情况的现象，针对这现象查找原因发现布料溜槽中间的边缘出现布料磨痕，整个磨痕清晰看出炉料自溜槽中间有甩出的痕迹，这是造成平台不规则的直接原因，随后决定用方溜槽代替原用的圆溜槽，但由于时间和其他原因未能实现，随即通过综合计算后，布料角度降低3 °左右基本上能够消除这个现象，随即根据计算结果对布料溜槽进行更换，原使用溜槽长度3 m，更换后长度变为3.4 m，计算角度使用较原溜槽降低3 °，参数设定和计算结果分别见表1、表 2。

表1 计算参数设定

表2 计算结果情况

根据参数和计算结果通过采用MATLAD模拟，输出结果与计算结果较相近,如图1所示。

更换好溜槽后对溜槽进行了最大角度料轨布料实验，将测量标尺盒(测量标尺盒高炉与缸砖高度一样1.75 m，将测量标尺盒分为17.5个小格，每格100 mm)，从专用测料孔深入炉内，上沿与0料线齐，外面用钢丝绳固定好。按照下表要求的进行布料设定，布料角度按正常角度布料、转速按正转高速布料，要求最大角度误差小于0.2 °，布料实验设定和结果见表3。

图1 模拟情况图

最终根据计算结果和实际测量情况将料线定到了1.35 m，最大角度定到了49 °，从实际布料和休风看磨痕，所有原料都从溜槽底端按既定方式排出，没有出现中间甩料的情况，高炉休风料面平台平滑度较好，气流稳定性得到了控制。

表3 高炉炉顶布料模拟表

1.2 十字测温的拆除

2014年后由于十字测温对气流的观测效果不强，很难实际检测，甚至对布料产生一定的影响，因此拆除了十字测温，根据高炉壁体温度来判断炉内气流的变化，整个控制方式上基本看高炉壁体温度变化趋势判断气流的发展方向，其中高炉壁体的正常温度区间见表4。

高炉水温差控制在2.5 ℃～3.5 ℃，如出现壁体波动水温差波动，查看各区域壁体温度值，高炉波动问题见表5。

表4 高炉壁体温度标准值

表5 壁体波动原因

1.3 布料制度的调整

图2 五高炉水温差变化趋势

图3 五高炉燃料比变化趋势

2 煤气流的下部调整

2.1 风氧控制

五#高炉是2005年投产，目前接近12年的炉龄，炉缸已经开始侵蚀，炉缸工作容积增大，特别是近年来由于原燃料条件的变化和产量压力的增大，为保证2.65 t/d·m3以上的以上的利用系数，高炉增加风量的使用，另外为配合炉顶压边的布料制度，高炉送风制度上采用了“大风低氧” 的措施，富氧率逐步降低，高炉送风参数见表6。

表6 高炉送风参数

2.2 风口的调整

煤气流的第一次分布和形成过程主要受送风制度影响，送风制度主要包括风口长短、面积和对应的鼓风动能和炉腹煤气量的大小等，风口的长短和面积是对应于装料制度响应调节的一个主要手段，风口的调整都是由于高炉煤气流分布存在一定的不合理性，根据壁体温度圆周方向上部均匀、炉缸侵蚀部位等，选定合适的风口长度。5#高炉所用风口主要包括，550 mm×120 mm、550 mm×110 mm、500 mm×120 mm和500 mm×110 mm四种，其中的550 mm长风口使用较谨慎，最多未超过6个，五高炉最后将风口全部变为500 mm×120 mm，动能达到了9 500 N·m/s～10 000 N·m/s，调整后回旋区深度计算为1.643 m，回旋区深度指数0.528，最后炉腹煤气量5 050 m3/min，炉腹煤气指数59，k值2.849，煤气利用率稳定47%～49%，风口面积变化如图4所示。

图4 风口面积变化趋势图

3 结论

(1)初始煤气的控制主要是送风参数，五高炉采用加大风量增加中心吹透能力，保证与炉顶布料制度的统一协调;

(2)炉顶设备是影响煤气流最重要的环节，通过对溜槽的加长和拆除十字测温保证了炉料的布料准确性；

(3)布料制度上由于炉役后期的特点，采用压制边缘发展中心的策略，延缓了冷却壁损坏，保证煤气利用率47.5%以上和压差小于150 KPa的压量关系；

(4)布料角度和圈数根据炉顶温度和上部壁体温度情况看，炉顶边缘温度(33 m壁体)控制在70 ℃～90 ℃，水温差控制在2.5 ℃～3.5 ℃；

(5)拆除十字测温后，利用壁体温度反应炉况，根据各区域波动特点能够找出波动的原因；

(6)高炉休风最大角度的实际测量很关键，这是高炉布料制度寻找最大角度的捷径。

[1] 朱清天,程树森.高炉上部煤气流调剂影响研究[J].钢铁,2008(2):22-25.

[2] 李铄,韩枫,张杰等.送风制度对高炉初始煤气流分布的影响[J].钢铁研究,2014(5):1-4.

[3] 傅世敏.有钟高炉的新型布料技术[J].炼铁;1992(5):10-14.

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ADJUSTMENT OPERATION OF GAS FLOW BY 5# BF ON HAN STEEL

Jiao Jianhua Wei Hangyu Yang Zhanhai Gao Yuan

(Handang Company of Hebei Iron and Steel Group Co., Ltd)

The reasonable distribution of blast furnace gas flow is the most important link in the production of blast furnace, the matching of coal flow changes and operation parameters in daily production is the key point of blast furnace operation.By the reasonable control of iron making, keeping the capacity factor of 2.65 t / m3·d, and the production index of fuel ratio 505 kg / t are achieved for 11 years and 6 months of campaign.

blast furnace gas flow operating parameter

华，高级工程师，河北.邯郸(056000)，河北省邯郸市邯钢公司培训部；

2017—2—27