柳钢2 650 m3 高炉强化冶炼操作实践

范 磊

（广西柳州钢铁集团有限公司， 广西 柳州 545002）

2 号高炉于2012 年9 月3 日开炉投产，有效容积2 650 m3，年产生铁230 万t。车间坚持“稳生产，控成本，求创新，强管理，重文化，促立人”的十八字工作思路，落实好“以焦定产，定产降焦，降焦增产”十二字生产组织策略，近几年总体保持了生产的均衡稳定，通过对制约高炉强化冶炼的因素分析，摸索出2 650 m3高炉高强度冶炼下高产操作模式，为大高炉提产操作积累了一些经验。

1 制约高炉强化冶炼的因素

1.1 原燃料质量不稳定

1.1.1 原料方面

烧结矿的RDI（低温还原粉化指数）长期偏高，尤其是进入2017 年6 月份之后，RDI 偏离≤25%的控制范围，抽查最高达到29.02%，烧结厂采取提高FeO、MgO、外配高硅粉等措施来降低RDI，其中w（FeO）由之前的8.5%提高到9.0%、w（MgO）由1.95%提高到2.10%，直到10 月中旬RDI 才达到控制范围内，见图1。

图1 2017 年烧结矿的性能

1.1.2 燃料方面

2017 年3 月下旬至4 月中旬，焦炭含S 高且各班波动大，两个班之间焦炭S 含量（质量分数）波动值维持0.2%左右。焦炭含硫量的大幅波动造成入炉硫负荷波动，高炉需频繁调节烧结比来保证铁水质量，使得炉料的软熔性能也出现波动，引起软熔带上下移动容易引起炉墙结厚。进入6 月，因二焦干熄焦检修，造成M10大幅下降，抽检最高达到7.5%，M40最低不足84%。9 月份，因一类1/3 焦煤断料和一类主焦煤不足，焦炭热强度呈下滑趋势，直到10 月中旬，焦炭各项性能才有所改善，详见图2 和图3。根据统计，2017 年焦炭反应后强度CSR 检验次数总共53次，焦炭CSR 在60%以上有47 次，检测达标率88.7%。

图3 2017 年焦炭的热强度

喷吹用煤的品种较多且有些煤种储存量不够，导致喷煤结构调整频繁。部分喷吹用煤燃烧性和反应性偏低，风口存在结焦或堵枪现象，影响高炉喷煤的均匀性和稳定性，同时未燃煤粉与CO2发生熔损反应变弱，致使大量固相的未燃煤粉卷入初渣中，在渣中形成了非均匀相，从而强烈地影响了炉渣的黏度[1]，高炉软熔带的透气透液性及渣铁流动性变差，加剧炉况波动，制约高炉进一步强化冶炼。

1.2 操作炉型不合理

2017 年，高炉风口长度存在670 mm×Φ115 mm和560 mm×Φ118 mm 两种类型，风口长短不一直接影响到初始气流分布的均匀性和合理性，容易造成气流偏行，影响合理操作炉型的形成，在后期调整中，中心气流不容易打开，加上对冷却壁温度下降未引起足够的重视，导致渣皮频繁脱落烧损风口小套。

2 采取措施

2.1 加强原燃料管理

俗话说“七分原料，三分操作”，精料是强化冶炼的基础。适时监控入炉的原燃料质量情况，通过微信交流平台及时进行信息分享与反馈，并重点从以下几方面改善原燃料性能。

1）降低入炉有害元素，尤其是碱金属和锌，控制其负荷分别≤3.5 kg/t、≤0.5 kg/t。

2）稳定焦炭质量，保证焦炭的冷热强度达标，以确保焦炭在炉内的骨架作用。

3）稳定喷吹煤结构，少用高硫煤或燃烧性和反应性不好的煤种，保证煤粉在风口带完全燃烧，降低未燃煤粉在炉内的残留。

4）加强炉料的筛分管理，制定了筛网使用、控制和检查更换制度，并建立台账，达到控制焦炭和烧结筛分速度分别为≤25 kg/s 和≤28 kg/s，从而确保入炉烧结矿＜5 mm 的粒度所占比例在5%以内。

5）做好混料工作，通过控制斗门大小、放料顺序、报警提示等手段实现烧结、球团、块矿、焦丁均匀混合。

2.2 调整操作制度

2.2.1 热制度

炉温直接反应炉缸工作的热状态，冶炼过程中控制充足而稳定的炉温，是保证高炉稳定顺行的基本前提。面对原燃料质量不稳定，高炉炉温按0.50%～0.65%进行控制，提高炉缸热量储备增强炉况抗波动能力，同时物理热也保证在1 500 ℃以上。

2.2.2 造渣制度

造渣制度应适合于高炉冶炼要求，有利于稳定顺行，有利于冶炼优质生铁。2018 年，考虑到铁水流动性和排碱的需要，炉渣碱度进行下调0.05，控制1.10～1.15，同时铁水中硫的质量分数控制在0.020%到0.040%之间。此外，为降低碱金属危害进行常态化排碱，每周进行碱平衡计算，检验排碱效果。

2.2.3 送风制度

风口是煤气的发源地，对初始气流分布起着重要支配作用，确定合理风口面积，是维持较高风速和适宜鼓风动能，确保吹透中心，实现合理的下部操作制度的关键[2]。2017 年，逐步统一风口尺寸为560 mm×Φ118 mm，风口面积较之前增大0.016 5 m2，为增加风量和氧量提供了条件，风量由4 800 m3/min 提高到4 950 m3/min，富氧率由3.3%提高到3.6%，标准风速和鼓风动能均相应增大，有利于吹透炉缸中心，减少死焦堆。同时对于一些上翘严重的中套，利用年修的机会进行更换，达到圆周气流和操作炉型稳定的目的。

2.2.4 装料制度

本着“高炉稳定靠中心气流，指标靠适当的边缘气流”的思路，矿石平台宽度和中心焦量保证是这次主攻方向。2017 年7 月，高炉通过程序成功控制焦炭放料，该程序实现溜槽布完倒数第二个焦角时关闭料流避免焦炭落到环带，溜槽到达最低焦角再重新打开料流布料，能够最大限度地把焦炭布到中心，量化中心焦炭量。中心焦量保证后，增强了中心气流的强度和力度，根据加入10%的中心焦时，煤气利用率降低3.17%，当加入20%的中心焦时，煤气利用率降低6.34%[3]，为兼顾煤气利用率情况，通过不断实践，焦炭制度K404383352322291261131能够长期使用。

矿石平台宽度调整经历时间较长，总体思路是当压量关系紧张时，矿石平台搓堆减环；当压量关系适当时，矿石平台拉宽增环。2017 年，矿焦基本呈负-1°，矿石平台宽度在8°，矿批66 t 左右。进入2018 年，开始尝试同角布料，以装料制度P383363343322302K404383352322291261131 作为基础，不断寻找合理的矿石平台。先使用制度P401383363342322302 进行实践，观察高炉参数变化情况，炉况接受后有步骤地扩大批重，并观察十字测温边缘温度变化，出现温度大于150 ℃，及时采取压边措施，在保证矿石平台宽度基础上增加最外环矿石圈数，最终形成装料制度P402383363343322302K404383352322291261131，批重70 t，负荷4.50～4.60。

2.3 强化出铁管理

日常操作中，炉前渣铁的排放是否及时，直接关系到炉况顺行和技术经济指标的提升。随着产量不断提高，炉前出铁模式做了相应调整：确定1 号、3号铁口作为主出铁口，2 号铁口备用，并严格控制修沟时间在3 天以内；量化炉前操作，开铁口钻头由50 mm 变为55 mm 或60 mm，打泥量由2.5 格调整为3.0 格，控制出铁间隔在15 min 以内。此外，加强与外围的沟通，为高炉生产创造良好的外部环境，通过与运输沟通，炉前拉对罐时间间隔较之前缩减5 min，极大地减少带铁堵口次数。

3 实施效果

通过对制约高炉强化冶炼因素进行调整，取得较好实施效果。2018 年高炉平均日产大幅上升，其中11 月创造平均日产7 201 t 的好成绩，其他各项指标也有不同程度进步，见表1。

4 结论

1）高炉强化冶炼是一个系统工程，需要多方面分析制约的因素，措施要有针对性。

2）原燃料质量与高炉强化冶炼息息相关，高炉只有先解决原燃料稳定问题，才能为强化冶炼创造条件。

表1 2013 年—2018 年柳钢2 650 m3 高炉主要指标情况

3）强化冶炼过程中合理气流是关键，上下部调剂要匹配，下部是基础，上部是保证，操作实践时要尽量稳定焦炭平台，调整好矿石平台，同时配以大风量、大富氧，使得两道气流合理分配。