宣钢1号高炉长期顺稳实践

苏爱民

（河钢集团宣化钢铁公司， 河北 张家口 075100）

宣化钢铁公司1号高炉于2008年3月15日送风点火，到2018年底已经连续顺行稳定生产了10年多的时间，取得了同类型高炉中较好的成绩。

1 1号高炉焦比情况

1号高炉2018年11月前入炉焦比在360 kg/t左右，进入12月后逐步加重焦炭负荷，焦比逐步降低，至2019年2月份焦比降至337 kg/t，如图1所示。

图1 1号高炉焦比变化趋势

2 干焦配加技术

宣钢1号高炉长期顺稳，最主要的就是干熄焦炭的应用。焦炭在高炉冶炼中除了提供大部分反应热量和矿石还原剂，最重要的作用是担当料柱骨架。随着宣钢1号高炉喷煤比提高和焦比降低，对焦炭质量提出了更高的要求。为确保高炉有良好的透气性和透液性，确保炉缸工作均匀、活跃，保障高炉顺行，宣钢1号高炉经过几次焦炉检修期间的生产实践总结，逐渐形成了成熟的干熄焦配加方案。在料场存一定数量的干熄焦，以备迁焦干熄焦生产系统发生故障或年修时保高炉干熄焦配比稳定。同时，将干焦比例和焦炭负荷进行对应，以保干焦比例发生变化时高炉负荷调整有章可循[1]。

3 焦炭质量波动时负荷调整情况

经过几年生产实践，总结出了焦炭质量波动对宣钢1号高炉影响程度的量化指标。在日常生产时，根据原料管理专业和生产调度反馈的信息，确认焦炭质量发生波动并且在短期内无法好转的情况下，宣钢1号高炉根据焦炭质量对负荷影响程度，根据宣钢高炉制定的“攻守退”措施，提前调整焦炭负荷，积极主动适应外围条件的变化，保障高炉的稳定顺行。

4 炉料结构优化

通过对宣钢高炉用烧结矿、球团矿、块矿的冶金性能进行了系统测试，包括低温还原粉化性、还原性、荷重软化性和荷重熔滴性，同时，对烧结、球团、块矿按不同比例搭配形成的混合炉料进行了冶金性能测试。

5 雨季生产保高炉顺稳

宣钢1号高炉采用自然湿度鼓风。大气湿度的波动将会引起风口火焰温度的波动，从而影响高炉炉况的稳定。宣化地区冬季与夏季空气湿度相差较大，最大差别在18 g/m3左右。宣钢炼铁技术人员分析了空气湿度变化对高炉的影响，将实际情况与理论计算进行对比分析，采取了定量调剂的措施来应对雨季由于空气湿度变化对高炉的影响，保证高炉炉况的长期稳定顺行[2]。

在雨季生产时，从炉内操作和外围管理两个方面加强管理，保持了雨季生产的高水平稳定。炉内操作方面主要从稳定理论燃烧温度和动态调节生矿比的角度出发，随着大气湿度的增加，积极调整入炉氧量，维持理论燃烧温度在2080～2150℃之间，有效防止了炉缸亏热造成炉缸堆积现象的发生。除此之外，采取动态调节生矿比技术，根据大气湿度的变化和炉况的表现，积极调整生矿比做好适应。外围管理方面主要在雨季加强生矿的筛分工作，并对筛子进行了改造，提高筛分效率，加强上料岗位的巡检工作及时清理筛网。

6 检修快速恢复

通过多次检修及恢复的实践，总结出了重负荷下炉况快速恢复技术。生产实践表明，恢复炉况的影响因素主要有以下三点：一是停风前高炉的顺行状态；二是开风口速度；三是合理的煤气分布。因此，为了快速恢复炉况，必须做好以下几点休风前的准备工作：确保顺行，消除崩料、滑料等异常炉况，使炉料在高炉内保持合理、有序的分布，确保高炉在送风后的料柱整体透气性，有利于形成合理的软熔带形状；休风前必须确保炉温充足，w（Si）保持在0.45%以上，物理热在1500℃以上；调整好合理的煤气流分布和料面形状。

在以上基础工作做好的前提下，停复风过程主要做好以下几点工作：

1）根据计划休风时间采取提前2个班分步退负荷的方式，退负荷总量控制在0.6左右；

2）提前一个冶炼周期根据休风时间长短加入1～4批附加焦，安排好最后一次出铁时间，确保渣铁排放干净，附加焦在休风时下达到炉腹或炉腰部位；

3）尽量晚停煤，一般在减风时才开始停煤，这样可以保证停风时重负荷料亏热，保证了炉缸热量充足；

4）由于全风全氧进行捅风口作业存在很大的安全隐患，并影响恢复进度，为了快速恢复，送风时采取全开风口送风；

5）配合全开风口上风快的特点，及早给煤给氧，一般在送风后2个小时内给煤，4小时内回全氧；

6）通过与加风的配合保证附加焦在第一次铁后期发挥作用，避免了送风恢复过程炉温由热→凉→热的过程，缩短了恢复进程。

从总体装料制度上来看主要呈现以下几个特点：矿石基本维持4档布料，焦炭维持6档布料；坚持大矿角、大焦角的方针，逐步将焦炭角度外扬，保持合理焦炭平台宽度和适宜的中心大漏斗；矿石角度也逐步外扬保证中心开放；保证平均矿角大于平均焦角，维持合理的矿角角差，以角差2°左右较为适宜，保证煤气中心开、边缘稳的局面；矿焦角差逐步增大，平均矿角和平均焦角存在一定关系，当平均矿角增大的同时平均焦角也应该增大，反之亦然。通过调整装料制度实现1号高炉边缘发展的倒V型软熔带。

7 热风炉自动烧炉技术

高炉生产中风温的提高可以有效的促进煤粉燃烧，提高理论燃烧温度，进而替代部分焦炭起到热源的作用。宣钢1号高炉随着喷煤量的加大，势必会降低风口前理论燃烧温度。为了保证充足的炉缸物理热，宣钢1号高炉高风温实验也为煤比的提高提供了保障。宣钢1号高炉热风炉设计风温为1250℃，由于已经超过设计能力，为保证高风温技术攻关的顺利开展，安装了自动燃烧控制系统并对热风炉进行了仿真研究，在加强对煤气流的控制、强化中部调剂，延长炉身寿命。炉身、炉腰及炉腹下部是软熔带所在的部位。随着炉身下部、炉腰、炉腹均采用铜冷却壁的先进冷却方式，以及采用硬质材料压入，炉身上部又能进行喷补等技术的应用，炉身部位寿命有了明显的改观。宣钢在先进的炉身冷却设备基础上，结合生产实践总结出了一套高炉强化冶炼条件下对炉身部位的维护措施。

炉况不稳会产生局部边缘煤气流，炉身遇到强大的瞬间局部煤气流冲击时，因来不及交换热量，炉墙砖衬温度场必然要发生大幅波动，产生的热应力极易导致砖衬破裂、脱落。改变上部煤气流二次分布对高炉炉身中上部长寿起到了较为重要的作用，但起决定性影响的因素是炉缸区域初始煤气流分布。长期强化冶炼生产必须要活跃炉缸，使得初始煤气流分布及中上部煤气流再分布更加合理。

在炉身下部、炉腰及炉腹部位形成稳定的渣皮是高炉最好的致密保护层。宣钢高炉注重中部调剂，通过控制适宜的冷却强度达到炉体热负荷相对稳定，形成一定厚度的渣皮保护层保护炉体。

8 效果

通过以上措施，1号高炉实现了长周期稳定顺行，各项经济技术指标不断改善，见下页表1。

9 结论

宣钢1号高炉通过强化原燃料动态管理和信息化管理，确保原燃料信息的及时性和准确性，研究了调整后的炉料结构变化为高炉顺行带来的影响，实现人员和炉况双掌控。强化原燃料筛分管理工作，为高炉的稳定顺行打下坚实的基础。

宣钢高炉以稳定顺行为前提，探索了高炉在重负荷、大喷吹、高富氧条件下的冶炼规律，通过优化炉料结构、探索平坦式布料规律，控制一次煤气流的分布、稳定热制度等操作技术，提高了煤气利用率，提高了煤比、降低了燃料比。

表1 宣钢1号高炉2018年至2019年2月的各项指标