焦炭劣化对炉况的影响

周 松

（华菱湘潭钢铁有限公司，湖南 湘潭 411101）

湘钢4号高炉炉容为1800m³，采用了并罐无料钟炉顶、下置软水密闭循环冷却系统、TRT余压发电系统等一系列先进技术。由于近几年湘钢新建两座高炉，产能扩大导致公司自产焦产能不足缺口大，2015年3月份前4号高炉有大约30%为自产焦，但新3号高炉投产后4号高炉改为全用外购焦。因此，必须依靠大量外购焦，但其质量不稳定，特别是焦炭的水分、灰分、M40、热强度CRI、反应后强度CSR等指标较差，给炉况造成一系列的影响[1]。

1 焦炭劣化对高炉各系指标的影响

1.1 入炉焦炭技术指标

2016年1月起4号高炉采用全外购焦，外购焦品种较多，倒换频繁，同时每班有20%～30%的B类焦，质量较差，对高炉炉况发生了较大的变化。入炉焦的各项指标如表1所示。

表1 湘钢4号高炉2016年入炉焦炭的主要指标

由表1可知，焦炭性能的变差主要体现在热反应性CSR及反应后强度CRI，入炉焦炭的反应性明显增强，导致在软熔带区域有30%～40%的焦炭与CO2反应，焦炭的气孔壁变薄，反应后强度下降，块焦减小明显。由于软熔带块焦的减少导致中心料柱的透气性变差，气流不宜吹至中心，中心气流减弱。煤气量热量难以传递至中心料柱，加剧了死料柱变大趋势，高炉料柱的透气性变差，对高炉入炉风量造成较大的影响。同时中心死料柱的增大会使炉缸的活跃性降低，高炉悬料次数增多，风量不足，风口易烧坏等，造成炉况难行[2]。

1.2 风量产量的影响

从二月份后焦炭逐渐劣化，炉况逐步恶化，产量严重下滑，从1月的平均每天4506t/d下降至12月平均每天4134t/d。风量的稳定性较差，逐步萎缩至12月的3548m3/min。

表2 焦炭劣化后对风量产量的影响

1.3 对热制度的影响

焦炭热性能变差后对铁水中Si的控制难度加大，Si偏差大，Si稳定率下降，铁水温度波动也随之加大。从2016年1月～6月的Si偏差可以看出操作工长对于Si的控制难度较大(如图1所示），Si偏差最大时达到0.255。一天中Si最高达到0.72，最低至0.27。

图1 1月～6月四高炉铁水Si偏差

1.4 对炉缸活跃性的影响

对炉缸的活跃性影响最直接的就是炉缸中心温度降低（如图2所示），风口损坏的个数明显增多，全年风口烧损18个，在风口烧损后不能及时进行更换，进一步加剧了炉缸的不活跃性。如3月9日因风口烧损达3个，大量向炉内漏水，高炉被迫休风处理。但在送风恢复过程中压拐悬料，拉风坐料不下导致炉况波动，用4天时间才将风量恢复至3730m3/min。（如图3所示）。

图2 炉缸中心温度

图3 风口损坏后炉况失常恢复时间

2 焦炭变差时的应对措施

在焦炭变差后降低焦炭负荷，焦炭负荷最低退至3.78。控制好煤比使煤比不超过130kg/t，煤比超过后调负荷0.05～0.1以保证炉况的顺行。槽下加强清筛工作，每两小时必须清理焦炭筛一次。因使用外购焦有性能不一的，固定一种较好的焦炭比率，较好的焦炭布料时放在中心与边缘，保证中心与边缘的气流稳定。

2.1 上部装置调剂

焦炭性能变差保证中心气流尤为重要，其中布料矩阵的调整最为关键。4号高炉在2016年整个矩阵的摸索调整中，主要有经过了以下几个阶段。

（1）第一阶段。焦炭开始变差时增加布料时的中心加焦量，一月主要的料制演变如下：

（2）第二阶段。二月至三月焦炭质量再次变差，风量萎缩产量减少，高炉燃料比逐渐升高，同时中心变弱。为了稳定中心气流。第二阶段主要料制演变如下：

次阶段调整后逐步稳定了中心气流，对炉况的稳定起到了一定的作用。

2.2 组织好炉前渣铁排放

在焦炭变差后炉缸活跃程度降低，出铁难度也在加大，铁口易漏不能钻透，出铁时间时长时短，同时卡焦现象频繁。炉前技师制定以下方针。①若铁口红点大则降低开口速度将透点处凝死后将铁口钻穿。②关注卡焦现象，发现卡焦及时透开，防止憋渣铁。③增加出铁次数，使炉缸环流增大以达到活跃炉缸的目的。④保证合理的铁口深度。

3 结语

（1）入炉焦炭质量劣化对高炉影响极大，首先风量的稳定性变差，炉缸的活跃程度变差，破坏炉内煤气流分布，影响高炉稳定顺行。在原燃料变化时要及时关注炉缸中心温度，坏风口的损坏程度，炉前的出铁状况等变化，及时采取措施，避免炉况恶化。

（2）原燃料对炉况的影响存在一个较长的作用周期，要重视原燃料的管理。

（3）在原燃料变差后要保证一定的中心气流及边缘气流，以保证炉况的稳定性。

（4）原燃料变差影响炉缸活跃性时要组织好炉前的渣铁排放。

（5）通过以上措施方能有效的改善高炉工作状态，达到稳定炉况的目的。