对集团公司3#高炉及部分冶炼知识的理解

胡鹏

摘要：高炉炼铁工艺相对复杂，固有一定规律可循，但当炉况出现波动并无照搬的程序適用，一定程度上操作者根据炉况具体变化采取相应措施，恢复处理时间或短或长。当炉况长期处于波动状态，以致于使得部分操作者失去耐心，采取了极端或相悖的措施，久拖不愈，效果不佳。当砌筑炉型自身存在缺陷、布料器存在缺陷亦或冷却设备漏水等因素存在，炉况出现波动后的恢复时间则更难估计。

关键词：炉型;炉料;装料制度;送风制度;冷却系统

一、我集团公司3#高炉相关问题描述

我集团公司3#高炉于2007年9月投产，至今历经了2008～2009年多次严重失常，期间多次炉皮跑火，被迫于2010年初扒炉缸重新开炉。因检修期间炉缸烧穿，于2010年8月大修，此次大修炉腰炉腹部位更换使用了铜冷却壁，大修后因炭砖质量问题炉缸温度高威胁安全生产，被迫于2011年11月再次停炉大修，此次大修炉缸炭砖使用了兰炭。2017年12月，同样存在炉缸温度高且炉缸严重堆积，吨铁燃耗指标较差，再次大修，开炉至今。此次大修增加了炉体冷却强度，使用了西格里炭砖，风机提高了防喘压力等级。3#高炉自新建到2017年的大修，没有更换炉皮，炉身上部冷却壁没有更换。

在最后一次大修筑炉期间，发现南铁口处炭砖应有50～80mm的环缝不能保证，炭砖与冷却壁顶砌，其它部位亦不均匀。因铅锌、碱金属富集等因素，多次出现过中套上翘变形，风口部位冒煤气，对向风口中心线相交点误差难以保证符合砌筑规范;因曾多次出现炉皮跑火、栽棒以及多次降料面等因素，高温段及炉身中部径向偏差难以保证符合砌筑规范。受制于管理欠缺以及技术手段欠缺，相关数据没有实际测量。因炉皮变形导致的炉型不规则客观存在，3#高炉日常操作炉型难以维持以及出现炉况波动后恢复难度大、恢复时间长，与此应有一定关系。

二、对部分相关专业知识的理解

结合所学专业知识及自身经验，对1080m³级高炉使用原料质量及相关操控要点作如下梳理记录。

1.建议1080m³高炉使用的原料质量控制范围

（1）焦炭

2.对部分相关专业知识的理解

（1）批重大小

高炉操作者普遍认同增加批重可减缓界面效应，有利于提高煤气利用率及增产节焦。多数人也认同增加矿批可抑制中心气流发展，但这与当前多环布料的生产实际有相悖之处。此理论的提出是普遍使用钟式炉顶期间，基本可视为单环布料，炉喉间隙不变，随着矿批增大，炉料堆尖向中心滑移，故起到了抑制中心的作用。由于多环位炉料量同时增加则对抑制边缘和中心气流起双重作用。在出现中心气流偏强或中心过吹时，以扩大矿批抑制中心气流的操作往往起到相反作用，缘由应与上述分析吻合。

（2）料线

通常情况下，料面到炉喉钢砖上沿留有一批料的空间对应的高度设定为料线。使用正常料线可提高炉容利用率，增加炉料在炉内预热时间，有利于节焦增产，日常操控要尽量避免出现亏料线作业，逢亏料线，应赶齐料线在前加全风在后。

我公司1080m³高炉39吨矿批对应的上限料线为1.12米，故，同行业先进企业同立级高炉使用了1.20米料线。

31.4÷28=1.12，批料体积÷1米高炉对应的体积。

（3）矩阵宽度

结合我公司3#高炉生产实际、参照周边企业做法，环宽通常控制在10±2°。焦炭角度略大于矿石角度0.5°或1°，K40、38、36、34、32、30、28，属较宽坏带，结合原燃料质量、煤比高低，尤其在提煤比过程中，应适当收窄环带，其中永锋钢铁高炉环带8°，煤比长期175公斤，且吨铁燃料比做到520公斤或以内。鑫华高炉环带较宽，吨铁煤比约150公斤，吨铁燃耗略高，同时考虑原燃料波动、操控因素，长期看，炉况稳定程度较永锋略差，尤其表现在2017年12月上旬，鑫华钢铁采取强压边降焦比的措施提产，以致于气流分布失常，加之恢复期加风过激，炉况失常，造成严重炉凉，损失较大。

首钢高炉开炉后长达近2年炉况不顺，而后使用如下矩阵，且原燃料质量优良（用了焙烧球团）。K39.5、38、36.5、35、33.5、31.5、33.5，圈数：3、3、3、3、2、2、1;J40、38、36、34、31、28、20、9，圈数：4、3、3、3、3、2、1、 5.5，采用了中心加焦。

（4）矩阵角度大小

正常情况下，我公司1080m³高炉矩阵角度≥36°，在恢复炉况期间，一味缩小角度同样不能取得效果，这偏离了布料规律，即布料堆尖偏离出炉喉半径1/2之外的位置。2010年在1#1080m³高炉开炉时测量的1.6米料线，炉喉半径1/2位置对应的矩阵角度约27°，我公司两座1080m³高炉炉型基本一致，3#高炉可参考。矩阵角度<34度时，应考虑原料质量、炉缸等方面是否存在影响顺行的因素，不能无限制缩小角度。

（5）风口配置

风口选型应主要考虑两个方面，一是原燃料质量情况，二是炉缸耐材侵蚀及冷却壁破损情况。目前我公司3#高炉风口直径全部为115mm，长度490mm。随着炉役增加，同时考虑便于维护铁口，可在检修休风时，将铁口上方对应的4个风口加长至510mm。

风口设置可以参考1200以下炉子长度安炉缸直径6%～6.5%1200～2500按5.5%～6%，2500以上的按5%～5.5%。

（6）冷却制度的确定

冷却器的水量与高炉热负荷适应。风口大套温差3～5℃、风口中套3～5℃、风口小套≯10℃、炉缸冷却壁<4℃、风口带冷却壁4～6℃、炉腹冷却壁10～16℃、炉腰冷却壁10～14℃、炉身下部冷却壁10～14℃。

我公司高炉常出现的异常炉况是炉墙粘结、炉缸堆积。当炉况出现上述情况时，初期采取调整料制、轻负荷尚有一定效果，若处理不当，延缓了恢复进程甚至进一步恶化炉况，则应慎重使用风量。加全风量是恢复炉况的目标、是追求的结果，但应清醒的认识到是不是有效风量，风量有效做功则可行，加了风若不做功则会做怪，会破坏操作炉型，进而延缓进程，致使反复。

参考文献：

[1]《高炉炼铁生产技术手册》作者：周传典、冶金工业出版社2002/08

[2]《高炉炼铁》作者：宋永清、任淑萍、冶金工业出版社2016/02