高爐復合式多環布料探索與實踐

任利民牛衛軍，2周志雄付林林韓宏君司力功

(1.安陽鋼鐵集團有限責任公司;2.武漢科技大學)

高爐復合式多環布料探索與實踐

任利民1牛衛軍1，2周志雄1付林林1韓宏君1司力功1

(1.安陽鋼鐵集團有限責任公司;2.武漢科技大學)

針對永通公司兩座無料鐘高爐使用球團礦配比較高的爐料結構，探索了無料鐘爐頂的布料操作方法，通過使用復合式多環布料，高爐主要技術經濟指標明顯改善。

高爐 復合式 多環布料

0 前言

安鋼集團永通公司現有兩座中小型高爐，分別為1號高爐420 m3;2號高爐580 m3。其中2號高爐在2007年首次建成，為永通公司歷史上第一座無料鐘爐頂高爐;1號高爐在2010年大修時也改為無料鐘爐頂的形式。兩座高爐爐料結構中球團礦配比較高，對高爐無料鐘布料提出了較高的要求。永通公司通過對比分析國內外部分高爐高配比球團條件下的布料調整，不斷探索與實踐，找出了適合永通公司爐料結構特點的高爐布料方式，在高爐上使用組合式多環布料裝料制度。兩年來的生產實踐表明，高爐充分發揮了無料鐘爐項的優勢，風壓和風量關系改善，煤氣利用率提高，綜合焦比降低，實現主要技術經濟指標明顯改善。

1 高爐爐料結構

各鋼鐵廠的情況和礦源不同決定了其不同的高爐爐料結構。國外歐美高爐球團礦使用比例一般都較高，其中一部分高爐使用熔劑型球團礦，如美國AK Steel公司Ashland.KY廠Amanda高爐熔劑球團礦比例為90%以上;另一部分高爐以酸性球團礦為主，配比一般在70%以上［1］。

永通公司原料系統現有兩臺39 m2燒結機，三座8 m2球團豎爐。燒結產能嚴重不足，而且燒結小粒度組成偏高和轉鼓強度差(見表1)，均不能滿足煉鐵高爐需要。高爐爐料結構，一直是采取高配比球團礦的形式，正常情況下球團礦比例在45%左右，有時甚至達到50%以上(見表2)。

2 無料鐘布料的方法探索

表1 永通公司燒結礦小粒度組成及轉鼓指數

表2 永通公司高爐爐料結構

2.1 無料鐘布料要求

無料鐘高爐布料原則:布料平臺+中心漏斗的料面形狀［2］。在高爐設備、原燃料和下部條件一定時，高爐順行好壞主要由裝料制度決定。對于控制高爐煤氣流，要求高爐布料實現:“控制邊緣，打開中心，穩定中心，照顧邊緣”，這個思路便于高爐保持長期穩定順行，提高抵抗原燃料變化的能力，維護合理操作爐型和長壽生產，也是優化指標的基礎。

2.2 使用高配比球團礦的布料特點

球團礦具有粒度均勻、滾動性好、堆角小的特點，在高爐內的分布與燒結礦有不同之處。對于燒結礦，正裝發展中心，倒裝發展邊緣;但是當使用高配比球團礦時，一般出現以下現象:

1)球團礦易滾向高爐中心，易加重中心的礦焦比。這一傾向隨球團礦配比進一步增大而更明顯。

2)隨球團礦配比增多，邊緣區域礦焦比降低，同時會出現布料料層傾斜角降低。從而使邊緣的煤氣流增加。

這種爐料結構下，尤其在爐料粒級普遍偏小，在使用傳統的無料鐘布料制度時，由于球團礦的滾動性和穿越性好，以及爐料成分和質量波動，導致高爐邊緣氣流和中心氣流穩定性差，爐況經常產生波動，塌滑料、懸料、甚至爐況失常較多，致使高爐的生產一直處于不穩定的狀態，各項指標也難以持續優化。

2.3 傳統無料鐘布料分析

使用傳統的高爐無料鐘布料制度時，都是從最外環開始布料，然后由外到里分為幾個環帶(即α角)，分別按既定的圈數布料，爐料在爐內初始分布如圖1所示。

圖1 高爐無料鐘多環布料爐料在爐內初始分布

球團礦自然堆角小，僅24°～27°，而燒結礦自然堆角為31°～35°［3］。因球團礦滾動性好，安息角小，使爐料在高爐布料時易于布向中心和邊緣，當球團礦作為高爐主要爐料時會引起高爐料層分布不均勻，會造成高爐兩股煤氣流逐漸減弱。

料罐往爐內放料時，由于漏斗效應，粒度較小，密度較大的球團礦和小粒度的燒結礦先入爐，而粒度較大的燒結礦和密度小的焦丁后入爐。如果按照傳統無料鐘布料，以料制為例，爐料在爐內爐喉分布的狀況如圖2所示。

圖2 在傳統無料鐘布料時爐料在爐內的分布示意

使用傳統布料制度時，高爐原料粒度較大的容易滾向中心，這樣對保持中心氣流的暢通有利。但是，邊緣的爐料穩定性很差，礦焦比不穩定，這就造成邊緣氣流不穩定。尤其在爐料粒度組成變差，或上落地料時，邊緣容易壓死，這時候去調整邊緣氣流，很容易產生“一壓就死，一放就穿”的兩難處境，高爐操作調整難度較大。

3 復合式多環布料制度的應用與實踐

3.1 復合式多環布料方式的確定

針對兩座高爐自身設計情況及現有高爐原燃料特點，分析高爐開爐以來的生產數據，對比兄弟廠家的成功生產經驗，結合現場生產實踐，摸索出了適合永通公司爐料結構的布料新技術:復合式多環布料制度，即擯棄了傳統的無料鐘爐頂布料第一環先布最外環、然后由外及里的布料方式，采用先布中間環帶，然后再布最外環→中間環帶→里環→中間環帶的復合式布料方式，操作方式是把粉末和小粒度爐料布到中間環帶，減少爐料粒級和堆角對爐料在爐內的分布影響，便于形成合理的料面形狀，使上部裝料制度與高爐各項操作制度相匹配，穩定邊緣和中心兩股煤氣流，既保證了高爐的穩定順行，又利于提高煤氣利用率，達到了降低燃料比的目的。

3.2 復合式多環布料方式的實際應用

圖3 使用復合式布料時爐料在爐內的分布示意

復合式布料制度能很好的解決了球團配比高的問題。由于先布中間礦帶，起到了阻擋的作用，減少球團的滾動，邊緣礦量就很穩定，穩定了邊緣礦焦比，而且粒度也不是最小的。粉末和小粒度爐料布到中間平臺，把較好的爐料布到高爐焦炭平臺的邊緣和中心，來保證穩定的邊緣氣流、強勁有力的中心氣流，從而提高高爐的適應能力。這種方式布料相對于傳統式布料的另一個顯著應用效果就是:消除了誤操作和設備故障情況時布料對爐況的不利影響，當手動下料和α角故障時，布料程序都是執行的第一環，這樣如果用傳統布料方式，所有的礦一下子全布到邊緣，很有可能把邊緣氣流壓死導致爐況難行，甚至懸料。但是用復合式布料制度后就很好地避免了這個問題，最大程度彌補了手動下料或布料圈數不精確給高爐帶來的影響。

4 實踐效果分析

通過對高爐布料方式的不斷探索，1號和2高爐高爐均改為復合式多環布料。以2號高爐為例，裝料制度由改為后，高爐使用了復合式多環布料裝料制度后，高爐煤氣流逐漸趨于穩定，塌滑料現象大大減少，高爐風壓風量平穩，爐況穩定順行，經濟技術指標得到明顯改善。永通公司2號高爐爐布料制度調整前后經濟技術指標對比見表3。

表3 永通公司2號高爐爐布料制度調整前后經濟技術指標對比

由表3可以看出，2號高爐應用復合式多環布料裝料制度后，高爐利用系數提高0.06 t/m3·d，綜合焦比降低10 kg/t，煤氣利用CO2提高0.78%。另外，還降低了爐體溫度，減少了冷卻壁的損壞率，利于延長高爐壽命。

5 結語

針對高配比球團礦爐料結構的實際情況，通過分析高爐無料鐘布料的特點，探索限制性影響因素，應用復合式多環布料裝料制度，提高了永通公司高爐適應高配比球團礦爐料結構的能力。

應用復合式多環布料制度，有利于高爐在爐內形成合理的料面形狀，使上部裝料制度與高爐各項操作制度相匹配，穩定邊緣和中心兩股煤氣流，維護高爐穩定順行。實踐表明，通過應用復合式多環布料制度使高爐主要技術經濟指標得到明顯改善。

［1］易可.國內外高爐球團礦使用比例.燒結球團，2008，33(4):53.

［2］杜鶴桂，郭可中.高爐無鐘布料的重要環節—平臺的形成［J］.煉鐵，1995，14(3):33－36.

［3］周傳典主編.高爐生產技術手冊［M］.北京:冶金工業出版社，2003:45.

EXPLORATION AND PRACTICE ON COMPOSITE MULTI－CIRCLE DISTRIBUTION OF BLAST FURNACE

Ren Limin1Niu Weijun1，2Zhou Zhixiong1Fu Linlin1Han Hongjun1Si Ligong1
(1.Anyany Iron and Steel Group Co.，Ltd;2.Wuhan University of Science and Technology)

In view of the burden structure with high ratio pellet used in the two blast furnaces with bell－less top，material distribution without bell is explored.The main technical and economic indexes are improved significantly on the basis of composite type multi－circle distribution.

blast furnace composite type multi－circle distribution

2012—1—16