論唐鋼中厚板2#高爐操作思路的轉變

李明　岳紅　馬瑞棟

(河北鋼鐵集團 唐鋼公司 煉鐵部)

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論唐鋼中厚板2#高爐操作思路的轉變

李明岳紅馬瑞棟

(河北鋼鐵集團 唐鋼公司 煉鐵部)

2009年1月至2010年5月中厚板2#高爐一直處于波動狀態，不能實現長時間的穩定。2010年6月后高爐操作制度進行了很大的調整，基本原則是由同時發展邊緣和中心到穩定邊緣、開放中心，在爐況穩定時再適當規整中心，提高煤氣利用率，降低消耗。

操作思路料制調整燃料比

0　前言

唐鋼中厚板2#高爐在2009年1月至2011年1月兩年多的時間里不能保持長周期穩定順行。2010年6月之前兩股氣流都存在一定的問題，渣皮的頻繁脫落造成了裝料制度與熱制度、冷卻制度的并不完全匹配，爐缸對爐溫(物理熱)要求高，上指標困難。所以2010年6月操作制度開始大幅度調整，之后高爐進入料制調整、摸索及跑爐型階段。

1　高爐爐況

料制調整之前爐況主要表現：壁體波動，燃料比525 kg/tFe～570 kg/tFe，爐缸的活躍程度極易變差，對原燃料及外圍波動的適應能力脆弱。主要問題是兩股氣流不匹配，表現在原燃料質量的不穩定與高爐順行之間的矛盾上。焦比、煤比、燃料比趨勢如圖1所示。

2　操作思路的轉變

2010年6月前依據原燃料狀況，高爐生產走中心和邊緣兩股氣流同時發展的操作思路。這種相對寬松的控制氣流方式，有力的保證了當時狀況下高爐的順行，但是煤氣利用率低，爐缸蓄熱能力差，原燃料突然大幅度波動，爐況易出現失常。

圖1　焦比、煤比、燃料比趨勢

2010年6月高爐操作調整了控制思路，氣流兩股同時發展向抑制邊緣氣流開放中心氣流的方式轉變。

2010年10月嘗試改變中心焦圈，將開放的中心氣流規整成穩定﹑狹窄﹑強烈的中心氣流，以完成提高煤氣利用降低燃料比的目標。此后高爐進入料制調整、摸索及跑爐型階段。

3　調劑手段及過程

3.1裝料制度

上部料制采取措施：擴大礦批，抬角度，擴大檔差。2010年6月以前礦角和焦角的加權平均值一直保持穩定在30.5 °和29.5 °左右。檔差較穩定(爐況失常除外)，而角差則處于緩慢增長中，在此期間曾在當時的原燃料條件下嘗試擴大角差，抑制邊緣氣流以提高煤氣利用，期間也取得了一定的效果，但是由于各方面的影響(主要是原燃料及渣系(渣中Al2O3高影響)爐況波動了幾次。2010年6月以后高爐的操作制度調整過程中嘗試的步伐不斷加大，在原燃料狀況略好轉后礦角加權平均值逐漸加至32.8 °，焦角加權平均值逐漸減至26.2 °，并保持了相當時間的順行穩定。各個時期裝料制度如圖2、圖3所示。

圖2　不同時期加權礦角、加權焦角

圖3　不同時期角差、檔差

2010年6月料制調整前十字測溫最低溫度基本上都在第四環，第三環和第五環溫度略高于第四環，雖然最外環溫度較高，但是整個中心帶較窄，頂溫也在較穩定的范圍內。2010年6月料制調整后，隨著抬角抑制邊緣，逐步加重邊緣負荷，角差拉大，十字測溫最低溫度趨向于邊緣即最外環和第五環，雖然邊緣氣流得到控制，但從第四環到中心溫度呈上行趨勢，致使整個中心帶較寬，頂溫也有所下降(如圖4所示)，這很有可能影響到除塵系統。在此種情況下，2010年6月至10月4日完成了檔位(礦焦檔分開成5檔和6檔)、焦圈的調整后，在穩定焦圈大小和焦平臺位置基礎上尋找合適的礦圈及負荷。隨后礦焦圈基本穩定后，嘗試改變中心焦圈，由4.5圈減到4圈，將開放的中心氣流改造成穩定﹑狹窄﹑強烈的中心氣流。

一系列調整后煤氣利用率有所提高，燃料比有下降，但是爐況接受能力仍差，具體表現在風壓波動，壓差上升，透氣性變壞，說明爐缸沒有達到全部活躍狀態，整體料柱透氣，透液能力差，仍需要用中心焦量來保證爐況的順行，進一步活躍爐缸，改善整體料柱透氣，透液能力[1]。

圖4　十字測溫趨勢圖

在中心負荷及邊緣負荷同時變化時中心負荷是引起煤氣利用變化的主要因素。而當中心負荷較穩定的時候影響煤氣利用好壞就由邊緣負荷決定，在10月4日以后，中心負荷穩定在1.4左右，此時邊緣負荷的輕重直接影響到了煤氣利用的好壞(圖5所示)。

圖5　中心負荷、邊緣負荷以及煤氣利用率趨勢

3.2送風制度

高爐生產過程中通過調整風口面積以及風口有效長度來適應不同時期的風量，使高爐得到與之相適應的風速和鼓風動能。保證了在高強度冶煉的條件下燃燒帶和回旋區的大小，使煤氣分布能夠順利達到中心[2]。鼓風動能的提高符合高爐中期控制邊緣氣流保護爐襯的要求。風口長度及面積變化如圖6所示。

圖6　風口面積和風口長度變化圖

通過調整風口面積以及風口有效長度確保打開中心氣流，在風量基本不變的情況下，風速與鼓風動能明顯提高，鼓風動能由2010年6月前80 kw提高到109 kw，為活躍爐缸，徹底打開中心氣流創造了條件，隨著爐缸的活躍，中心氣流的打開，從7月份后爐況基本穩定順行，風量基本不變，風壓和壓差都有所下降(如圖7、圖8所示)。雖然有幾次小的波動，但在可控范圍內。

圖7　送風制度參數圖

圖8　風量、風壓和壓差變化圖

3.3熱制度

在2010年6月爐況恢復過程中，燃料比穩定下降的同時，操作方針選擇活躍爐缸的道路，尤其是物理熱一直保持較高的水平，其中平均爐溫保持在0.49%，高于前期0.45%的水平(圖9所示)。物理熱方面沒有走犧牲物理熱降低綜合焦比的道路，而是一直保持較高的物理熱水平，2010年6月以前平均物理熱在1490 ℃，2010年6月以后平均物理熱保持在1503 ℃(如圖10所示)。從長遠上看也為保持爐缸良好工作狀態延長高爐使用壽命創造了有利條件。

圖9　爐溫、燃料比趨勢

圖10　鐵水溫度、燃料比趨勢圖

3.4造渣制度

隨著調整，2010年6月后渣鐵比逐步下降，到2010年12月份平均達到了335 kg/tFe(如圖11所示)，渣中穩定的MgO以及Al2O3(由15.2%降到13.2%)的下降為爐況的順行奠定了基礎(如圖12所示)。在這段期間高爐基本順行，燃料比穩中有降，壓差平均142 kPa。2011年1月渣鐵比呈上行趨勢平均達到373 kg/tFe，燃料比升高，平均壓差升高到147 kPa(如圖13所示)。

圖11　渣鐵比、燃料比的趨勢圖

圖12　渣中MgO、Al2O3含量

圖13　渣鐵比、壓差趨勢圖

由此可見，渣量增多增加了熔劑和燃料的消耗，使料柱下部的透氣性變差，影響煤比提高、消耗降低和爐況順行。

4　效果

2010年6月料制調整后氣流相對平穩，壓差下降明顯，平均142 kPa，動能增加較多，保證了中心的透氣性。燃料比7月份下降30 kg/tFe，月平均516 kg/tFe，8～10月份又進入料制密集調整期，所以燃料比在530 kg/tFe～545 kg/tFe，10月份后燃料比穩中有降。

2011年1月渣鐵比呈上行趨勢，由335 kg/tFe上升到373 kg/tFe，不過渣中Al2O3由15.2%降到13.2%，以及物理熱的保證，對爐況沒有造成大的影響，但是燃料比上行較多。隨之2月份溜槽出現問題，爐況又出現較大波動。加上西偏北方向冷卻壁破壞現象較嚴重的原因，以及焦炭配比和煤粉種類變化頻繁對高爐熱制度的干擾，燃料比一直偏高。

5　結束語

(1) 此次調整思路清晰，目標明確。但操作制度的調劑對爐缸工作狀況及爐型的影響是一個長期的過程，需要各制度之間相互適應才能達到理想的效果。

(2)合理的中心焦量能保證中心氣流長期穩定，而中心氣流又能使中心料柱及時更新，保持死料柱的清潔，維持良好的透氣性及透液性。增強爐缸活性，保證爐缸均勻工作。

(3)使用中心焦仍然是打開中心氣流更有效快捷的途徑。并且從穩定順行、提高冶煉強度上看中心焦優于焦環帶，而在提高煤氣利用方面中心焦與焦環帶(尤其是第二、三環)孰優孰劣仍需要進一步觀察。

(4)隨著送風制度的調整，回旋區向中心逐步延伸，上部料制調劑應該抬角抑制邊緣，略放中心以疏導中心氣流，活躍爐缸。

[1]余樂安，方穎.中心加焦技術的理論性研究[J].浙江冶金，2009(1)：45-47.

[2]王筱留.鋼鐵冶金學(煉鐵部分)[M].北京.冶金工業出版社，2002：218-220.

CHANGES OF THE OPERATION THOUGHT IN NO.2 BLAST FURNACE OF TANGSHAN STEEL

Li MingYue HongMa Ruidong

(Iron-Making Plant of Tang Steel , Hebei Iron and Steel Group)

From January 2009 to May 2010, No.2 blast furnace of Tangshan Iron and steel plate company was always in a state of fluctuation, and can not achieve a long period of stability. A great adjustment of operation thought was carried on after June 2010.The fundamental principle is from simultaneous development of two strand gas currents at the edge and center to edge suppression and center opening. The central gas flow is properly structured when the furnace is stable, thus the utilization rate of gas is improved and consumption is reduced.

operation thoughtmaterial adjustmentfuel ratio

聯系人：李明，工程師，河北.唐山(063000)，唐山鋼鐵股份有限公司煉鐵部；2015-12-17