宣鋼1號高爐長期順穩實踐

蘇愛民

（河鋼集團宣化鋼鐵公司， 河北 張家口 075100）

宣化鋼鐵公司1號高爐于2008年3月15日送風點火，到2018年底已經連續順行穩定生產了10年多的時間，取得了同類型高爐中較好的成績。

1 1號高爐焦比情況

1號高爐2018年11月前入爐焦比在360 kg/t左右，進入12月后逐步加重焦炭負荷，焦比逐步降低，至2019年2月份焦比降至337 kg/t，如圖1所示。

圖1 1號高爐焦比變化趨勢

2 干焦配加技術

宣鋼1號高爐長期順穩，最主要的就是干熄焦炭的應用。焦炭在高爐冶煉中除了提供大部分反應熱量和礦石還原劑，最重要的作用是擔當料柱骨架。隨著宣鋼1號高爐噴煤比提高和焦比降低，對焦炭質量提出了更高的要求。為確保高爐有良好的透氣性和透液性，確保爐缸工作均勻、活躍，保障高爐順行，宣鋼1號高爐經過幾次焦爐檢修期間的生產實踐總結，逐漸形成了成熟的干熄焦配加方案。在料場存一定數量的干熄焦，以備遷焦干熄焦生產系統發生故障或年修時保高爐干熄焦配比穩定。同時，將干焦比例和焦炭負荷進行對應，以保干焦比例發生變化時高爐負荷調整有章可循[1]。

3 焦炭質量波動時負荷調整情況

經過幾年生產實踐，總結出了焦炭質量波動對宣鋼1號高爐影響程度的量化指標。在日常生產時，根據原料管理專業和生產調度反饋的信息，確認焦炭質量發生波動并且在短期內無法好轉的情況下，宣鋼1號高爐根據焦炭質量對負荷影響程度，根據宣鋼高爐制定的“攻守退”措施，提前調整焦炭負荷，積極主動適應外圍條件的變化，保障高爐的穩定順行。

4 爐料結構優化

通過對宣鋼高爐用燒結礦、球團礦、塊礦的冶金性能進行了系統測試，包括低溫還原粉化性、還原性、荷重軟化性和荷重熔滴性，同時，對燒結、球團、塊礦按不同比例搭配形成的混合爐料進行了冶金性能測試。

5 雨季生產保高爐順穩

宣鋼1號高爐采用自然濕度鼓風。大氣濕度的波動將會引起風口火焰溫度的波動，從而影響高爐爐況的穩定。宣化地區冬季與夏季空氣濕度相差較大，最大差別在18 g/m3左右。宣鋼煉鐵技術人員分析了空氣濕度變化對高爐的影響，將實際情況與理論計算進行對比分析，采取了定量調劑的措施來應對雨季由于空氣濕度變化對高爐的影響，保證高爐爐況的長期穩定順行[2]。

在雨季生產時，從爐內操作和外圍管理兩個方面加強管理，保持了雨季生產的高水平穩定。爐內操作方面主要從穩定理論燃燒溫度和動態調節生礦比的角度出發，隨著大氣濕度的增加，積極調整入爐氧量，維持理論燃燒溫度在2080～2150℃之間，有效防止了爐缸虧熱造成爐缸堆積現象的發生。除此之外，采取動態調節生礦比技術，根據大氣濕度的變化和爐況的表現，積極調整生礦比做好適應。外圍管理方面主要在雨季加強生礦的篩分工作，并對篩子進行了改造，提高篩分效率，加強上料崗位的巡檢工作及時清理篩網。

6 檢修快速恢復

通過多次檢修及恢復的實踐，總結出了重負荷下爐況快速恢復技術。生產實踐表明，恢復爐況的影響因素主要有以下三點：一是停風前高爐的順行狀態；二是開風口速度；三是合理的煤氣分布。因此，為了快速恢復爐況，必須做好以下幾點休風前的準備工作：確保順行，消除崩料、滑料等異常爐況，使爐料在高爐內保持合理、有序的分布，確保高爐在送風后的料柱整體透氣性，有利于形成合理的軟熔帶形狀；休風前必須確保爐溫充足，w（Si）保持在0.45%以上，物理熱在1500℃以上；調整好合理的煤氣流分布和料面形狀。

在以上基礎工作做好的前提下，停復風過程主要做好以下幾點工作：

1）根據計劃休風時間采取提前2個班分步退負荷的方式，退負荷總量控制在0.6左右；

2）提前一個冶煉周期根據休風時間長短加入1～4批附加焦，安排好最后一次出鐵時間，確保渣鐵排放干凈，附加焦在休風時下達到爐腹或爐腰部位；

3）盡量晚停煤，一般在減風時才開始停煤，這樣可以保證停風時重負荷料虧熱，保證了爐缸熱量充足；

4）由于全風全氧進行捅風口作業存在很大的安全隱患，并影響恢復進度，為了快速恢復，送風時采取全開風口送風；

5）配合全開風口上風快的特點，及早給煤給氧，一般在送風后2個小時內給煤，4小時內回全氧；

6）通過與加風的配合保證附加焦在第一次鐵后期發揮作用，避免了送風恢復過程爐溫由熱→涼→熱的過程，縮短了恢復進程。

從總體裝料制度上來看主要呈現以下幾個特點：礦石基本維持4檔布料，焦炭維持6檔布料；堅持大礦角、大焦角的方針，逐步將焦炭角度外揚，保持合理焦炭平臺寬度和適宜的中心大漏斗；礦石角度也逐步外揚保證中心開放；保證平均礦角大于平均焦角，維持合理的礦角角差，以角差2°左右較為適宜，保證煤氣中心開、邊緣穩的局面；礦焦角差逐步增大，平均礦角和平均焦角存在一定關系，當平均礦角增大的同時平均焦角也應該增大，反之亦然。通過調整裝料制度實現1號高爐邊緣發展的倒V型軟熔帶。

7 熱風爐自動燒爐技術

高爐生產中風溫的提高可以有效的促進煤粉燃燒，提高理論燃燒溫度，進而替代部分焦炭起到熱源的作用。宣鋼1號高爐隨著噴煤量的加大，勢必會降低風口前理論燃燒溫度。為了保證充足的爐缸物理熱，宣鋼1號高爐高風溫實驗也為煤比的提高提供了保障。宣鋼1號高爐熱風爐設計風溫為1250℃，由于已經超過設計能力，為保證高風溫技術攻關的順利開展，安裝了自動燃燒控制系統并對熱風爐進行了仿真研究，在加強對煤氣流的控制、強化中部調劑，延長爐身壽命。爐身、爐腰及爐腹下部是軟熔帶所在的部位。隨著爐身下部、爐腰、爐腹均采用銅冷卻壁的先進冷卻方式，以及采用硬質材料壓入，爐身上部又能進行噴補等技術的應用，爐身部位壽命有了明顯的改觀。宣鋼在先進的爐身冷卻設備基礎上，結合生產實踐總結出了一套高爐強化冶煉條件下對爐身部位的維護措施。

爐況不穩會產生局部邊緣煤氣流，爐身遇到強大的瞬間局部煤氣流沖擊時，因來不及交換熱量，爐墻磚襯溫度場必然要發生大幅波動，產生的熱應力極易導致磚襯破裂、脫落。改變上部煤氣流二次分布對高爐爐身中上部長壽起到了較為重要的作用，但起決定性影響的因素是爐缸區域初始煤氣流分布。長期強化冶煉生產必須要活躍爐缸，使得初始煤氣流分布及中上部煤氣流再分布更加合理。

在爐身下部、爐腰及爐腹部位形成穩定的渣皮是高爐最好的致密保護層。宣鋼高爐注重中部調劑，通過控制適宜的冷卻強度達到爐體熱負荷相對穩定，形成一定厚度的渣皮保護層保護爐體。

8 效果

通過以上措施，1號高爐實現了長周期穩定順行，各項經濟技術指標不斷改善，見下頁表1。

9 結論

宣鋼1號高爐通過強化原燃料動態管理和信息化管理，確保原燃料信息的及時性和準確性，研究了調整后的爐料結構變化為高爐順行帶來的影響，實現人員和爐況雙掌控。強化原燃料篩分管理工作，為高爐的穩定順行打下堅實的基礎。

宣鋼高爐以穩定順行為前提，探索了高爐在重負荷、大噴吹、高富氧條件下的冶煉規律，通過優化爐料結構、探索平坦式布料規律，控制一次煤氣流的分布、穩定熱制度等操作技術，提高了煤氣利用率，提高了煤比、降低了燃料比。

表1 宣鋼1號高爐2018年至2019年2月的各項指標