酒鋼2號高爐爐身靜壓值分析及應用

李澤勇

摘 要：本文介紹了爐身靜壓檢測技術的原理以及酒鋼2號高爐靜壓設計情況，分析酒鋼2號高爐產生靜壓波動的原因，進一步分析探討靜壓在高爐生產中應用，摸索靜壓與壓差的一般規律，穩定1000m3高爐爐身靜壓的方法以及爐身靜壓穩定對高爐爐況穩定順行重要性。

關鍵詞：靜壓值;靜壓差;料制;送風制度;爐況

0 前言

酒鋼2號高爐于2013年3月停爐優化升級改造，于2013年8月12日開爐投產，有效容積1000m3。高爐爐身靜壓設備分別設在高爐冷卻壁的5段銅冷卻壁（爐腹部位）、7段銅冷卻壁（爐身下部）和10段雙層鑲磚球墨鑄鐵冷卻壁（爐身上部位）三層位置，每層分別周向均勻開4個取壓孔，共計十二點通到爐內取壓。經過近4年的高爐操作實踐經驗總結，認識到爐身靜壓與靜壓差的變化可超前反應爐況變化，如何合理應用靜壓，并用來解釋高爐的阻力損失問題、爐型變化問題、邊緣氣流與中心氣流分配比例變化問題，有效地指導高爐生產。爐身靜壓在指導高爐操作中具有超前性，針對性及準確性的優點，對判斷高爐在縱橫兩個斷面上壓力與氣流變化，減少爐況大幅波動及避免爐況失常，具有重要的參考價值。

1 高爐各段靜壓特征

①爐身五段滴落帶靜壓：邊緣氣流的分布狀況可以用下部壓差占全爐壓差比例來表征，下部壓差占比越低，初始邊緣氣流越強，爐腹溫度上升，下部壓差占比降低而透氣性變差;

②爐身7段軟融帶靜壓特點：氣體經過實現軟融帶二次分布，集中體現在下部、中部壓差上;氣體二次分布改變方向，對軟融帶的液體流向與料面漏斗有較大影響，軟融帶的阻力損失正常時是全爐阻力損失最大的區域;

③爐身10段塊狀帶靜壓值特點：由于爐身的圓臺形狀，決定其有類同于與等高不等截面積的流體通過的特征。正常時，邊緣的靜壓較高，中心的靜壓較低，上部壓差應稍高于中部壓差;

④壓差與靜壓差與爐料的關系：爐料惡化，均將造成全爐壓差的提高;焦炭變差時，下部壓差降低，上部壓差占比升高，易于發生邊緣管道行程;燒結礦變差，下部壓差占比提高，易于發生崩料;

⑤爐身靜壓與下部操作制度的關系：提高風速與鼓風動能可提高下部壓差，縮小進風面積可以提高下部壓差，提高風溫可以提高下部壓差，適當提高煤比，可以提高下部壓差，提高富氧率可以降低下部壓差;

⑥爐身靜壓與上部裝料制度的關系：降低料線可以提高下部壓差，擴大批重可以降低下部壓差，適當發展邊緣氣流可以提高下部壓差。

2 酒鋼2號高爐靜壓及爐況對比分析（見下表）

正常生產時下部壓差占全爐壓差比例：1號高爐48.4%、

2號高爐65%、7號高爐69%，上部壓差占全爐壓差比例：1號高爐38.7%、2號高爐26.7%、7號高爐20%，就3座高爐爐況穩定性來說，各高爐3段靜壓值及占比相對合理。就2號高爐來說，2016年11月份由于焦炭質量劣化，2號高爐爐況出現波動，邊緣煤氣流分布不均勻，局部出現管道，造成中心氣流變弱。

在正常情況下，高爐各段靜壓差是相對穩定的，靜壓差波動在很小的范圍內。

引起靜壓差波動的因素很多，從外部因素來說，包括入爐的原燃料質量，高爐操作和設備問題，這些外部因素變化必然會導致高爐爐內氣流、爐溫等變化。從高爐操作制度上來說，根據外部條件或要求的不同，高爐會相應調整送風制度、裝料制度、造渣制度和熱制度。這些變化和調整都會由高爐各段靜壓差的變化表現出來，如果處理不當或不及時，就會引起爐況惡化甚至導致操作事故。

3 爐身靜壓及爐況判斷

3.1 爐身靜壓判斷高爐氣流穩定程度

爐況穩定程度一個重要標志是周向氣流穩定。高爐各段周向氣流的穩定程度可以根據爐身靜壓各段周向各點的波動程度來判斷，周向氣流穩定的主要表現為：四點靜壓值曲線平滑無尖峰，三條曲線平行運行，各點靜壓值相差不大，曲線交織情況很少發生。

3.2 判斷高爐“操作爐型”

操作爐型的穩定是高爐爐況穩定的基礎。在某一時段內（≤3天），爐身靜壓四點曲線值高低順序值是固定的，不會發生變化，但隨著氣流的不斷變化，三點曲線值的高低排列順序有可能發生改變，只要這種改變不是短暫的、頻繁的，我們就可以認為是“操作爐型”發生了變化。如果四點曲線值仍然能夠保持平行運行，爐況沒有大的波動，可以認為是“操作爐型”的自我調整，不會對高爐爐況發生負面影響;但如果四點曲線值偏差越來越大，高爐壓量關系吃緊，可以認為“操作爐型”發生大幅度變化，氣流有偏行的可能，操作者就要通過調整上部和下部制度加以糾正。

3.3 判斷爐墻局部粘結

某部位粘上附著物的判斷依據是該部位下部靜壓力偏高，但上部靜壓力偏低，如果是一種短期行為，一個周期后，這種現象消除，說明該部位附著物脫落，對比該部位爐體溫度上升，下方風口下粘結物，可以進一步得到驗證，高爐應及時采取提高爐溫的措施，防止低溫附著物直接進入爐缸，造成爐涼事故;如果是一種長期行為，該部位爐墻有可能粘結，嚴重時甚至結瘤，該部位爐體溫度如果長期偏低，下部風口下生料，可以進一步驗證，高爐就必須采取措施果斷進行洗爐處理，防止爐況出現大的失常。

3.4 判斷管道行程

爐況“熱行”，風壓慢爬，這時四點靜壓值同時上爬，這種情況就可以排除管道行程的可能，但是如果某個方位的靜壓值突然上升，風壓表現卻是不斷下降，必然伴隨著局部“管道”的發生，一旦塌料“管道”堵死后，該方位靜壓值降下來，風壓水平卻大幅度上升，有時高爐不得不大幅度減風控制，以防止高爐懸料事故的發生。

3.5 為超前防范爐況失常提供可能

通常情況下，靜壓變化反映的時間要比風壓的反映時間至少早2-10s，特別是因管道而造成的懸料，可以提前2-4min預知，這就為超前防范爐況失常的發生提供了可能。

4 結語

在操作中應密切關注爐身靜壓的變化，結合具體高爐和原燃料的特點，確定出本高爐合理的靜壓控制范圍，酒鋼2號高爐為例，列舉以下工藝技術要點：

①正常時下部壓差占全爐壓差比例：60-70%;中部：7-13%上部：20-29%;

②壓差控制應結合煤氣利用率選擇，煤氣利用率高時可以承受略高的上部壓差;

③通過壓差分析可以確定高爐阻力損失的限制點;

④下部壓差出現時高時低的鋸齒型波動，及中部壓差過高，考慮液范現象的發生性，應降低邊緣負荷，改善成渣帶的滲液性;

⑤上部壓差占比升高，煤氣利用率降低至40%以下時，應果斷減風，防止出現管道氣流;

⑥靜壓曲線平滑無尖峰，上下兩條靜壓曲線平行運行是高爐周向氣流穩定的標志;

⑦在一段時間中，同層的周向四條曲線存在固定偏差，且偏差越來越大，高爐壓量關系緊張，可認為是高爐“操作爐型”發生了大幅變化，氣流有偏行的危險;

⑧結合爐身靜壓曲線與爐體熱負荷的變化先后可以判斷是氣流變化造成了渣皮脫落還是渣皮脫落造成了氣流變化。