對集團公司3#高爐及部分冶煉知識的理解

胡鵬

摘要：高爐煉鐵工藝相對復雜，固有一定規律可循，但當爐況出現波動并無照搬的程序適用，一定程度上操作者根據爐況具體變化采取相應措施，恢復處理時間或短或長。當爐況長期處于波動狀態，以致于使得部分操作者失去耐心，采取了極端或相悖的措施，久拖不愈，效果不佳。當砌筑爐型自身存在缺陷、布料器存在缺陷亦或冷卻設備漏水等因素存在，爐況出現波動后的恢復時間則更難估計。

關鍵詞：爐型;爐料;裝料制度;送風制度;冷卻系統

一、我集團公司3#高爐相關問題描述

我集團公司3#高爐于2007年9月投產，至今歷經了2008～2009年多次嚴重失常，期間多次爐皮跑火，被迫于2010年初扒爐缸重新開爐。因檢修期間爐缸燒穿，于2010年8月大修，此次大修爐腰爐腹部位更換使用了銅冷卻壁，大修后因炭磚質量問題爐缸溫度高威脅安全生產，被迫于2011年11月再次停爐大修，此次大修爐缸炭磚使用了蘭炭。2017年12月，同樣存在爐缸溫度高且爐缸嚴重堆積，噸鐵燃耗指標較差，再次大修，開爐至今。此次大修增加了爐體冷卻強度，使用了西格里炭磚，風機提高了防喘壓力等級。3#高爐自新建到2017年的大修，沒有更換爐皮，爐身上部冷卻壁沒有更換。

在最后一次大修筑爐期間，發現南鐵口處炭磚應有50～80mm的環縫不能保證，炭磚與冷卻壁頂砌，其它部位亦不均勻。因鉛鋅、堿金屬富集等因素，多次出現過中套上翹變形，風口部位冒煤氣，對向風口中心線相交點誤差難以保證符合砌筑規范;因曾多次出現爐皮跑火、栽棒以及多次降料面等因素，高溫段及爐身中部徑向偏差難以保證符合砌筑規范。受制于管理欠缺以及技術手段欠缺，相關數據沒有實際測量。因爐皮變形導致的爐型不規則客觀存在，3#高爐日常操作爐型難以維持以及出現爐況波動后恢復難度大、恢復時間長，與此應有一定關系。

二、對部分相關專業知識的理解

結合所學專業知識及自身經驗，對1080m3級高爐使用原料質量及相關操控要點作如下梳理記錄。

1.建議1080m3高爐使用的原料質量控制范圍

（1）焦炭

2.對部分相關專業知識的理解

（1）批重大小

高爐操作者普遍認同增加批重可減緩界面效應，有利于提高煤氣利用率及增產節焦。多數人也認同增加礦批可抑制中心氣流發展，但這與當前多環布料的生產實際有相悖之處。此理論的提出是普遍使用鐘式爐頂期間，基本可視為單環布料，爐喉間隙不變，隨著礦批增大，爐料堆尖向中心滑移，故起到了抑制中心的作用。由于多環位爐料量同時增加則對抑制邊緣和中心氣流起雙重作用。在出現中心氣流偏強或中心過吹時，以擴大礦批抑制中心氣流的操作往往起到相反作用，緣由應與上述分析吻合。

（2）料線

通常情況下，料面到爐喉鋼磚上沿留有一批料的空間對應的高度設定為料線。使用正常料線可提高爐容利用率，增加爐料在爐內預熱時間，有利于節焦增產，日常操控要盡量避免出現虧料線作業，逢虧料線，應趕齊料線在前加全風在后。

我公司1080m3高爐39噸礦批對應的上限料線為1.12米，故，同行業先進企業同立級高爐使用了1.20米料線。

31.4÷28=1.12，批料體積÷1米高爐對應的體積。

（3）矩陣寬度

結合我公司3#高爐生產實際、參照周邊企業做法，環寬通常控制在10±2°。焦炭角度略大于礦石角度0.5°或1°，K40、38、36、34、32、30、28，屬較寬壞帶，結合原燃料質量、煤比高低，尤其在提煤比過程中，應適當收窄環帶，其中永鋒鋼鐵高爐環帶8°，煤比長期175公斤，且噸鐵燃料比做到520公斤或以內。鑫華高爐環帶較寬，噸鐵煤比約150公斤，噸鐵燃耗略高，同時考慮原燃料波動、操控因素，長期看，爐況穩定程度較永鋒略差，尤其表現在2017年12月上旬，鑫華鋼鐵采取強壓邊降焦比的措施提產，以致于氣流分布失常，加之恢復期加風過激，爐況失常，造成嚴重爐涼，損失較大。

首鋼高爐開爐后長達近2年爐況不順，而后使用如下矩陣，且原燃料質量優良（用了焙燒球團）。K39.5、38、36.5、35、33.5、31.5、33.5，圈數：3、3、3、3、2、2、1;J40、38、36、34、31、28、20、9，圈數：4、3、3、3、3、2、1、 5.5，采用了中心加焦。

（4）矩陣角度大小

正常情況下，我公司1080m3高爐矩陣角度≥36°，在恢復爐況期間，一味縮小角度同樣不能取得效果，這偏離了布料規律，即布料堆尖偏離出爐喉半徑1/2之外的位置。2010年在1#1080m3高爐開爐時測量的1.6米料線，爐喉半徑1/2位置對應的矩陣角度約27°，我公司兩座1080m3高爐爐型基本一致，3#高爐可參考。矩陣角度<34度時，應考慮原料質量、爐缸等方面是否存在影響順行的因素，不能無限制縮小角度。

（5）風口配置

風口選型應主要考慮兩個方面，一是原燃料質量情況，二是爐缸耐材侵蝕及冷卻壁破損情況。目前我公司3#高爐風口直徑全部為115mm，長度490mm。隨著爐役增加，同時考慮便于維護鐵口，可在檢修休風時，將鐵口上方對應的4個風口加長至510mm。

風口設置可以參考1200以下爐子長度安爐缸直徑6%～6.5%1200～2500按5.5%～6%，2500以上的按5%～5.5%。

（6）冷卻制度的確定

冷卻器的水量與高爐熱負荷適應。風口大套溫差3～5℃、風口中套3～5℃、風口小套≯10℃、爐缸冷卻壁<4℃、風口帶冷卻壁4～6℃、爐腹冷卻壁10～16℃、爐腰冷卻壁10～14℃、爐身下部冷卻壁10～14℃。

我公司高爐常出現的異常爐況是爐墻粘結、爐缸堆積。當爐況出現上述情況時，初期采取調整料制、輕負荷尚有一定效果，若處理不當，延緩了恢復進程甚至進一步惡化爐況，則應慎重使用風量。加全風量是恢復爐況的目標、是追求的結果，但應清醒的認識到是不是有效風量，風量有效做功則可行，加了風若不做功則會做怪，會破壞操作爐型，進而延緩進程，致使反復。

參考文獻：

[1]《高爐煉鐵生產技術手冊》作者：周傳典、冶金工業出版社2002/08

[2]《高爐煉鐵》作者：宋永清、任淑萍、冶金工業出版社2016/02