加对焦炭“拯救”炉况失常

焦炭是高炉炼铁生产中必不可少的重要燃料。正常炉况时，焦炭在高炉中的作用包括提供热量、提供还原剂、作为料柱骨架、提供渗碳剂。在炉况稳定时，高炉操作上只须稳定一定的焦炭负荷，通过调整其他操作参数就可以实现炉温合适与保持炉况顺行，而且焦炭的气化和燃烧也相对稳定，能提供相对稳定的还原性煤气和渗碳的碳源。但在炉况失常时，焦炭的作用很可能有一个或者几个发生变化，致使炉况难以通过其他调节手段得到理想的调整。在这种情况下，高炉操作者有必要临时改变焦炭的使用，补充热源、重新分布煤气、疏松料柱、改善炉料预热预还原，以挽回已经或者即将发生的失常局面，减小损失，优化指标。 

　　不同炉况焦炭功能的失常及调整 

　　补充热源。高炉开炉时，炉体温度低，首要的是提供热量；高炉焖炉期间，炉体带走热量，首要的是提供和补充热量；高炉休风时同焖炉一样，炉体带走热量较正常生产时多，所以也要补充热量。在以上情况下，焦炭的其他功能是次要问题，可以先不去考虑，只考虑焦炭中实际固定碳的变化，除非有特殊原因。 

　　另外，生产中还会发生热源变化和突然中断某个热源的情况，这个时候首要考虑的也是焦炭的热源功能，例如上错料致使焦炭负荷变化、突然停止喷吹燃料、风温波动、减氧等。无论哪种形式的热量需求，尽早补充热源都是正确的。热源补充的原则是宁可过不可少。 

　　当然，现实中也存在局部的热源过剩现象，比如炉缸局部石墨碳堆积。而造成这种局面的原因可能不是热源过剩，而是热源分布的问题，要区别对待，另作处理。 

　　重新分布煤气。在塌料、连续塌料，低料线，悬料，管道行程，炉凉、炉缸冻结，偏行、炉墙结厚等情况下，煤气的分布被不合理改变，恢复这些炉况首要的是保证炉况顺行，在考虑控制冶炼强度的同时，改变焦炭的运用是十分必要的。保障顺行首要的就是保障煤气流的合理分布，边缘加重时要改善边缘气流，气流乱时要及时给予纠正，可以通过调整焦炭布料方式和增加焦炭数量来实现。但实际炉况往往出现操作者判断不到位，补加焦炭盲目，带来不必要浪费的现象。尽管调整炉况的原则是宁热勿凉，但如果过多加焦，反而会再次出现反向炉况失常，因此一定要慎重对待。当须要通过补充热量以微调煤气分布的时候，可以采取温和的手段，而煤气流严重失常时则视情况采取强有力手段果断改变煤气分布。 

　　疏松料柱。基于焦炭强度等变化或者塌料、连续塌料等其他原因，焦炭的料柱骨架功能也可能变化，疏松料柱就显得十分必要。焦炭强度变化易使料柱内部结构过于松动，气化和燃烧性能致使焦炭消耗速度改变，较重的焦炭负荷使焦炭骨架难以承重等，均有可能改变焦炭料柱骨架的功能。风口布局的不同和喷吹制度的不同可能使料柱的骨架功能在炉内局部受到影响，不同的软熔带形状可以改变料柱在炉内的形状位置，布料方式的改变可以改变料柱骨架的结构，不同的操作炉型也影响料柱的形状。 

　　通过实践积累，笔者认为死料柱是焦炭堆积形成的，对死料柱影响最根本的因素是焦炭的数量及其到达炉缸时的位置、疏松程度、堆积效果。因此，焦炭及其装入方式通过改变死料柱决定了料柱的骨架作用，决定着高炉的运行状态，而且调整焦炭及其装入方式要有针对性，避免负面影响的扩大。 

　　改善炉料预热预还原。焦炭的还原功能和炉料的预热与焦炭在风口前的燃烧及气化情况关系密切，利用的是煤气的化学能和热能。焦炭的燃烧和气化给高炉提供了间接还原需要的CO气体，可同时也在削弱着焦炭的骨架作用，因此希望焦炭的反应性差点、反应后强度高点。在加入焦炭时，首先应该考虑提高煤气能量利用率，在煤气能量利用率已经无法进一步提高的情况下，才考虑增加还原剂的量，因此加焦的方式要视情况而定，不是以一贯之。 

　　综合作用。有些炉况可能会使焦炭的多个功能同时发生变化，因此应该综合考虑，在焦炭的补给和合理运用上下功夫。比如，悬料坐料、长期慢风和休风后的复风过程中，既要考虑热量损失的问题，又要考虑煤气利用的问题以免复风悬料，还要考虑料柱骨架的适应问题，以免加风过快或延误加风机会等。在实际生产中因操作造成炉凉、炉缸冻结的原因可能很多，如连续崩料、管道行程。处理的时候也是不仅要考虑补充热源的问题，还要考虑料柱松动和煤气利用的问题。炉凉时的处理原则是让局部料柱先松动起来，局部煤气利用率先得到改变。 

　　针对不同失常炉况科学补加焦炭 

　　炉况失常时除了采取其他手段和措施进行补救外，补加焦炭是普遍采用的方法，但补加焦炭时机和方式不同，也会有不同的效果。补加焦炭概括起来大致有3种方式：增加底焦（短时间退焦炭负荷生产）、集中批次加焦（增加单位容积或重量的焦炭）、大量加焦（多个单位容积或重量的焦炭同时入炉）。高炉操作不要轻易加净焦（包括集中批次加焦、大量加焦），只有在出现对炉温有持久影响的因素时才用这种方式（如高炉大凉、发生严重崩料和悬料、设备大故障等）。 

　　增加底焦。增加底焦是一种温和的手段，在煤气流变坏但能够得到控制的情况下可以采用，比如亏料、小崩料、焦炭变化致使负荷加重时。对于因设备原因或炉温变化引起的亏料，通常采取补充热量、疏松料柱的方式，在喷吹量没有富裕的情况下，适当运用增加底焦是可以达到目的的。但低于正常料线0.5米的亏料，不建议加焦。 

　　集中批次加焦。在气流乱但不至于无法控制的情况下，不能预见后续炉况会如何发展，此时要慎重考虑，集中批次加焦，并做更坏的打算，比如较深的崩料、量压不稳等。集中加焦的目的是尽快弥补热量损失，应对可能造成的炉温急剧下滑或其他失常情况有所准备，保证炉况顺行。 

　　大量加焦。在炉况已经完全失常，气流根本得不到有效控制的情况下，大量加焦是唯一的选择。比如恶性管道、炉凉时大崩料、炉缸冻结、已知上料系统故障或称量错误等。大量加焦首先是促使煤气第四次分布，人为强行改变煤气走向，其次是补充已知热量不足或即将出现的热量不足。除非万不得已或判断不准的情况，一般不采用此法。而一旦确定炉况性质，有必要大量加焦的时候，果断及时是关键。 

　　综合加焦。在实际炉况中，往往会出现判断上的不及时，给调整带来时间上的延误，但无论哪种失常炉况，对焦炭的调整都是必要的，除了炉热要减焦、过热防悬料外，几乎更多的是加焦（或改变焦炭的布料方式）。有时候会因为判断不及时，采取增加底焦并集中批次加焦甚至大量加焦的方式应对炉况的进一步发展，这就要根据炉况具体分析。有时候也会出现调整后炉况很快改变的情况，此时再次适当进行反向调整也是一种对过激手段的补救，适时抽焦也是可以的。但不管如何改变焦炭的运用，都要坚持的原则是保证顺行、保证炉温。 

　　总之，不同加焦方式的作用不同。退负荷，既使炉料的预热与预还原都进行得更充分，又可以提高炉缸温度。集中加焦，对高炉既会产生疏松料柱、改善料柱透气性的作用，又会起到提高炉缸温度的作用。大量加焦，一方面补充热源，另一方面让炉料出现焦窗断层，使煤气流重新分布，形成第四次分布。无论哪种合理增加焦炭的方式都会改善焦炭的料柱骨架功能。不合理的焦炭装入方式不能解决炉况问题，还会起到负面作用。