北营3200m3高炉装料制度的优化

北营3200m³高炉装料制度的优化

刘森

（北营炼铁厂新2炉作业区 本溪市117000）

摘要：本文结合本钢北营新2号高炉降低燃料比的相关生产实践，基于理论分析和现场试验，依据对大量生产数据的对比分析，研究了降低北营3200m³高炉燃料比的可行途径。通过采用优化装料制度等技术措施，提高了高炉煤气利用率，高炉燃料比大幅度降低。

关键词：3200m³高炉；燃料比；装料制度

Analysis of lower fuel ratio of 3200m³ blast furnace in Beiying plant

Liu Sen

(The new 2^# balst furnace ironmaking plant of Beiying operation arer,benxi,117000) 

Abstract: In this paper, the Beiying No.2 blast furnace production practices associated with reduced fuel ratio, based on theoretical analysis and field tests, according to the comparison of mass production data analysis, study possible ways of reducing North Camp 3200m³ blast furnace fuel ratio. By using technical measures to optimize the charging system, improve the utilization of blast furnace gas, blast furnace fuel ratio significantly reduced.

Key  words: 3200m³ blast furnace; fuel ratio; charging system

1  本钢北营3200m³高炉现状

本钢北营有2座3200m³高炉，1号炉的投产时间为2012年11月6日、2号炉的投产时间为2014年7月26日，两座高炉均采用了多项先进的炼铁技术和装备。炉底方面，采用了炉缸炉底砌筑德国进口大块碳砖加陶瓷杯的综合炉底结构；风口及高温区域采用Si₃N₄-SiC砖块砌筑；高炉炉体采用软水密闭循环100%水冷，薄壁炉身结构，炉腹、炉腰和炉体下部等关键部位的冷却设备采用铜冷却壁；设置独立的矿槽和焦槽，采用分散筛分、分散称量、皮带上料；采用串罐无料钟炉顶结构，可以实现多环布料；采用矩形双出铁场，共设有4个铁口，32个风口，TMT全液压开口机、国产液压炮和揭盖机；高炉炉渣处理采用冷INBA式炉渣处理工艺和两个事故干渣坑；装备三座旋切顶燃式热风炉和两座预热炉；富氧、加湿、喷煤综合喷吹冶炼技术；采用高效节能的干法除尘和TRT余压发电；炉前、槽下采用环保除尘。

2  装料制度优化实践

北营2号炉开炉后采用布料矩阵及炉料组成如下。

C23456711 22222221.5m O23456 333211.5m矿石95t，焦炭19t，小块焦2.6t。

由布料矩阵可以看出2号炉选用“平台加中心加焦”型料制。图1为北营2号高炉实际料面形状。由图可以看出料面中心有焦堆。

图1  北营2号高炉实际料面形状

Fig. 1  Actual shape of the burden surface in NO.2 blast furnace in Beiying plant

图2为北营2号高炉十字测温结果。

图2  十字测温

Fig. 2  Cross temperature distribution 

此种布料制度大力发展中心，用中心加焦的方式来疏导中心气流。对炉况稳定非常有益，建立适当宽度平台可以保证煤气利用率。根据图2炉顶十字测温温度分布和料流计算可以大体绘制出料面形状，如图2.3所示。

图3  模拟料面形状

Fig. 3  Simulated shape of the burden surface

分析此料制用中心加焦的方式保证中心气流充沛的同时适当的发展边缘气流，保证了上部装料制度和下部送风制度相互匹配。开炉四个月指标一直稳定。但煤气利用一直在47%左右。此料制中心加焦量占总焦量的20%左右，在打通中心的气流的过程中消耗了大量的焦比，在高炉冶炼中煤气得不到充分的利用。在此期间燃料比平均为545kg/t左右。

近期钢铁市场利润急剧下滑，企业节能减排工作任务加重，为减低吨铁消耗，减低燃料比，提高利润。我们探讨了新的装料料制。结合北营原燃料条件和设备条件，经过落点计算，现场试验了新的布料制度，其布料矩阵如下。

C234567 3333321.5m O2345 44321.5m矿石95t，焦炭19t，小块焦2.6t。

此料制矿角差为6°，焦角差为12°。目的是为保证中心气流，把矿布在外环，焦炭利用合适的档位形成“焦坝”，防止矿向中心滚动而堵塞中心气流发展。

图4  十字测温

Fig .4  Cross temperature

如图4所示，十字测温中心温度已达到671℃，说明中心气流已得到足够发展。次中心温度分别为357℃和328℃，说明次中心发展适中。边缘温度分别为为117℃和102℃略高于其他几点，说明本料制边缘气流控制非常理想。参考图4.8炉顶十字测温温度分布和料流落点测量数据经计算可以大体绘制出料面形状，如图5所示。

图5  模拟料面形状

Fig5  Simulated shape of the burden surface

图6  调整布料前十字测温中心和次中心温度趋势

Fig.6   Cross temperature trend in center and sub-center before burden charge optimization

由图6调整布料前十字测温趋势可以看出，调整布料前炉顶十字测温中心温度和次中心温度水平相对偏高，中心温度平均为833℃，次中心温度平均为754℃。说明调整前中心气流和次中心都有较强的发展。炉顶煤气流温度水平高，炉料上部对煤气流上升的阻力较小，在一定程度上说明煤气热量利用不充分^[27]。

由图7调整布料后十字测温趋势可以看出，十字测温中心温度有所下降，中心平均温度为673℃，次中心为409℃。两种布料矩阵中心气流强弱程度有所区别，调整前中心气流发展较为强烈，在此期间炉况顺行良好。调整料制后，中心气流得到抑制，炉况有难行情况发生，但经过一段时间的恢复，炉况趋于稳定。

图7  调整布料后十字测温中心和次中心温度趋势

Fig.7  Cross temperature trend in center and sub-center after burden charge optimization

由炉料测量落点表可计算出，矿石边缘落点距离炉墙为100mm，矿石平台宽度为1m，焦炭边缘落点距离炉墙为80mm，焦炭平台宽度为1.80m，矿石平台完全坐落在焦炭平台之上，焦炭在距离炉墙1.7m的位置形成“焦坝”挡住了矿石滑向中心，在没有中心加焦的情况下，保证了中心气流的发展。

表1 北营2号高炉指标汇总

Table1  Index summaries of NO.2 blast furnace in Beiying

 由表1中可以看出：

(1)北营2号炉通过调整了布料矩阵实现了煤气流合理分布，充分利用了高炉煤气的热能和化学能，优化期期煤气利用率稳步提升达49.5%。

(2)高炉稳定顺行，产量提高，目前日产达7600t左右。

(3)铁水质量改善与基准期相比，优化期的铁水物理热更加充沛，炉底中心温度稳步上升，炉缸活跃程度进一步改善。

3总结

北营炼铁厂2号高炉“平台加漏斗布料模式”取得了成功，在试验优化期间高炉稳定顺行，虽然原燃料质量有波动，但高炉未出现悬料和崩塌料情况。如表1所示，煤气利用2月已达到率达到了49.5%，并且阶段性达到了50%以上，燃料比相对基准期下降了29kg/t，在降低燃料比的同时高炉利用系数、煤气利用系率也相应提高，达到了新2号高炉比较理想的基本操作参数，形成了比较稳定的“平台加漏斗”形料面结构，在本钢北营目前的原燃料条件下，各项技术经济指标达到了较高的水平，经济技术指标在国内3200m³级别的高炉中处于先进水平。

参考文献

[1]王维兴.降低高炉炼铁燃料比的技术措施[J]，中国钢铁业，2008，27(6)：18-20.

[2]周传典.高炉炼铁生产技术手册[M]，北京：冶金工业出版社，2002，45-47.

[3]范广权.高炉炼铁操作[M]，北京：冶金工业出版社，2010，5-10.