入炉焦炭种类对高炉上部煤气流分布影响的研究

入炉焦炭种类对高炉上部煤气流分布影响的研究

                            孙其德   韩传宝

摘要  高炉配食含水量不同比例的干熄焦和外购焦影响着高炉炉顶的布料，改变了高炉煤气流的分布；泰钢高炉通过对炉顶布料节流阀开度的调整，控制焦炭布料的料流速度，满足布料矩阵的要求，稳定了煤气分布，从而提高了生铁的一级品率和内控达标率。

关键词：高炉   外购焦  煤气分布  一级品率   内控达标率

泰钢拥有两座容积为1780m³的高炉，高炉炉顶均采用PW公司生产的无钟布料设备， 下料方式采用时间法下料；时间法下料就是把炉料送至料罐后，炉顶PLC程序根据对上料槽下料斗称重的信息跟踪，控制节流阀的开度，使料罐排料速度完全达到布料矩阵规定的布料圈数，满足下料的工艺需要。    

泰钢焦化公司日产3300吨干熄焦炭。根据生产统计：高炉日焦炭净入炉量为3600吨，配食焦丁490吨，返料焦末230吨，合计焦炭总量为3780吨，与焦化厂的日生产能力相比，焦炭的供应尚有400吨的缺口，为保证高炉正常生产对焦炭的需求，必须配加一定量的外购焦炭来弥补自产焦炭的缺口。

1 焦炭使用比例的变化对高炉的影响

现高炉采用85－90%的干熄焦配加10－15%的外购焦的食料结构。由于干熄焦（含0.4%）与外购焦（含水7.0%）的含水量差别较大；当出现焦炭配比失衡时，入炉的含水量就会随焦炭种类的变化而发生变化，同时因焦炭含水量的变化体积也会发生改变。而高炉炉顶布料是通过槽下焦炭的跟踪重量来控制节流阀开度的，从而达到焦炭满足布料矩阵的要求。如干熄焦比例扩大，焦炭含水总量变少，在重量不变的情况下，体积就会变大，但节流阀的开度不会改变，焦炭在下料矩阵规定时间的内不能全部布料，会有剩余焦炭布在了高炉料面的中心部位，造成中心焦量增加，使煤气流的分布发生了改变；如外购焦或水熄焦的食用比例变大时，重量不变，但由于含水量增加（入炉时干基折算），使焦炭体积变小，焦炭就会在规定的布料矩阵中提前下完，焦炭分布在高炉料面中心部位的量就会减少，从而发展了边沿气流，减弱了中心气流，影响到了高炉的煤气利用，同等条件下，煤气的预热--还原发生了变化，影响到铁水质量，甚至会使高炉的运行质量变差从而导致炉况失常。

2 焦炭比例变化对炉顶布料参数影响

干熄焦含水量为0.4%，外购焦的含水量为7.0%，当外购焦的食用比例由10%上调至20%时，相应的焦炭的体积就会由18.5m³降至16.4m³，布料时间也由119秒下降到了105秒，缩短了14秒；布料器溜槽旋转一圈的时间为8.3秒，因此，布料圈数将缩短1.69圈，接近2圈，在现行的装料制度中，布料矩阵最末一档的布料为三圈，（泰钢高炉为中心加焦的布料模式）这样中心基本没有焦炭布料，就打乱了原设定的布料的顺序，使煤气流发生了改变，其他条件不变的情况下，高炉煤气利用就会变差，生铁含硫升高，影响到生铁的一级品率和内控达标率。

            表1  2015年份一级品、内控达标率（按炉统计）

3 配食含水量不同焦炭的控制措施

 节流阀的开度，是控制布料速度的关键参数，由于节流阀在布料器的内部，节流的开度不能直接检测到，而且节流阀的开度是由液压油缸控制的，油缸的伸缩长度与节流阀的开度存在着固定的控制关系，为保证炉料按规定的布料矩阵进行布料，满足布料圈数的需要，确立当班工长、岗位工每班次必须到炉顶测量油缸开度和用听诊棒在称量罐外壁与炉料下降时碰撞的声音，用秒表计时：

（1）首先明确布料矩阵规定的圈数、上料槽下料斗的称量重量；

（2）用听诊棒确定实际下料时间，并测量油缸的伸出的长度；

（3）根据下料时间与布料速度比对，得到下料的实际布料圈数；

（4）计算布料规定值与实际测量值的差值；

（5）根据差值，修正节流阀的开度，使布料满足规定的布料制度，并再次测量油缸伸展长度；

根据配食水熄焦或外购焦（含水7.0%）一定比例时，经多次检测的油缸长度、下料时间、节流阀开度，满足布料要求，得出了相应关系对应表。（见表2）

表2   干熄焦比例变化参数调整

     通过运行，外购焦的配食比例的变化，相应的对节流阀开度参数进行了调整，有效的控制了焦炭下料的速度，确保了焦炭布料矩阵的稳定，使高炉上部气流有了合理的分布，维护了炉况顺行，铁水的一级品率和内控指标都取得了良好的效果。2016年1--6月高炉内控达标率和一级品率。（见表3）

              表3  2016年1--6一级品率、内控达标率（内控指标按罐统计）

4  结语

    入炉焦炭含水量发生变化发生变化时，同样重量的焦炭，由于含水量不同，焦炭的体积也就不同，影响了焦炭的正常分布；布料矩阵的偏差对布料精度影响很大，通过对节流阀开度的调整，配合炉顶检测下料时间，利用控制料流速度来达到工艺布料要求，保证了布料参数的稳定，维护了炉况顺行。