宣钢1#高炉静压差预判炉况技术应用

宣钢1#高炉静压差预判炉况技术应用

庞江  武靖喆  路鹏  吕志敏

（河钢集团宣钢公司  张家口  075100）

摘  要：为保证炉况顺利，增加预判炉况手段，将静压差预判炉况技术应用于宣钢1#高炉。建立了高炉炉体静压差与炉内状况、气流变化的对应关系，可准确了解高炉冶炼过程中各区域的冶炼情况，超前预判炉内局部冶炼条件的变化，为高炉操作提供了重要依据。

关键词：高炉；静压差；炉况判断；气流；炉身监测

1 引言

高炉冶炼过程中很重要的一部分是对高炉炉况的提前判断，预判准确才能达到高炉炉况控制的少动微动，确保高炉稳定顺行的目的。传统的以压量关系判断炉况的唯一手段是通过监测炉顶压力和热风压力的变化和变化趋势来推测炉内气流的变化，进而判断高炉状态。但是顶压和风压变化有相对滞后性和位置的不确定性，一旦顶压与风压发生剧烈波动，则预示着炉况变化已成定局，再采取补救措施，往往为时已晚。而且有可能造成炉况大幅度波动，甚至炉况失常。同时这两个点的压力 仅仅反映气流在整体料柱内的通过情况，不能反映料柱的局部冶炼状况，而气流变化正是从料柱的局部开始的。如果能提前发现问题所在，并进行相应调整就可能避免问题加重、事态扩大，这对于高炉操作者来说具有重要的意义。

炉身静压差预判高炉炉况技术就是在高炉炉身高度方向和圆周方向设置多个测压点，格局相邻两点的压力差，及时精确地判断气流在高炉横、纵两个断面上究竟在哪个部位发生了变化，变化的幅度有多大。此项技术最早由宝钢在20世纪80年代引入，虽然国内大中型高炉基本上都安装了炉身静压力监测装置，但是真正运用于炉况判断的却不多。主要原因归纳起来有：习惯性操作；设备维护不到位导致取压点堵塞，不能正常反应炉内压力变化；没有长期的数据积累和分析；没有与其他参数相互关联、印证致使使用效果不好等问题。宣钢一直注重该项技术的学习和使用，通过对静压差的观察发现，静压差的变化较全风压更直观、具体、及时，当炉况发生变化时，炉身静压出现波动较风压出现波动要早，并且位置更明确，程度可控。因此，掌握好静压差的变化规律，在炉况操作上有很好的指导作用。经过长期的数据积累和归纳总结，并与其他操作参数进行相关性分析，建立了静压差与气流的波动、炉况变化的对应关系，使超前判断炉内局部冶炼条件的变化成为现实。现在静压差已经成为高炉主要的炉况判断手段，并形成了一套通过静压差判断高炉炉况的操作方式，为高炉长期稳定顺行提供了又一保障。

2 宣钢高炉炉身静压检测装置

宣钢1#高炉静压检测点在炉身高度方向上共四层，布置在炉腹、炉身下部、炉身上部，高度分别为16.8米，21米，32米。在圆周方向均匀分布6个测压点。相邻位置静压力值相减得到各段静压差值。三层静压力与热压及顶压一起可形成四段静压差。即：热压减五段静压力为静压差4，五段静压力减七段静压力为静压差3，七段静压力减十二段静压力为静压差2，十二段静压力减顶压为静压差1。操作者可以根据静压差判断炉况异常发生在何处，还可以根据压力值确定冶炼过程中的块状带、软融带和风口带的位置，出现异常可以采取相应的措施。

在高炉生产过程中，用氮气连续吹扫取压孔，以防止取压孔被炉内粉尘堵塞。

3 炉身静压差判断炉况

3.1 静压差变化的影响因素

引起静压差波动的因素很多，从外部因素来说，包括入炉的原燃料，高炉操作和设备问题，这些外部因素变化必然会导致高炉炉内气流、凉热、冶炼区域位置和形状等的变化。从高炉操作制度上来说，根据外部条件或要求的不同，操作者会相应调整送风制度、装料制度、造渣制度和热制度。这些变化和调整都会由高炉各段静压差的变化表现出来，如果处理不当或不及时，就会引起炉况恶化甚至导致事故。因此需要操作者对炉身静压差进行长期的观察、分析和总结，同时结合其他的监测手段和参考数据，综合分析判断高炉炉况变化趋势，找到静压差和气流波动、炉况变化的对应关系和变化规律，及时可靠掌握炉内状况。

3.2 正常炉况下的静压差变化

   高炉生产追求的最基本目标是稳定顺行，在正常情况下，高炉各段静压差是相对稳定的，圆周方向的静压差相差在很小的范围内。虽然冶炼的条件在不断变化，气流也不断变化，但是只要在一定的范围内，高炉就能保证稳定顺行。宣钢1#高炉在稳定顺行阶段，炉身静压差各段在正常范围内波动，上部波动范围基本上小于8KPa，变化主要受原燃料变化影响；下部压差相比上部压差波动偏大，波动范围在20 KPa以内，变化主要受热量变化影响。

高炉向热的过程中，容易引起炉身静压差的波动。炉身静压的表现主要有：炉腹部位的静压差升高，同时炉身中下部压差逐渐爬坡，全炉压差升高，料速减慢。此时应采取降低炉温的措施，降低全炉压差，保证高炉的稳定顺行。

   高炉向凉时一般不会引起静压差的大幅波动，高炉的中下部静压差均较低，透气性变好，料速加快。

3.3 异常炉况下的静压差变化

   高炉生产中一旦出现静压差波动超出正常范围的情况，说明高炉局部气流出现较大波动，如果没有及时处理，炉况会逐步恶化，出现崩悬料、炉顶出气流现象。

   管道对整体的料柱均匀性会有较大的影响，出现管道前局部静压差会波动15~25 KPa，管道过后逐渐恢复正常，但下部压差会上升较多，透气性恢复后逐渐恢复正常值。料柱会在圆周方向出现严重的偏尺情况，在静压差的表现上就是圆周方向的静压差出现波动。宣钢2500m3的操作经验来看，出现管道之后，乱料下达软融带会再次引起炉身静压差的大幅波动，操作上应引起足够的重视，逐渐减少乱料对高炉炉况产生大的波动，最终保证高炉料柱的稳定均匀。

    悬料时，静压差会出现大的波动，上部悬料，静压差1会较正常升高很多，一般20 KPa左右；下部悬料，静压差2或静压差3会升高很大，一般30 KPa，甚至更多。大幅减风，崩料后会造成炉温的大幅波动，一般是升高。整个料柱的均匀性会破坏，导致炉况出现波动。发生悬料征兆时，静压差变化比全炉压差早5~10s，为防范炉况失常发生提供了可能，可提前采取措施，降低炉况影响。

以上异常炉况通过静压差监测和判断，操作者发现异常事件比全炉压差最早可提前15分钟。气流状态超出正常范围的静压差波动后，应及时采取措施了控制异常炉况的发展，如果措施得当，能避免炉况失常的发生。宣钢2500m3规律一般静压差1在22~33 KPa，静压差2在30~40 KPa，静压差-10~5 KPa，静压差4在80~95 KPa较为合理。所以静压差开始出现异常波动时，应及时采取相应措施了控制静压差波动的进一步恶化，减少炉况波动。

4 全炉压差和静压差判断炉况的实例对比

4.1 全炉压差判断

   图1和图2分别是宣钢2500m3高炉在运行过程中悬料期间各段静压差趋势和高炉风压、风量、顶压和料尺各项主要参数的趋势。通过这两张图可以看出，在高炉基本顺行的情况下，静压差开始出现波动，然后上部压差急剧升高，悬料前上部两个静压差达到120KPa，大大超出波动范围，然后全炉压差之为162KPa，属于正常值，当时依据全炉压差判断，没有进行调整。但随后料线“打横”，停止下降，发生了上部悬料，再采取措施时，已造成炉况剧烈波动，且市场时间较长。如果按照静压差判断，实施提前减风操作，可及时控制高炉炉况，避免悬料发生，炉况恢复过程要快得多。

4.2静压差判断炉况

  图3和图4显示，在静压差出现波动后，操作者及时采取相应的措施，控制住异常炉况的发生，经过减风，滑尺后，风量很快恢复至正常水平。

从两次操作的对比可以看出，依据全炉压差判断炉况，不能及时发现炉况失常的苗头，延误调整时机，容易使问题扩大化。依据静压差判断，在炉况局部发生轻度波动时，能及时准确地捕捉到问题所在，及时采取相应的措施，将炉况波动降低，能保持高炉的长期稳定顺行。

5 结论

通过高炉炉身静压差能准确了解高炉冶炼过程中各区域的所处位置和基本情况，及时掌握料柱和气流出现问题的具体位置，可以作为高炉操作调剂的重要依据。高炉静压差波动较热风压力和顶压波动提前5~10分钟，可以预判高炉炉况运行趋势，便于操作者提前采取措施，减少高炉失常的几率，保持高炉长期稳定顺行。

参考文献

［1］由文泉.实用高炉炼铁技术.冶金工业出版社.2002.6

［2］周传典.高炉炼铁生产技术手册.冶金工业出版社，2002.8：6

［3］黄希祜.钢铁冶金原理.北京 冶金工业出版社.2006

［4］王忱.高炉炉长技术管理300问.鞍钢炼铁总厂.1991:210.