包钢4150m3高炉2017年操作技术的进步

季文东  李亮  赵洋

（内蒙古包钢，内蒙古 包头 014010）

摘  要：包钢两座4150m³高炉在2017年使用经济料情况下，不断优化操作参数，对装料制度进行了较大调整，实现了煤气流的合理分布。解决了长期困扰高炉的顺行问题以及风口曲损、布料器寿命短等关键限制问题，同期高炉利用系数不断攀升，燃料比稳步下降，炉况顺行周期得以不断延长。本文对该段时间内取得的成功经验进行总结。

关键词：高炉；顺行；气流分布；炉型管理

The Improvement of Operation Technique At Baogang’s  4150m3Blast Furnace in 2017

JI Wen-dong, LI Liang, ZHAO Yang

(Baotou steel union co.LTD.Inner Mongolia, Baotou 014010)

Abstract：In 2017,  two 4150m3 blast furnaces of Baogang in the case of using economy material, then constantly optimize the operating parameters, adjusted largely the charging system and finally realized the reasonable distribution of the gas flow. It’s solved the long confused problems of production successful in blast furnace， damage the tuyeres and short life of distributor and other key restricted problems. In the same period, the capacity factor of blast furnace rising continually, the fuel ratio steady decrease, and the furnace condition anterograde cycle can protract constantly. In this paper, which is summarized the successful experience during this time.

Key words：blast furnace, production successful, air distribution, inner profile management

2017年俩座4150m³高炉年产616万吨生铁，较2016年572万吨的年产量提升了44万吨，其中以6、7、8三个月取得的进步最为显著。从17年年初开始焦炭质量不断恶化，在克服焦炭质量下降的前提下，高炉不断摸索装料制度。5月份开始高炉利用系数、燃料比均达到较好水平，并成功的解决了炉况波动大、风口曲损严重、高炉顶温高布料器寿命短等关键性问题。

1概述

包钢稀土钢炼铁厂拥有两座公称容积4150m³的巨型高炉,其设计高径比为2.04，属于矮胖型设计的现代化大型高炉。配备了采用平坦化设计的矩形双出铁场，,设4个出铁口，配套圆盘法水渣处理系统。高炉采用全冷却壁结构，38个风口、采用软水密闭循环冷却；配有4座卡卢金顶燃式热风炉；槽下系统分散筛分、分散称量；炉顶采用并罐无钟装料设备。两座高炉分别于2014年5月、2015年10月开炉，开炉后包钢人在无大高炉操作经验的基础上，不断的摸索与实践，依托不断的技术创新与课题攻关，不断的克服技术上的误区，不断优化操作参数，改革装料模式、优化高炉煤气流分布，在2017年高炉的操作技术上取得了较大的进步，主要体现在：

（1）高炉利用系数不断提高。

（2）煤气利用逐步改善、风温水平创新高、高炉燃料比在不断下降。

（3）炉况稳定性在不断改善，异常炉况大大减少，炉况顺行周期不断延长。

（4）炉型逐步归整，铜冷却壁的挂渣稳定性逐步增强，掉渣皮的现象得到了极大改善，软熔带根部较低带来的风口曲损以及部分风口生降严重的现象得以消除，铁水物理温度与化学温度的对应性逐步改善。

（5）炉顶布料器的不断改造以及高炉顶温管理水平的提高实现了布料器使用寿命的不断延长，为提高高炉产量做出了较大贡献。

2 主要技术进步与经验总结

2.1 利用系数的稳步攀升

俩座高炉开炉后曾在较长一段时间内采用了边缘压制、中心小范围适度开放的装料制度。此种装料制度形成的软熔带根部、顶部均较低，块状带较大。具有间接还原区大，燃料比低的特点。但是，压差高、冷却壁掉渣皮现象频繁、炉况顺行周期短、风口曲损等问题日益凸显。随着高炉入炉料逐步向“经济料”转变，入炉烧结矿变料频繁，焦炭性能逐步下降，2016年CRI、CSR(22.76、68.95),2017年CRI、CSR(25.13、64.97)，下降明显 。高炉装料制度开始向中心开放、边缘抑制的方向发展。该方向改善了炉况的顺行，但指标差、风口曲损严重，为解决以上问题，高炉装料制度逐步向“疏松边缘，适度压制中心”转变。制度成形后，软熔带根部逐步升高，困扰高炉的风口曲损问题得以消除、炉况顺行周期大大延长，高炉富氧创开炉新高，炉况接受强化，利用系数得以不断提高（如图1所示）。

2.2 高炉燃料比的不断降低

高炉燃料比的控制上主要以高炉顺行为基础、原燃料管控为前提。在进行装料制度改革后，炉况顺行周期延长，尤其是软熔带根部的逐步升高使得风口前的“生降”现象消失。减少了大量未充分还原的生矿进入炉缸的现象，物理温度对应性逐步好转^[1]。在原料管理上加强对原燃料质量变化的监控，实行原燃料质量正常检测与不定时的抽检相结合，槽下实行严格的T/h控制，筛除入炉粉末；操作上不断提高风温，一般来说提高100℃风温可降低燃料比15kg/t左右，在2017年7月俩座高炉风温的使用均达到1207℃，创造了开炉以来的历史记录，另外高富氧、高顶压的使用也从降低吨铁热损失、降低炉尘吹出量上为降低生铁燃料比做出了贡献；另外，风口曲损的攻关效果明显，至7月份俩座高炉“砸风口”的现象全部消失，在线的喷枪数目得以保证，煤粉的均匀喷吹保证了煤粉的充分燃烧，最大限度的提高了煤粉的置换比；在槽下对原孔径25mm的焦炭筛全部改为22.mm5孔径，改造后焦丁数量下降，筛上焦炭数量增加，可以保证焦炭平衡为进一步上矿焦比做贡献。由表1可见，俩座高炉的控制参数变化。

表1 包钢4150m³高炉2017年1-7月指标提升情况

2.3风口曲损的消除

风口曲损的主要是原因是渣皮频繁脱落以及软熔带根部过低。风口曲损时不能喷煤，限制了高炉煤比的提升了以及整体矿焦比的提高，，严重时还会造成小头漏风、风管烧红，甚至会造成被迫休风处理。由于不能喷煤的风口区域煤气量低，该部位的软熔带位置较正常喷煤的风口更低，大面积连片的出现风口曲损后软熔带圆周方向分布不均，影响了高炉的二次煤气分布。针对两座高炉软熔带根部过低，更换风口时，风口大量下达生矿的现象，我们采取外扩焦炭的方式来疏松边缘矿焦比，增强边缘气流。通过小幅加重中心矿焦比、微调无矿区的方式来营造“稳定、充沛的中心气流”。如图2所示，边缘、中心矿焦比在不断调整后，软熔带的根部不断上升，风口曲损的次数逐步降低。壁体稳定性也在不断增强，我们用炉腰部位的月度冷却壁温度偏差值来表征该部冷却壁温度稳定性。如图3所示，可见其标准偏差值在不断下降，表明该段冷却壁渣皮稳定性在不断增强。

中心O/C与风口曲损趋势                              冷却壁温度月度标准偏差趋势

2.4 煤气流分布的合理化

两座高炉在17年初普遍存在顺行周期短，炉况易波动的现象。从休风料面观察，边缘无火，中心无矿区大，边缘环沟较深。针对此种现象，我们在2017年对高炉的装料制度进行了重大调整，整体的调整思路是逐步疏松边缘气流稳定开放中心气流经过近3个月的调整，炉况稳定性大大增强、崩滑料减少、煤气流分布得到改善、煤气利用逐步提升、热负荷稳定、高炉的抗波动能力不断加强。上部装料制度方面的经验我们总结为：

（1）要控制炉喉边缘环沟深度，防止出现非稳态布料难以控制边缘实际O/C的情况。

（2）边缘要保证一定的焦炭数量，此举可大幅增强高炉抵抗力、稳定壁体、减少“渣皮”掉落次数、抬高软熔带根部，消除风口曲损现象。       

（3）保证中心稳定的中心气流是大高炉顺行的“生命线”。

2.5 布料器寿命的攻关

包钢7^#高炉自2014年5月投产以来，由于溜槽撒料、布料不均匀，布料器托架及溜槽无力抵抗高炉炉顶持续高温，多次出现托架及溜槽变形，一直制约着高炉的正常生产，截止2016年9月7高炉更换溜槽13台▪次，更换布料器3台▪次。2017年2月、3月、5月分别出现溜槽脱落、托架变形情况，高炉被迫休风更换。鉴于此种情况通过对更换下来的布料器测量分析，并进行以下改进^[2]。

（1）中心喉管缩径

布料器中心喉管内径由原设计DN750改为DN650。改型后可以有效束缚料流，减少布料偏析，避免向溜槽侧面溢料、撒料，增强了炉喉料面布料的均匀性。

（2）增加布料器托圈冷却装置

经过对布料器寿命分析，增加了托架冷却装置，直接冷却布料器托架所处的高温区域，避免托架高温变形，提高布料器使用寿命，对高炉稳定顺行增加了保障。

（3）改变布料器溜槽托架材质

溜槽托架作为布料器的关键部件，如何提高托架使用的可靠性，才是最终解决布料器寿命的关键因素；通过对前几年布料器托架材质及大量实践使用情况分析，选择了高温稳定性好、耐热的ZG42CrMoV材质。

3 结语

2017年高炉通过管理升级以及技术创新、课题攻关实现了利用系数的提升、燃料比的降低。消除了风口曲损、延长了顺行周期、增强了炉况的抵抗力，总结的实践经验为

（1）控制适宜的环沟深度，增加边缘焦炭厚度，提高软熔带根部高度、适度降低顶部高度是延长高炉顺行周期，强化冶炼、降低燃料比的主要控制方向

（2）加强原燃料管控为炉况顺行，降低燃料比贡献巨大。

（3）关键设备长时间稳定运行是炼铁高效生产的基础。

参考文献

[1] 周传典·高炉炼铁生产技术手册·冶金工业出版社

[2] 东升，季文东，高万梁。包钢布料器在大型高炉的应用与改进。包钢科技，2018，（01）.