济钢1750m3高炉炼铁技术进步

关键词 高炉 强化冶炼 技术

1概况

济钢自2003年9月以来相继投产三座1750m³高炉，在设计中均采用了一系列先进实用技术。面对炉容突然扩大(原有高炉炉容均为350m³)，特别是从未用过的溜槽布料，这些都另高炉操作者一时无所适从。但是具有勇气和智慧的炼铁人，通过不断总结高炉技术操作经验和开展技术创新，坚持走济钢“高炉既要善待，又要自强”的炼铁方针路线，逐渐形成自己的一套大型高炉炼铁操作理念和核心技术，各项技术经济指标取得了明显进步，见表1。

2炉顶布料技术

好的装料制度，是为了创造长期稳定顺行的炉况。这就要求发展中心气流，稳定边缘气流，煤气利用好，高炉在较高冶炼强度下炉况稳定顺行，极少崩、悬料。

自2005年8月在2#1750高炉开始进行矩阵大角度外推布料实践，成功后逐渐在其它高炉推广应用。矩阵大角度外推，即通过逐渐增加布矿档位的角度和直接增加矿石档位，以形成稳定的边缘矿焦平台、中心漏斗式料面分布。实践证明，这种装料制度有利于形成稳定的边缘、中心两道煤气流，降低煤气阻损，改善料柱透气性。以2#1750高炉为例，各阶段所使用的典型布料矩阵情况见表2。

通过上述矩阵的档位外推，矿角位大于焦炭角位，各角位上的焦炭环数倾向于平均分配，这样更有利于在靠近炉喉边缘处形成焦炭平台。由主要依靠边缘煤气流转化为边缘气流受到抑制、中心气流成为主导气流的煤气流分布。这种气流分布既能使煤气的热能和化学能得到充分利用，又能保持煤气的两条通路，有利于炉况稳定顺行。

边缘煤气流指数W值可以作为判断煤气流分布是否合理的重要依据^[1]，高炉边缘煤气流指数 通过反复摸索，适合济钢1750高炉强化冶炼的W值在0．7～0．85之间。适当抑制边缘煤气流，边沿气流稳定了，炉墙渣皮就能稳定，煤气利用得到改善。W值不能过低，否则边缘煤气流较弱，容易引起炉墙结厚。

3 活跃炉缸技术

获得稳定顺行的炉况，合理的送风制度是基础。在风口前形成较长的循环区，使煤气的初始分布向中心延伸，减少中心死料柱，改善炉缸中心的透气性和透液性，对提高炉缸工作的活跃性是非常重要的。

随着高炉的不断强化，结合原料条件和炉况顺行状况，由煤气量增大引起的中心气流发展，往往被矿焦比升高、料柱透气性变差所掩盖，此时，增加鼓风动能，打开中心气流显得尤为重要。

随着煤比的增加，焦炭负荷加重，炉内透气性变差，引起风口回旋区在炉缸径向缩短。从而导致边缘气流发展，中心气流不足。同时，由于煤比提高人炉焦炭量减少，死料柱中焦炭停留时间加长，焦炭质量下降严重。因此，促进炉缸活跃已是迫在眉睫，对炉况稳定非常关键。

通过改变风口角度、直径、长度，力求大风量，以改善鼓风动能，控制适宜的风口回旋区。高炉风口由原来直径120mm和130mm间隔使用模式逐步缩小为全部为120mm，风口长度由550mm延长至580mm，斜度由原来的斜3度变为斜5度。这些措施保证了炉缸的活跃。

从高炉长寿角度来说，炉缸“锅底状"侵蚀是最理想的，这也是活跃的炉缸所具有的明显特征。因此，可以通过实时监控炉缸炉底中心温度与炉缸侧壁温度情况，判断炉缸的活跃性，并指导炉内操作。

另外，造渣上调剂合适炉渣碱度，热制度上寻求充沛的炉缸物理热，保证良好的渣铁流动性，对促进炉缸活跃也是十分重要的。目前原燃料条件下，高炉炉渣二元碱度要求控制在1．05～1．15之间，铁水物理温度不低于1490℃。

4 高风温、富氧喷煤技术

随着高炉操业水平的提高，实际使用风温水平也在不断提高。高风温不但为高炉带人了宝贵的物理热，而且可以快速加热煤粉，促进煤粉提前着火，利于煤粉化学能的充分利用。高炉生产中一方面要努力提高热风炉的操作水平，另一方面在高炉正常生产时，一定要坚持全风温操作。目前济钢1750高炉所用风温基本稳定在1200℃。

富氧是弥补喷煤后风口理论燃烧温度降低的有效措施。富氧增加了鼓风中的氧浓度，加快氧向煤粉表面的传递速度，促进煤粉燃烧，提高煤粉燃烧率。当然，富氧率不是高喷煤的决定因素，应主要根据冶炼强度进行调整，即把富氧率主要作为控制冶炼强度和改善煤粉燃烧的手段。

控制适宜的理论燃烧温度，就能掌控高炉的炉缸热 状态。适宜理论燃烧温度是由原燃料条件、冶炼状况等因素决定的。根据生产状态良好时的高炉参数，确定高炉适宜理论燃烧温度的大致范围，然后结合具体条件，确定吨铁(较大)喷煤量，就可以在现有原料条件和风温水平下，根据此适宜理论燃烧温度反过来确定适宜的富氧率嘲。总之，富氧喷煤高炉日常操作调节时，要以适宜理论燃烧温度为控制目标，各操作参数要协调进行。各高炉煤比与富氧之间的趋势关系如图1所示。

5炉型维护技术

济钢非常重视高炉操作炉型的维护，认为合理操作炉型是高炉得到强化冶炼和获得稳定良好指标的基础。要维持合理的操作炉型，就必须控制适宜的边缘煤气流和适当的冷却强度。前者主要通过控制边缘的矿焦比和下部适宜的鼓风动能来实现，减小边缘煤气流的波动，将软熔带根部稳定在合理的位置，避免其上、下位移过大。后者则通过控制冷却水温度和水量来控制^[3]。

由于冷却壁设计等方面的原因，四段冷却壁漏水导致高炉顺行受影响，针对高炉各自运行情况，曾三次项修停炉更换破损的冷却壁。通过三次更换风口区冷却壁的施工实践，已经形成了一套比较成熟的改造方案，为以后的高炉冷却壁的改造提供了可靠借鉴。在降料面至风口更换好风口段冷却壁后，实施炉内喷涂造衬，喷补的最终目的之一就是在短时间内修复高炉炉型，以满足高炉操作的需要。喷补后高炉内型表面均匀、平整，目测效果很好。高炉喷补后的开炉非常顺利，均能快速达产达效。

结合高炉实际情况，研究开发了高炉炉衬温度与热负荷监测模型。描绘冷却壁温度分布及炉体热负荷分布(如图2所示)，实现对高炉炉体的工作状况在线监测，从而推测高炉炉型和煤气流分布情况，为高炉操作者调整炉况寻求合理操作炉型提供借鉴。

结语

济钢1750m³高炉几年来炼铁技术取得了长足的进步，这些技术之间又相辅相成，共同形成了高炉“上稳下活”的良好顺行状态，经济技术指标逐步得到改善。煤气流控制需要将炉顶布料与活跃炉缸结合起来，并维持全理的操作炉型，加之高风温、富氧喷煤，提高高炉强化冶炼水平。今后发展方向是在高冶强下追求下更低燃料消耗和高炉长寿，以求更远的经济效益。