莱钢3200m3高炉调整风口面积生产实践

林晓辉，王连昌

（莱芜钢铁集团有限公司 银山型钢炼铁厂，山东 莱芜 271104）

1 前言

莱钢银山型钢炼铁厂3200m3高炉开炉后，对布料制度进行了调整，燃料比降低。2011年6月以来，因提升产能的需要，3200m3高炉扩大了进风面积。风口面积扩大，冶炼强度增加，煤气利用下降，消耗增加。2011年10月由于控制产能，对风口加衬套和更换小风口再次调整送风面积。缩小风口面积的生产实践表明，实际风速过大，燃料消耗增加。2011年12月至2012年9月间逐渐优化送风面积，风速和鼓风动能适宜，消耗降低。为进一步探讨3200m3高炉合理的送风制度，对风口面积调整情况进行总结。

2 调整风口面积生产及分析

2.1 第1阶段：扩大风口面积

因提升产能的需要，2011年6月借更换布料溜槽的机会，对高炉送风面积进行了调整：将原有的36个Φ120mm风口中的9个更换为Φ130mm，风口面积由0.4072m2扩大为0.4278m2。

炉况的典型表现：

1）稳定性差，不抗波动，冷却壁温度容易波动，水温差4～5℃。炉况波动时燃料比上升，炉况稳定时燃料比受控。

2）高炉不接受高风温、大矿批、高顶压操作，不接受较重的焦炭负荷，入炉焦比由以前340～345kg/t的水平退到355～360kg/t。焦比低于355kg/t时风压高，炉况容易波动。

3）入炉焦比高，煤比水平偏低。

4）与扩大风口面积前比较炉缸长期处于不够活跃的状态，风口烧损增加。

2.2 第2阶段：缩小风口面积

进入2011年11月因控制产能的需要，高炉于11月19日借休风的机会，对6#、18#及30#风口加直径为84mm的衬套，高炉送风面积由0.4278m2缩小到0.3957m2。调整风口面积后，鼓风动能由14314kg·m/s上升到15275kg·m/s，炉缸逐渐活跃，透气性指数由33～34上升到35～36，煤气利用率逐渐改善，燃料比由522kg/t下降到512kg/t。因加衬套的风口容易结焦和损坏，12月5日将18#、30#风口小套直接更换为直径120mm的风口，保留1个加衬的风口。12月23日因限制产量，再次休风，将10#、22#、34#风口加直径为84mm的衬套，12月25日22#风口坏，直接更换为直径110mm的风口。至此风口面积为0.3997m2，实际风速维持在290～300m/s（见图1），平均鼓风动能达到16490kg·m/s。燃料比逐渐上升，26日燃料比由正常情况时的510kg/t上升到513kg/t，28日上升到519kg/t（见图2）。

图1 2011年12月缩小风口面积后实际风速变化

图2 2011年12月燃料比变化

2.3 问题点的原因分析

受焦炭质量的限制，长期维持与风口相适应的风量比较困难，鼓风动能仅能维持在13800～14300kg·m/s，远不能达到15000～16000kg·m/s的正常要求，造成高炉鼓风动能长期不足，炉缸中心难以吹透，炉缸长期不活跃，炉况稳定性差，冷却壁温度容易波动，水温差上升，燃料比因此上升。扩大风口面积后，焦炭质量满足不了高炉的强化需要，为了保证炉况顺行，中心焦比例由20%增加到25%，煤气利用水平下降，消耗增加，燃料比上升。再次大风口面积冶炼条件下，操作制度不够合理。

第二阶段缩小风口面积初期，保证了鼓风动能，炉缸逐渐活跃起来，中心逐渐吹透，透气性改善，煤气利用改善，燃料比下降。炉况接受风量能力提高，仍维持6150～6250m3/min的大风量作业，实际风速大大增加，从正常的280m/s左右上升到300m/s，鼓风动能达到17000kg·m/s，造成炉缸中心过吹，煤气利用下降，燃料比又呈现上升的趋势。

3 改善炉缸活跃性的措施

针对扩大风口面积后炉缸活跃性下降、炉况表现煤气流不稳、炉况稳定性差、燃料比上升以及缩小风口面积后实际风速过大、中心过吹、燃料比上升的现状，采取优化送风面积、优化高炉操作、稳定和改善原燃料质量等改善炉缸活跃性的措施。

3.1 优化高炉送风面积

2012年1月25日在原有送风面积的基础上，将原有的Φ110mm的风口调整为Φ120mm的风口，保留3个Φ130mm的风口，所有加衬套的风口全部去掉衬套，风口面积为0.4130m2，高炉的正常风量控制在6100～6200m3/min。需要控制产能时，风口面积调整为0.4035m2，高炉的正常风量控制在6000～6100m3/min。

主要送风参数控制情况见表1。

表1 优化送风面积后主要参数的控制

3.2 优化高炉操作，提高煤气流的稳定性

3.2.1 优化炉顶压力

正常炉况下高炉全风作业时顶压采用225 kPa，顶压与风量匹配，按照顶压=0.0368×风量来设定炉顶压力。在炉芯温度下降初期，炉况表现压量关系宽松，十字测温中心温度正常，仍然采用正常的顶压操作，炉芯温度继续下降，最低到了249℃。经过3个月的摸索实践，在炉芯温度下降期间，预示着炉缸的活跃性下降，为保证鼓风动能和实际风速，全风作业时顶压的使用比正常要低一些。优化实践表明：在炉缸不活跃期间，顶压=0.0355×风量，按照顶压与风量匹配的原则进行调剂，保证鼓风动能和实际风速，有利于炉缸活跃。

3.2.2 优化矿石批重

3200m3高炉2010年3月开炉，同年8月成功进行了大矿批生产实践，矿石的批重长期稳定在110～115 t。自从2012年2月炉芯温度下降以后，在炉芯温度下降3个多月期间，多次尝试将矿石批重扩大到110 t以上，炉况不接受，气流不稳定。只要矿石批重超过105 t，炉况表现压量关系比较紧张。通过摸索实践，在炉芯温度下降和回升期间，炉缸不活跃，将矿石批重稳定在100～105 t。

3.2.3 优化焦炭负荷

3200m3高炉炉芯温度下降之前煤比水平稳定在175kg/t左右，焦炭负荷持续在极限状态下运行。在炉芯温度下降期间，炉况表现好时，及时将焦炭负荷、煤比水平调整到位，始终让炉况处在极限焦炭负荷运行，炉芯温度始终没有回升的迹象。2个多月的摸索实践表明，在炉芯温度下降和回升期间，高炉的焦炭负荷必须保持稳定，保持煤比水平在170kg/t，比正常低5kg/t左右，有利于活跃炉缸。

3.3 稳定和改善原燃料质量

虽然精料对降低燃料比起重要作用，但由于企业自身条件的限制，不可能达到真正的精料水平。因此，在自身原燃料条件下，更要追求原燃料的稳定。莱钢3200m3高炉开炉以后，焦炭质量有所下降，尤其是CSR下降到62%。为此，要求工长做好以下几方面的工作：1）及时跟踪原燃料的变化信息，做到预知预控，避免炉况波动。2）加强看料，每班两次，做好记录。原燃料变差时，一是加强筛分和降低差料的入炉比例，二是要做好原燃料的理化数据检测，及时汇报相关部门。3）加强槽下仓位、平铺料、筛网和筛速的管理，坚持半仓灌料，每班正常使用的振筛空振2次，检查筛底，确保不被堵塞，以保证筛分效果

4 取得的生产效果

在调整风口面积生产实践中，采取了改善炉缸活跃性的一系列措施，炉况顺行，炉况稳定性增强，燃料比下降，生产效果显著。与大风口面积相比较，炉缸活跃性增强，烧损的风口数量显著减少（见图3，2011年7—12月）；优化送风面积后平衡炉温的燃料比由520kg/t降低到512kg/t（如图4所示）；高炉接受大矿批、高风温操作，入炉焦比由350～360kg/t降低到335～340kg/t，煤比由150～160kg/t提升到160～170kg/t。

图3 2011年7—12月调整风口面积期间风口烧损数

图4 优化送风面积后平衡炉温的燃料比变化趋势

莱钢3200m3高炉从2011年6月至2012年1月调整风口面积的生产实践表明：1）当前原燃料条件下，送风面积达到0.4278m2以后，高炉的产能虽然得到提升，但炉况的稳定性差，抗波动能力弱，炉缸活跃性下降，每月烧损的风口数量增加，高炉的消耗增加，燃料比上升。2）大风口面积冶炼条件下，高炉不接受高风温、大矿批操作，入炉焦比上升10～15kg/t，煤比下降10kg/t。3）现有原料条件下，适宜的高炉送风面积在0.4035～0.4130m2，实际风速在280～290m/s，鼓风动能在14500～16000kg·m/s是合理可行的，且能取得比较好的技术经济指标。