宣钢4号高炉稳定炉体热负荷实践

王海涛　褚润林　张利波　尹奎升　曹建学

(河北钢铁集团宣钢公司)



宣钢4号高炉稳定炉体热负荷实践

王海涛褚润林张利波尹奎升曹建学

(河北钢铁集团宣钢公司)

对宣钢4号高炉炉体热负荷长期稳定生产实践进行了总结。通过量化风速、动能，保证稳定而有力的中心气流，保持适宜的平台宽度和漏斗深度，优化炉前出铁，合理休复风操作等措施，实现了高炉炉体热负荷的长期稳定，为维持合理炉型和高炉长寿创造了条件。

炉体热负荷稳定

0　概况

宣钢4号高炉(1800 m3)于2005年10月24日点火开炉，本高炉采用了PW串罐无钟炉顶、双边矩形出铁场、全软水联合密闭循环、三段铜冷却壁(炉腹、炉腰、炉身下部)、法国技术国内制造的陶瓷杯、日本NDK碳砖、3座改进型高温内燃式热风炉等一系列先进设备。4号高炉经过长期的理论研究和生产实践，实现了炉体热负荷的长期稳定和可控化，为髙炉保持稳定顺行、低耗、长寿奠定了基础。

1　热负荷波动原因分析

1.1原燃料品种复杂、切换频繁

4号高炉原料结构为：烧结矿+外购球团+块矿。其中，烧结矿的种类有：一烧、二烧；球团矿的种类有：赤城球、贾球、烟球、青龙球；生矿为：蒙古矿及澳矿。焦炭为：文峰焦+梗阳焦+捣固焦。

原燃料品种日益复杂且频繁切换，导致高炉软融带位置、厚度不稳定，边缘气流易发展，表现在炉内渣皮不稳定，频繁出现滑落现象，炉体热负荷波动大。

表1　4 号高炉焦炭品种及成分性能

1.2上下部制度不匹配

对于高炉布料采用“平台+漏斗” 布料制度，一般而言，平台窄，漏斗相对较大，中心气流相对较强；平台宽，料斗相对较小而且平坦，中心气流相对较弱。因此适宜的煤气流分布需要保证一定宽度平台，结合生产条件适当微调使其适应原燃料条件与高炉冶炼特点，达到中心和边缘合理煤气流分布[1]。

在原燃料质量较好的过去，大风口，大风量起到了较好的效果，随着低成本战略的不断深入，原燃料质量逐步走差，尤其是入炉品位下降渣比升高，料柱透气性降低，过去的大风量、大风口与现今炉况不相适应。

1.3外围影响

1.3.1日常渣铁处理

由于炮泥使用上为多厂家，质量参差不齐，经常出现潮铁口、漏铁口、浅铁口、烧铁口等不正常情况，铁口合格率严重降低，开铁口晚点或大量亏渣亏铁导致气流波动，给高炉出铁带来了较大困难，大量渣铁滞留在炉内，恶化了高炉料柱的透液性和透气性，严重制约了高炉炉况稳定顺行。

1.3.2倒场作业

4号高炉出铁模式为单场出铁，每月一次的倒场，每次倒场前几炉铁铁口浅亏渣亏铁量大，或由于卡焦、倒焦、铁流速低，造成炉内憋风，参数大幅度波动。炉温和碱度波动影响软熔带和滴落带煤气分布，对渣皮冲击很大，总结发现[Si]波动达0.3%，碱度波动达0.05倍，渣皮易产生脱落，从而导致热负荷大幅度波动。

1.4休复风影响

在高炉定休和无计划休风复风过程中，煤气流重新分布，热负荷易出现波动。同时，以前高炉休风采取集中加焦方式，复风后热量集中下达，炉温高，高压低量现象明显，渣铁流动性差，后续降炉温过程又容易过头，以至造成热制度波动引发边缘煤气流不稳，炉体热负荷升高，燃耗增加。

2　稳定炉体热负荷措施

2.1量化风速、动能，保证稳定而有力的中心气流

生产经验表明, 不同的炉缸直径, 应选择相应的鼓风动能值。风口面积是决定鼓风动能的一个重要参数。风口面积过大, 将导致鼓风动能不足, 边缘气流发展, 冷却壁热负荷升高；过小,将导致风压过高,炉况不稳[2]。

匹配当下原燃料品种复杂，经济料渣比升高的条件，改变过去靠“大风冶炼治百病”的操作理念，4号高炉利用休风机会高炉逐步缩小风口面积，提高风速和鼓风动能，控制死焦堆体积，保证炉缸透气性，透液性。休风过程中逐渐用Ф115 mm风口替换Ф120 mm风口，风口面积由0.2904 m2稳定至现在的0.2774 m2，见表2。4号高炉实际风速由220 m/s～230 m/s提高到230 m/s～250 m/s，鼓风动能由100 kJ/s～110 kJ/s提高到110 kJ/s～120 kJ/s，有利于回旋区向中心推移，实现了炉缸活跃及边缘气流的稳定。

表2　宣钢4号高炉风口调节统计表

注：风口长度均为600 mm。

2.2稳定适宜的平台宽度和漏斗深度，提高煤气利用率

合理适宜的上部布料制度是高炉稳定顺行的重要保障。现代高炉装料制度中，边缘平台与中心漏斗是最重要的组成部分，两者的分界线直接关系焦炭平台的宽度和中心漏斗的深度，是影响炉内煤气分布的关键因素[3]。针对原燃料品种复杂且频繁切换的现状，4号高炉在上部制度调整上采取按照“制衡”的原则，抑制边缘，找准中心，通过不断的总结和观察，当靠近炉墙处平台宽度在1.0 m左右，中心漏斗深度在1.5 m左右时，“平台+漏斗”料面结构较为理想 。其效果是改善了间接还原，使边缘软熔带下移，降低了滴落带阻损，从而降低了炉体热负荷。

随着制度优化，料柱透气性改善，边缘气流趋于稳定，炉况稳定性增强，煤气利用率提高，燃耗降低。其2008年至2015年燃料比变化趋势如图1所示。

图1　宣钢4号高炉燃料比变化趋势

2.3稳定外围组织

2.3.1日常渣铁排放管理

炮泥的质量是制约铁口出铁的重要因素，高炉对炮泥厂家实行竞争机制，对质量不合格的炮泥予以辞退，最终确定下一家最优厂家，且在使用过程中让厂家专业人员长期跟踪其使用质量变化情况，以便做出及时调整。

同时加强炉前铁口的维护，稳定打泥量，严格控制潮铁口、漏铁口、浅铁口、烧铁口等不正常情况的出现，避免开铁口晚点或大量亏渣亏铁导致气流波动。努力达到正常生产堵口后20 min起炮，30 min～35 min打开铁口，铁口深度控制在2.8 m～3.2 m，正常铁流速度在4.8 t/min～5.5 t/min，为正常的生产提供保障。

2.3.2平稳过渡倒场

倒场前炉前做好充分准备，倒场前一天视炉况轻负荷100 kg/批～200 kg/批，改善料柱透气性，同时适当提高炉温，降低炉渣碱度，保证物理热充足，改善渣铁流动性，平稳过渡倒场。

2.4合理休复风操作

经过不断摸索实践，4号高炉采用了减矿比的方法加休风料,分段加焦、轻负荷, 避免了集中加焦下达后高炉热制度波动，改善了料柱透气性, 热量平稳过渡，渣铁热量充沛稳定, 送风后炉况恢复用时缩短，热负荷相对稳定，同时减少了由于休复风而引发的风口烧损工艺事故。

3　效果

通过采取以上措施，4号高炉下部圆周方向渣皮均匀稳定,铜冷却壁温度正常范围内小幅度波动，煤气流均匀稳定,实现了较为理想的“上稳下活”，炉体热负荷稳定在4500×10 MJ/h～7500×10 MJ/h。其2008年至2015年炉体热负荷变化趋势如图2所示。

4　结语

(1)在原燃料品种复杂且频繁切换的条件下，坚持打通中心, 适当增加鼓风动能保证炉缸活跃，这是稳定炉体热负荷的基础。

(2)按照“制衡”的原则，保持足够的中心漏斗深度，适当抑制边缘，可以使边缘软融带根部下移，降低炉体热负荷。

图24号高热负荷变化趋势

(3)强化生产组织管理，保持炉况稳定减少炉墙渣皮脱落，稳定产量以保持稳定的风氧量是稳定控制热负荷的关键。

[1]纪恒．承钢4#高炉冷却壁热负荷控制实践[J]．北方钒钛，2014(4)：45-50．

[2]王天球．3BF控制冷却壁热负荷的实践[J]．宝钢技术，2002(6)：25-27．

[3]张贺顺，马洪斌．首钢调整高炉煤气分布的生产实践[J]．鞍钢技术，2010(2)：43-47．

PRACTICE ON STABILIZING HOT LOAD OF No.4 BF STACK IN XUAN STEEL

Wang HaitaoChu RunlinZhang LiboYin KuishengCao Jianxue

( Xuansteel Ironworks，Hebei Steel Group)

The paper summarizes the practice on long term stablizing hot load of No.4 BF in Xuan Steel. A series of effective technical measures were taken such as quantificative wind velocity and blast kinetic energy to ensure central gas flow, maintain suitable platform width and funnel depth, optimize tapping, make blowing down and reblowing operation reasonably and so on, realize long-term stable hot load, that produces condition to maintain proper operating-profile and BF long campaign.

furnace stackhot loadstability

联系人：王海涛，工程师，河北.张家口(075100)，河北钢铁集团宣钢公司炼铁厂；2016—2—26