宣钢1号高炉操作技术突破

吕志敏

（河钢集团宣钢公司炼铁厂， 河北 宣化 075100）

1 宣钢1号高炉概述

宣钢1号高炉，有效容积2 500 m3，于2008年3月15日点火生产，至今生产接近11年余，单位炉容生铁产量8 057 t/m3，炉役处于末期阶段，冷却壁水管破损23根，造成炉型难以控制，炉况顺行程度差，炉缸炭砖温度阶段性升高，威胁安全生产。2010年7月掺烧转炉煤气后，由于转炉煤气含尘量远远高于高炉煤气，造成了2017年10月份以后风温下降，影响高炉强化冶炼。为了处理护炉和提高产量、风温和降耗的矛盾，宣钢1号高炉积极调整下部送风制度，并日趋合理，在此基础上，扩大矿批、调整布料矩阵，较好地解决了强化与护炉、风温与降耗的矛盾。

2 提高风量及产量

2018年市场形势较好，公司要求提高产量。宣钢1号高炉通过提高风量，提高顶压，进行强化冶炼，风量提高了100～150 m3/min。提高风量后，为控制炉内气流流速，提高顶压25～30 kPa，扩大矿批至70 t，增加矿层厚度，稳定气流分布，炉况顺行程度改善，提高煤气利用率。2018年生铁产量总计2 137 064 t，较2017年产量增加197 682 t，取得了显著的效果。宣钢1号高炉2018年日产量见图1。

注：9月、10月、12月配合钢轧厂检修，宣钢1号高炉休风率较高。

3 低风温操作技术

2017年10月份开始，热风炉烧炉时出现煤气阻力增大，吃煤气能力下降的现象，高炉风温水平不断降低，由之前的1 070℃下降到最低980℃左右，对高炉炉况和技术指标产生了较大的不利影响。经技术人员分析研究，一致认为正是由于煤气含尘高导致格子砖通道渣化堵塞，最终使热风炉烧炉时煤气阻力升高，风温降低。宣钢1号高炉2018年风温见图2。

图1 宣钢1号高炉日产量

图2 宣钢1号高炉2018年风温趋势

由于热风炉造成的格子砖渣化堵塞短期内不易消除，针对低风温的现状，高炉必须调整当前的操作制度，以适应低风温条件下的高炉正常冶炼及指标改善。

3.1 加长风口长度，缩小风口面积

风温高能提高鼓风动能，风温低则鼓风动能下降。风口面积0.330 3 m2缩小至0.328 5 m2，风口长度由585 mm加长至615 mm，铁口上方风口加长至635 mm，鼓风动能达到了 11 000～12 000 kg·m/s，见图3。

3.2 风口前理论燃烧温度控制

适宜的理论燃烧温度应能满足高炉正常冶炼所需的炉缸温度和热量。根据理论燃烧温度经验计算公式，风温每降低100℃，理论燃烧温度下降约80℃，1号高炉风温下降了约90℃，理论燃烧温度降低70℃左右。为维持风口前理论燃烧温度，炉内采取提高富氧率，由4.2%提高至5.0%，提高风口前理论燃烧温度35℃左右，在一定程度上减小了1号高炉风口前理论燃烧温度降低的幅度。目前风口前理论燃烧温度维持在2 150～2 200℃，见图4，达到了目前大型高炉正常冶炼的中下限要求。然而富氧率的增加，一方面提高了高炉喷吹煤粉的置换比，减少未燃煤粉对高炉冶炼进程的不利影响；另一方面，富氧率的增加缩短了风口前回旋区的宽度与深度，这一不足可以通过加长风口来补偿。

图3 宣钢1号高炉鼓风动能趋势

图4 宣钢1号高炉风口前理论燃烧温度

3.3 热制度、造渣制度的控制

高炉风口前理论燃烧温度降低，最直接的是影响炉缸热量的降低，炉缸热量发生变化后，使高炉初始气流分布发生变化，对高炉整体稳定顺行不利。因此，为保证正常冶炼所需要的炉缸热量及合理的初始气流，1号高炉炉温（硅质量分数）控制由之前的0.25%～0.40%提高至0.30%～0.45%，铁水物理热严格按照1 500℃～1 520℃控制，炉渣二元碱度R2按 1.15～1.20 控制。

3.4 上部装料制度调整

合理的装料制度是炉况长期稳定顺行的基础，不仅可以维持合理的操作炉型，又能提高煤气的利用率降低燃耗。随着1号高炉风温水平的降低，炉内表现为边缘煤气流发展，中心气流减弱，炉内通过适当增加中心漏斗深度、增加边缘矿焦比等方法来放开中心，稳定边缘。在这一过程当中，边缘不能压得太“死”也不能太“活”，否则极易造成炉墙黏结，所以需密切关注壁体温度和水温差的变化，发现跑偏时，及时调整。在下部调剂的基础上，通过不断的研究、探索，宣钢1号高炉矿批68～70 t，布料矩阵维持较多的中心焦量，保障中心气流。

经过不断的探索研究和调整，突破了低风温操作技术瓶颈，降低了焦比、燃料比，其2018年焦比、燃料比变化情况如图5所示。

图5 宣钢1号高炉2018年焦比、燃料比降低趋势

4 高效综合护炉技术

如下页图6所示，2018年4月16日炉缸炭砖T559温度升高幅度较大，由362℃升高至563℃，威胁到安全生产。由于宣钢1号高炉已经处于炉役末期，炉缸炭砖均存在不同程度的侵蚀，所以此次护炉采取整体护炉与局部护炉相结合的方式，采取多种护炉措施，同时还要处理好护炉与强化冶炼的矛盾。

由于炉体水量已经用至最高，没有调节余量。高效综合护炉措施如下。

图6 宣钢1号高炉炉缸炭砖T559温度变化趋势

1）提高钛负荷，整体护炉。4月22日配加钛矿1.5 t/批，25日增加至2.0 t/批，并PB块矿由11%逐步减少至5%，提高钛负荷至高于8 kg/t（Fe）以上。

2）调整高炉操作参数。生铁w（Si）由0.25%～0.40%提高至0.35%～0.50%，炉渣碱度提高至1.20～1.25倍，促进钛还原，生铁w（s）低于0.025%，生铁一级品率≥95%，利于形成保护层。

3）加强铁口维护。铁口深度控制在3.0 m至3.2 m，严禁潮铁口出铁、闷炮操作，杜绝烧铁口，保持全风高压堵口率，维护铁口泥包完整。

4）堵风口护炉。4月27日炉缸炭砖T559温度升高至563℃，水温差0.5℃，热流强度达到了17 000 kcal/（h·m2），休风堵27号风口，并且加长至635 mm，送风风口面积由0.328 5 m2缩小至0.319 0 m2。

本次护炉操作特点是：

1）由于工艺布置特点，在2017年前高炉护炉时，提高烧结矿TiO2、提高入炉钛负荷进行护炉操作的同时，其它两座高炉也提高了钛负荷，对不需要护炉的高炉造成一定程度的影响，存在着“一人感冒，全家吃药”的弊端。

2）2017年之前，炉缸炭砖温度升高至400℃以上时，才采取护炉措施。2018年以来炼铁厂1号高炉或2号高炉在炉缸炭砖温度低于400℃内并温度上升速度较快接近400℃时，使用钛矿护炉，重在预防。

3）2018年护炉时钛负荷提高至8～10 kg/t，生铁中w（Ti）超过0.080%即可，同样再配合其它措施，使“猛药”变成了“缓药”，克服了钛负荷过高过度护炉造成高炉操作难度大的弊端。

4）由于改变了护炉观念，针对需要护炉的高炉直接用钛矿护炉，重在预防，使得高炉操作难度变小，对技术经济指标影响变轻，只有堵风口风量下降时每天产量下降约200 t以内，焦比、燃料比基本没有升高，较好地解决了护炉与强化的矛盾，护炉效果良好，护炉成本低。

表1 宣钢1号高炉护炉前后技术经济指标对比

经过一系列的高效综合护炉措施后，炉缸炭砖T599温度升高趋势得到了有效遏制，转入安全生产。此次护炉历时23天，时间短，护炉期间、护炉结束后技术经济指标良好，效果良好。经过一系列的综合护炉技术后，炉缸炭砖T559温度下降，5月15日后温度低于290℃，降低至安全范围内，在较短的时间内消除安全隐患。

宣钢2号高炉在炉型、原燃料条件等方面与1号高炉基本上相同，2016年5月护炉29天，产量降低800～1 000 t/d，焦比升高16 kg/t，燃料比升高26 kg/t，损失较大。与宣钢2号高炉护炉比较，宣钢1号高炉高效综合护炉技术取得了成功。

5 结语

宣钢1号高炉2018年取得了巨大进步，高炉在炉役末期、风温水平低的情况下，通过上、中、下部操作制度的调整与匹配，较好地解决了强化和护炉、低风温和降耗的矛盾，高炉各项技术指标也有新突破。但是，风温比全国同类型高炉平均风温低100℃。