宣钢1号高炉操作技术突破

李佃春

（河北钢铁集团宣钢公司炼铁厂，河北 宣化075100）

1 概述

河北钢铁集团宣钢公司（全文简称宣钢）1号2 500 m3高炉于2008年3月开炉，高炉在上部操作制度调整上，从最初的“半倒装”到前几年的“中心注焦”模式，直到最近几年的“平台+漏斗”模式。下部送风制度也经历了从大风口面积到小风口面积的多次反复调整，确立最终的小风口高动能模式。高炉在各个调整阶段都有一定时期的稳定期，但是顺行周期较短，抗波动能力弱，技术经济指标差，炉况阶段性波动一直困扰着高炉操作者，给宣钢生产带来不利影响。

2017年10月份外围因外进焦质量大幅度走差，高炉操作制度调整跟进不及时，造成炉况波动长达2个月，经济损失巨大。进入2018年后，高炉风温水平持续下降，炉缸侧壁温度阶段性偏高，严重威胁着高炉顺行与指标优化。1号高炉结合自身高炉特点，下部加长风口并适当缩小风口面积，上部收窄矿石平台并适当缩小小焦角，通过调整，1号高炉实现了煤气流的合理匹配，从而实现了高炉长期顺行与产量的提升。2018年1号2 500 m3高炉指标情况见表1。

2 矿批的布料模式

宣钢1号高炉2008年开炉后，上部装料制度进行了调整，从“半倒装”到前几年的“中心注焦”模式，再到最近几年的“平台+漏斗”模式。从1号高炉经历的情况看，各种装料制度各有优缺点，“半倒装”边缘气流控制难度大，“中心注焦”燃耗高技经指标相对较差，“平台+漏斗”对外围原燃料适应能力差。

表1 2018年1号2 500 m3高炉指标情况

一个科学、合理、能够较好适应高炉操作炉型及原燃料条件的装料制度是一个长期摸索过程，它的形成并稳定是一种新的冶炼理念的形成过程，并且是一个动态过程，必须不断调整以适应其新的变化。高炉要想实现长周期稳定生产及指标改善，合理的装料制度是重要条件，装料制度实质就是焦炭平台和矿石堆角合理控制，还包括矿石在高炉径向焦炭平台上的分布，焦炭堆角、布料料线、矿石与焦炭批重、焦炭负荷等都是围绕矿石在炉内的堆角来进行调剂的。2018年，1号高炉以稳定边缘气流、开放中心气流为指导思想，围绕先确定焦炭平台后匹配矿石堆角对矿、焦布料矩阵进行了较大幅度的调整，矿石5环改为4环，矿石角差由10°调整为8°，中心小焦角由27°缩小至23°。布料矩阵最终调整为：

K：42（4.0）40（3）37（3）34（2.0）

J：41.5（2.0）39.5（3.0）37（3.0）34（2.5）30.5（1.0）23.0（5.0）

矿石批重决定炉内料层的厚度对炉料在炉喉分布影响很大，矿石批重小时布料不均匀，小到一定程度，将使边缘和中心无矿石。批重增大，则矿石分布均匀，相对加重中心而疏导边缘，而且软融带气窗增大，料柱界面效应减小，有利于改善透气性。宣钢1号高炉2018年逐步扩大矿石批重，矿石批重由65～66 t逐步扩大至70 t，焦炭负荷由4.60加重至5.00。

3 提高鼓风动能、吹透中心

2018年针对风温水平低，中心气流不足的情况，1号高炉调整下部送风制度，风口面积0.330 3 m2缩小至0.319 4 m2，风口长度由585 mm加长至以635 mm为主。打通中心气流的下部调剂手段通常是缩小风口面积以提高风速及鼓风动能，采用长风口后打通中心气流效果更加显著。宣钢1号高炉炉缸直径11.4 m，30个风口，原风口长度585 mm，长度占缸直径的5.13%。作为高炉下部调整的第一项措施，就是增加风口长度，先将风口长度改为615 mm，视炉况反应，后又调整为635 mm，相当于占炉缸直径的5.39%。风口伸长后，高炉炉缸工作状态改善明显，中心减轻，全炉压差降低5～10 kPa。风口面积缩小，风量水平不降反升，标准风速接近270 m/s，煤气流分布基本具备了“喇叭花”煤气曲线条件，在风温水平较低的情况下，保证了足够的鼓风动能，为高炉稳定顺行奠定了基础（见表2）。

表2 2018年宣钢1号2 500 m3高炉送风参数

4 维护合理操作炉型

高炉中部调剂通常是调整炉体冷却水流量，以期改变炉内渣皮厚度，从而影响炉内边缘煤气流分布形态。但高炉冷却水流量调整虽然引起水温差变化，但高炉炉体热流强度并未发生变化，也就是高炉炉体冷却水量的变化不会直接改变炉内渣皮厚度。但是通过调整冷却水温度可以实现的炉内渣皮厚度的控制。降低循环冷却水温度，热流强度增大使冷却壁热面温度下降，炉内保护性渣皮厚度增加；相反循环冷却水温度升高后，热流强度降低导致冷却壁热面温度升高，炉内保护性渣皮厚度减小。

针对进入炉役末期的炉体现状，1号高炉软水进水温度由46℃降低至40℃。通过调整，满足了高炉在不断强化过程中的渣皮稳定性，高炉冷却壁温度及炉体热负荷处于合理控制范围。

5 强化热、渣制度控制

宣钢高炉近年来一直坚持实施低[Si]冶炼，但低[Si]冶炼考验着高炉操作者管理和操作技术水平。高炉原燃料波动，特别是焦炭质量稍有波动时，极易引起高炉炉况波动。1号高炉通过狠抓工长细节性操作，执行标准化操作，逐步提高炉温受控率。

1）打开中心气流、活跃炉缸是低[Si]冶炼的关键。前期进行的上下部制度调整是炉况稳定的基础。

2）适当提高炉渣碱度。低[Si]冶炼在炉渣碱度控制上，实际值控制上略偏上限，以保证风温较低情况下高炉渣熔化温度和脱硫能力。

3）适当降低风口前理论燃烧温度。[Si]的还原是强吸热反应，在保证高炉炉缸正常热量基础上，适当降低T理，一定程度上可以阻碍[Si]的还原。宣钢1号高炉从2018年开始，逐步将高炉T理由2 250～2 300℃，降低至目前2 200～2 250℃，手段主要是提高高炉煤比。

4）稳定小时下料批数。稳定料速是实施低[Si]冶炼的关键。为此，要求每班下料批数相差不超过目标±2批，上、下半班相差不超过1批，以防止因料速过快引发高炉热制度波动。

5）煤粉使用方面。煤粉存在热滞后作用，在炉温较低情况下，渣铁不能快速转热。更重要的是在喷煤量较高情况下，再增煤粉量，煤粉燃烧率进一步降低，提炉温可能实现相反情况。

1号高炉炉温长时间保持在0.30%～0.35%，铁水物理热保持大于1 500℃，为高炉稳定顺行创造了条件。

6 结语

宣钢1号2 500 m3高炉2018年取得了巨大突破，高炉在炉役后期炉缸侧壁温度阶段性超标，风温水平偏低的情况下，通过上、中、下部操作制度的调整与匹配，实现了长周期的稳定顺行，高炉各项技术指标持续改善。

1）上部大矿批、窄平台深漏斗的布料模式是高炉顺行的关键。

2）下部长风口、小风口面积、高动能是高炉稳定的基础。

3）中部低水温，稳定的炉体热负荷是高炉指标提升的保障。