承德建龙2号高炉炉役后期气流调整生产实践

王天球，李永恒，王文鹏，2，王常路，强 超

（1.承德建龙特殊钢有限公司，河北 承德 067299；2.河北省半钢水冶炼高洁净高品质特殊钢重点实验室，河北 承德 067032）

承德建龙2号高炉，炉容650m3，属钒钛矿冶炼，炉顶设备为并罐无料钟。2020年8月20日起，受并罐偏析、原料条件变化及炉役后期炉型侵蚀影响，炉况开始频繁崩滑料，中心气流消失，出现管道、悬料等恶性炉况，高炉运行状况明显变差，产量、指标下滑较多。经过生产操作人员分析讨论和生产实践，2号高炉通过定时倒罐、中心加焦、调整布料角度档位、缩小风口面积等措施，确保中心气流，至2020年10月1日炉况逐步趋于稳定，产量及相关指标回升，并实现了11月29日安全停炉。

表1 2号高炉主要技术指标

1 炉况演变过程

1.1 并罐偏析影响

并罐高炉料流在喉管中容易产生偏行，而料流中心在溜槽的底面落点随溜槽的转动呈椭圆形变化，这样就导致了炉料在圆周上的轨迹偏析和料流量偏析，如图1所示。

图1 炉料在溜槽上落点的偏析

实际上由于炉料的这种运动特点使得炉料在炉喉的分布轨迹不是正圆而是一个近似的鸭蛋形[1]，如图2a所示；考虑到炉料的下落时间实际料流轨迹变化会有一个偏转角的变化（溜槽顺时针旋转），如图2b所示。

图2 料流轨迹变化

1.2 原燃料变化

2020年8月中旬开始，为进一步减低铁水成本，调整高炉入炉原燃料，高炉用焦炭结构由50%一级+50%二级，逐步调整为100%二级焦炭。为降低高炉返矿率，槽下烧结矿2套筛底由4mm下调为3.5mm。焦炭结构调整加之入炉含粉增加，入炉原燃料条件变差。

1.3 炉役后期炉型变化

2号高炉为2011年大修，炉顶为并罐无料钟，至2020年8月炉衬圆周不均匀侵蚀非常严重，耐材已侵蚀殆尽，基本靠冷却壁挂渣皮维持生产，边缘气流分布不均（见图3），控制难度较大，且探尺频繁出现崩滑料（见图4）。

图3 2号高炉炉内边缘气流分布不均

图3 2号高炉炉况调整前后的计划产量和实际产量的对比

图4 2号高炉探尺崩滑料情况

2 气流调整过程

2.1 减少料面偏析，维持合理操作炉型

2号高炉炉顶上料设备为并罐无料钟，并罐无料钟布料时，存在：落点偏析、流量偏析、粒度偏析和碱度偏析等，不规则的倒罐周期及炉型的不规则双重影响，造成边缘气流不稳，中心气流弱，易受并罐效应影响出现局部边缘管道。

为减小偏析，调整气流，改善炉况，9月2日上部装入制度通过每批料抽取总焦批的8%焦炭量，间隔11批，以溜槽最小角19°布至中心，即引导中心气流，同时在加中心焦的同时，也相应进行了倒罐操作。此项调整后，中心气流逐步显现，炉况稳定性较之前明显好转，难行崩料次数减少，但整体炉况未达到理想顺行状态。

2.2 优化布料制度，稳定中心气流

高炉煤气流的分布既是高炉各项操作制度的综合体现，也是制定各项操作制度的依据，合理的煤气流分布是高炉保持长期稳定顺行的前提，主要包括[2]：

（1）高炉保持长期的稳定顺行，高炉的适应性较强。

（2）良好的透气性，风压稳定，风量风压匹配，下料均匀，炉缸活跃。

（3）与高炉冶炼强度相匹配的稳定的煤气利用率。

（4）形成稳定均匀的操作炉型。

为进一步改善煤气流分布，2号高炉上部调整布料矩阵，找准布料起始点，实现布料平台加漏斗的特点。9月2日，上部装料制度逐步进行调整，每一步勤观察气流分布，以稳定中心气流为目标。具体调整如表2。

表2 2号高炉布料矩阵调整情况

根据煤气流分布调整布料矩阵后，中心气流逐步趋于稳定，整体产量及指标达到正常计划值。

2.3 优化送风制度，控制合适的风速和鼓风动能

合理的送风制度是高炉长期保持稳定顺行的根本，2号高炉属钒钛冶炼，中心不易吹透，为了确保一定的炉腹煤气量和回旋区大小，需要合适的风速和鼓风动能。过低的风速会导致炉缸不活跃，死料柱肥大，透气和透液性下降，炉前作业困难，见渣率降低，高炉透气性恶化等影响高炉稳定顺行的现象产生。

为此下部缩小风口面积，提高鼓风动能，发展中心气流，9月27日，将气流相对发展的方向的2#、4#风口直径由φ115调整为φ110，风口面积由0.01582调为0.01565,相应鼓风动能升高300。

2.4 上下部调整后，中心气流稳定，炉况指标回升

经过近一个月的上下部逐步调整，中心气流稳定，炉缸工作活跃，压差降低约5kpa，产量指标在完成原计划2230吨/日的基础上，又增加约50吨/日。图1是2号高炉各项措施调整前后计划产量和实际产量的对比。

3 结语

高炉炉役后期，炉墙侵蚀严重，保证稳定的中心气流，是高炉稳定顺行的基础。中心气流发生变化，还原、预热波动，热量水平变化，加剧了炉况的不良倾向，进而影响顺行等其他问题。承德建龙2号高炉炉役后期，通过定时倒罐、中心加焦、调整布料角度档位、缩小风口面积等一系列措施，确保中心气流，最终使炉况恢复正常，经济技术指标得到进一步提升。