本钢板材新一号高炉高产强化冶炼实践

摘 要：对本钢新1号高炉提产、降耗的措施进行了总结。新1号高炉通过使用合理的送风制度，使用大风量、高顶压，稳定焦炭、烧结矿质量，优化装料制度发展边缘气流，使炉料与煤气流的两股运动达到有机的结合，使高炉长期稳定顺行，并处于高产状态。高炉利用系数从2.100t/（m3·d）提高到2.400t/（m3·d），燃料比从543kg/t降低到516kg/t，焦比从400kg/t降低到392kg/t。

关键词：高炉  优化操作  强化冶炼 低耗

Abstract： The measures to increase production and reduce consumption of Bensteel's new No. 1 blast furnace are summarized. By using a reasonable air supply system， large air volume and high top pressure， the new No. 1 blast furnace can stabilize the quality of coke and sinter， optimize the charging system and develop the edge air flow， so that the two movements of charge and gas flow can achieve organic combination， so that the blast furnace can be stable for a long time and be in a high yield state. The BF utilization coefficient was increased from 2.100t/ （m3·d） to 2.400t/ （m3·d）， the fuel ratio was reduced from 543kg/t to 516kg/t， and the coke ratio was reduced from 400kg/t to 392kg/t.

Key words：  blast furnace;operational optimization;intensified smelting;low consumption

1  概述

本钢板材股份有限公司炼铁总厂新一号高炉有效容积4350m3，是一座采用了较多炼铁新技术的现代化高炉。4个铁口出铁，38个风口，串罐无料钟炉顶，减小入炉焦矿原料的布料偏析，提高装料能力。炉腹中下部为铜冷却板，炉腹上部到炉身中部采用铜冷却壁，其余部位采用满镶砖强化型球墨铸铁冷却壁。炉缸炉底采用碳砖加陶瓷杯结构，有利于炉缸操作和延长炉缸寿命。高炉配置四座内燃式热风炉，通常采用“两烧两送”的送风制度。于2008年10月8日点火投产，正常生产期间基本上全用本钢自产干熄焦，通过采取合理的操作制度、维持合适的焦炭负荷、稳定煤气流、精细化管理等一系列措施。

2 高炉强化冶炼不稳定的征兆及原因

2.1  高炉强化冶炼不稳定的征兆

新一号高炉2023年5月份以来收焦炭质量变差影响，长期存在滑尺、塌料现象。高炉受外围原燃料影响较大，抵抗能力弱。主要表现在高炉不接受风量，负荷加不上去，风压波动大，煤气利用率低，燃料消耗高，渣皮稳定性差，制约着高炉进一步强化。

2.2  高炉强化冶炼不稳定的原因

（1）装料制度

从08年开炉以来一直采用中心加焦的装料制度。中心加焦的优点是在高炉中心建立一个所谓的无矿区，使料柱上部形成一个中心焦柱，煤气流在上升通过料柱中心的过程中，由于阻力降低，大大改善了上部料柱的透气性，解决了因焦炭质量差造成的高炉上部透气性差的问题，同时因中心焦柱区域焦炭的气化反应降低，使焦炭到达炉缸时仍然具有较大的粒度和良好的热态强度，可加快中心死料柱的置换时间，改善炉缸中心死料柱的透气、透液性，起到活跃炉缸的目的。

中心焦量过多，一直是困扰高炉提产降燃耗的最大因素。中间环带和中心的煤气利用比较差，高炉燃料消耗比较高。因溜槽在往中心倾动的过程中，大约50%的焦炭布在了中间环带，造成中间环带的煤气利用差，这是中心加焦技术的最大缺点。在减少中心焦量的过程中一旦原燃料质量变差，就会造成高炉大量减风，轻负荷，对提高产量，降低焦比、燃料比影响较大。

（2）送风制度

送风制度是高炉操作制度的核心之一，由于其控制高炉煤气流的一次分布，对高炉的热制度及造渣制度有着重要的影响。本钢板材新一号高炉综合鼓风参数见表1，由表1可见，高炉压差和顶压水平偏低，制约高炉进一步强化。

（3）炉缸侧壁温度

7月份随着产量的提高，炉缸第六层环炭，三场铁口下方标高9.55米温度开始上涨见图1，由图1可见产量提高，侧壁温度也随着上涨，最高9月份达到368℃。10月份年休24小时，炉缸侧壁温度也随着下降。10月份以后产量基本维持在10000t/d，炉缸侧壁温度也稳定在200-300℃之间。炉缸受到侵蚀，在可控范围内，同时也制约着炉况进一步的强化。

3  高炉强化冶炼的措施

3.1  优化高炉操作

（1）探索合理的送风制度

送风制度是指在一定的冶炼条件下选定合适的风参数和风口进风状态，以形成一定深度的回旋区，达到原始煤气分布合理、炉缸圆周工作均匀活跃、热量充足。送风制度稳定是煤气流稳定的前提，是保证高炉稳定顺行、高产、优质、低耗的重要条件，送风制度包括风量、风温、风压、风中含氧等。

由表1可以看到，新一号高炉风量在6400-6600m3/min之间，7月份以后压差提高到175Kpa、顶压245Kpa。目的在于提高风速和鼓风动能，有利于活跃炉缸，促进高炉稳定顺行；风量大，煤气流增加可以防止炉墙粘结。同时风量增加，炉料下降速度加快，也可以起到防止炉墙粘结的作用。因此提高压差和炉顶压力，可从几方面有利维护高炉炉型；风量增加，可以吹出较多的原燃料带入的粉末，改善料柱的透气性。反过来又可促进风量的进一步增加；顶压的提高也相应增加了风量，延长了煤气在炉内停留的时间，改善了煤气利用，促进了间接还原，有利于高炉的稳定顺行和降低焦比。风量的增加和炉型的稳定又为高炉减少波动等创造了条件，从而形成了高炉操作中的良性循环。

（2）优化装料制度

6月份之前，新一号高炉中心焦比例35%，表现为边缘过重，中心焦量多，燃料比偏高，2023年上半年累计燃料比531kg/t，煤气利用率偏低42.5%。高炉抵抗外围变化能力差，原燃料条件一旦变差，高炉大量减风，甚至减轻焦炭负荷。

为实现高炉稳定顺行，低燃料比，高产量，采取扩宽矿平台，减少中心焦量，发展边缘气流的布料制度。由表2可见，在最外环角度不变的前提下，将矿档位增加一挡，并且矿最外环角度与最内环角度差由原来的11°增加到12°。调整之后变化最明显的是料面的稳定性比之前要好，滑尺、塌料现象明显减少。在此基础上，逐步的将中心焦比例由原来的35%减少到现在的26%，并且进一步发展边缘气流，抑制中心气流，减少边缘矿圈数、增加边缘焦圈数。表1中8月份、9月份煤气利用率最高达到47%以上，下半年燃料平均521kg/t。通过一系列调整，效果非常明显，产量增加的同时，焦比、燃料比等指标也在不断的降低见表3。

3.2  稳定焦炭质量

焦炭质量的稳定有利于在高炉冶炼生产中发挥焦炭的骨架作用。新一号焦炭全部采用自产干熄焦，绝大部分由焦二的4#、5#焦炉提供，少量采用焦四的8#、9#焦炉提供的干熄焦。焦炭的质量和结构相对本钢其他高炉稳定。新一号高炉焦炭质量见表4，由表4可见焦炭水分基本稳定在0.3%以下，焦炭的反应性CRI＜21%、反应后强度CSR＞68%、M40＞88%、M10＜6%，干熄焦比例在100%。一般大型高炉使用40-70mm大块焦，新一号高炉焦炭粒度＞52%，满足高炉冶炼需求。焦炭的灰分尚未达到要求，焦炭灰分是焦炭等级区分的依据之一，国际上要求一级冶金焦的灰分含量低于10%，在今后有待提高。

3.3  稳定烧结矿的质量

新一号高炉采用265m2烧结机生产的烧结矿，其主要成分指标见表5。高炉的稳定顺行、高产、低耗与烧结矿质量的稳定分不开的。烧结矿TFe在55%左右，较国内同类型高炉TFe57%低。11%＞FeO＞9%，能够保证烧结矿的强度和良好的还原性。烧结矿合格率能够达到98%以上。由于11月份、12月份进入冬季生产，原料保供困难，造成烧结矿质量由所下降。烧结矿优质率由72%下降到59%，返矿率由8%上升到10%，对高炉顺行产生一定的负面影响，导致高炉产量有所下降。

3.4  强化渣铁排放

随着高炉的不段强化，高炉内生成的渣铁量随着高炉风量的变化而变化，正常情况下，风量越大，矿批越大，高炉生成的渣铁越多，就必须相应缩短出铁间隔：反之，风量越少，料批越少，高炉内生成的渣铁越少，就必须相应延长出铁间隔时间。针对原料入炉品位低，渣量大的不利条件，新一号高炉采取零间隔出铁，所有铁口都用Φ60mm的钻头，并且两个铁口重叠20min-30min。每次出完铁后，必须在铁路线上准备一个安全罐，打开铁口后30min内不见渣或2小时内铁口不喷，必须组织另一个铁口重叠出铁。

4  取得的效果

本钢板材新一号高炉2023年6月份以后，采用了合理的操作制度，实现了高产低耗冶炼生产。高炉利用系数从2.100t/（m3·d）提高到2.300t/（m3·d）以上，燃料比从543kg/t降低到515kg/t，焦比从404kg/t降低到392kg/t（10月份、12月份未剔除休风）见表6。

5  结语

原燃料质量稳定是高炉经济生产的前提条件。

合理的送风制度、装料制度能够保证高炉的长期稳定顺行，并且给进一步增产降耗提供有利条件。

在入炉品味低、渣量大的条件下，炉前渣铁排放及时是保持高炉高产的关键。

参考文献：

[1]周传典.高炉练铁生产技术手册[M].北京：冶金工业出版社，2005.

[2]项钟庸，王筱留.高炉设计-炼铁工艺设计理论与实践[M]. 北京：冶金工业出版社 2007

[3]李信平.昆钢新区2号高炉低品味条件下的低碳冶炼措施[J]. 炼铁，2023，42（6），43-47

作者简介：杨立春，2007年毕业于辽宁科技大学、冶金工程专业，现在任本钢板材炼铁总厂高炉作业区主管工程师