首钢通钢3号高炉强化冶炼实践

摘  要：首钢通钢3号高炉2016年7月份开始炉缸侧壁温度异常升高，通过一系列措施后，侧壁温度得到有效控制，针对高炉冶炼强度低的实际情况，通过优化上下部操作制度、稳定高风温、提高顶压、富氧喷煤、加强炉外出铁等一系列强化冶炼的手段，使高炉各项经济技术指标明显改善。

关键词：大型高炉；强化冶炼

 1  概况

        通钢3号高炉于2014年7月12日开炉，高炉有效容积2680m3,设计产能220万吨/年，是目前全通钢在产的容积最大、工艺设备最先进的高炉。2016年7月份3号高炉炉缸侧壁温度异常升高，为了确保高炉安全生产，有计划的降低冶炼强度，吃钛矿护炉等一系列措施，经过一个多月的时间，侧壁温度已经得到了有效的控制。针对目前冶炼强度低，防止高炉长时间低强度冶炼会出现炉缸堆积等异常炉况，通过优化高炉基本操作制度、富氧喷煤、稳定高风温、提高顶压等一系列强化冶炼的手段，使3号高炉各项经济技术指标逐步上升（表1）。

表1  2016年6-10月上旬通钢3号高炉主要经济技术指标

2  优化基本操作制度

        受炉缸侧壁温度限制，通钢3#高炉7月中下旬开始逐步降低冶炼强度，高炉各参数有计划的降低，风压最低降到300Kpa左右，产量降低到4000t以下，同时吃钛矿护炉等措施，经过一个多月的时间，高炉炉缸侧壁温度得到了很好的控制，侧壁温度已在安全生产范围内。针对现在冶炼强度低的现状，3号高炉通过对基本操作制度的研究和调整，探索护炉后的合理制度，力争实现在保证高炉稳定顺行的前提下使经济技术指标稳步提升。

2.1  装料制度的调整

2.1.1  增大矿批

        矿批增大使矿层增厚，边沿和中心同时加重，改善了矿石和煤气的接触条件，有利于提高煤气利用率降低燃料比；但同时又使煤气上升的阻力增大，不利于顺行。要寻找既有利炉况顺行又能提高煤气利用的矿石批重，需在生产实践中探索，方法是：①利用上下部调节，使煤气分布合理，保持高炉顺行，为上矿批创造条件；②边沿和中心有明显的通路，并且中心的通路要比边沿强；③采取循序渐进的方法逐步增大，一次增大500kg/批，在增大的过程煤气流分布不受影响；④需增加焦炭负荷时，不减焦炭而是适当增加矿石。通过这些方法。3号高炉矿批由护炉后的52t逐步增至63t，并且随着炉况的调整，今后还可继续尝试增加矿批。

2.1.2  改善气流分布，提高煤气利用率

        为了配合矿批的扩大，3号高炉按照“打开中心，兼顾边缘”的思路通过逐渐调整上部料制改善煤气流分布，在保证气流通畅炉况顺行的前提下使边缘与中心煤气流进一步合理分配，以求提高煤气利用率来降低燃料比。护炉过程为了保证炉况稳定顺行3号高炉布料矩阵以C938272625124↓O82746452↓的形式为主，用牺牲煤气利用来换取吃钛矿后的炉况稳顺。现在炉缸侧壁已经不威胁安全生产，为实现提高煤气利用率降低燃料比，3号高炉进行了装料制度的调整：通过减少中心焦比例和矿平铺的方法，大胆尝试将中心焦改为2圈，同时将矿平铺，布料矩阵调整为C938272625122↓O82736352↓。调整后煤气利用率明显有了提高，高炉燃料比也得到了降低且炉况顺行状况良好。

2.2  送风制度的调节

2.2.1 稳定高风温

        提高风温的效果体现在降低焦比、提高产量和改善生铁质量、发挥喷吹燃料的效果等方面。3号高炉从2015年11月份开始风温就已经用至1255℃，之后一直保持高风温运行。高风温对高炉顺行的影响，既有有利的的一面，也有不利的一面。提高风温使鼓风动能增大，燃烧带扩大，炉缸活跃，同时高温区和软熔带下移，块状带扩大，高炉上部区域温度降低，这些因素均有利于高炉顺行。但是，随着风温的提高，高炉下部的温度提高，使得SiO2还原的中间产物SiO挥发加剧，恶化了料柱的透气性，同时炉缸煤气体积因炉缸温度的提高而膨胀，煤气流速增大，于是高炉下部压差升高，易产生液泛，另外，焦比下降，使料柱的透气性相应变差，这些因素均不利于高炉顺行。3号高炉通过配合喷煤和富氧，合理调节喷煤量和富氧量，使得理论燃烧温度控制在合理范围内，进而稳定高风温送风。

2.2.2 提高炉顶压力，增加入炉风量

        在上述高炉基本操作制度优化且炉况稳定顺行的情况下，3号高炉通过提高炉顶压力来实现进一步增加入炉风量，达到高炉强化冶炼的目的。3号高炉在护炉期间顶压基本维持在190kPa左右的水平，随着侧壁温度的降低，3号高炉开始逐渐尝试上用顶压，至10月份上旬顶压已用至215kPa（表1）。提高炉顶压力，则煤气体积缩小。在风量基本不变的情况下，煤气在炉内停留的时间延长，增加了矿石与煤气的接触时间，有利于矿石还原。顶压提高后高炉表现为更容易接受大风量，煤气流分布趋于合理，高炉炉况波动减少。

3  低硅冶炼

        在设备运行状态好，原燃料成分稳定条件下，高炉进行低硅冶炼可产生较大效益，生铁含硅每降低0.1%可降低焦比4-5kg/t。3号高炉在护炉期间为了提高铁水中钛的含量，以达到护炉的目的，有计划的提高铁水含硅量（表2），在高炉顺行的前提下炉温最高达到0.62%。随着炉缸侧壁温度得到控制以后，高炉有计划的降低炉温，用来降低消耗，降低生铁含硅量是降低燃料消耗的有效途径，生铁含硅量降低以后而且使炉内压量关系宽松，产量增加。3号高炉本着“降硅不亏热”的原则，以充足的铁水温度为保证，生铁含硅量逐步降低至0.4%左右，并同时保证铁水物理热不低于1480℃。为避免降低生铁含硅量对生铁质量产生威胁，3号高炉在稳定高风温保证物理热充足的同时，造渣制度要求炉渣必须见石头花，用来保证炉渣具有良好的脱硫效果，同时保证炉缸的热量充足。通过降低生铁含硅量，3号高炉的燃料比降低超过了10kg/t。

表2  2016年6-10月首钢通钢3号高炉铁水硅含量及燃料比

 4   提高煤比，实现高风温富氧喷煤

        高煤比、高风温、富氧是炼铁技术进步的重要标志，是降低焦比，提高生铁产量，实现强化冶炼的重要手段。

        喷煤量增大后，料柱矿焦比大幅提高，焦炭的骨架作用降低，风口理论燃烧温度降低等一系列不利于强化冶炼的因素出现，高炉技术操作趋于复杂。因此，除了对基本操作制度的优化提出更高要求外，还需辅以高风温及富氧鼓风等手段，才能达到良好的喷煤效果。高风温可对喷煤降低的风口理论燃烧温度进行热补偿，实现温度平衡，保持冶炼的正常进行。在高炉护炉期间煤比降低至140kg/t左右水平，随着炉缸侧壁温度得到控制，高炉逐步提高煤比，从表1可以看出，煤比的提高。

        富氧鼓风可强化煤粉在风口的燃烧，提高煤粉的燃烧效率，增加煤粉与焦炭的置换比。3号高炉通过值班员日常的精心、及时调剂，确保了在供氧压力不稳的情况下，入炉氧量能够平稳入炉，防止给炉况造成波动，为提高煤比创造了有利条件。

5   加强炉外操作

        3号高炉设置3个铁口，双矩形出铁场，正常生产时采用2个铁口间隔出铁，1 个铁口停用，日出铁次数平均在9～11次。在护炉期间，随着钛矿的入炉给炉前的工作带来一定的难度，铁口难开，并且渣铁流动性差，有粘渣铁沟的现象。但是随着炉缸侧壁温度得到控制后冶炼强度的提高和降低燃料比的要求，炉前及时出净渣铁成了高炉稳定顺行的关键因素。因此车间领导和值班室工长、炉前班长密切配合，工作中认真执行“炉外保炉内的方针”，切实将“零间隔”出铁落实到实处。同时要求值班副工长组织好炉外出铁工作，根据炉温、风压、上次铁口深度等情况来掌握使用钻头的型号，出铁时间控制在90～120min，确保炉内渣铁及时足量排净。炉前维护好铁口泥套，确保堵铁口时不出现冒泥现象，保证铁口深度控制在2800～3200mm之间。当炉外出铁不及时或来渣时间大于30min时，及时采用两场重叠出铁，以缓解压量关系，确保高炉稳定顺行。

6   结语

        (1)首钢通钢3号高炉在护炉后，通过各种强化手段使各项技术经济指标不断提高，达到正常高炉时的水平。

        (2)依靠科技进步，不断总结高炉操作经验，优化高炉基本操作制度，保持高炉长期稳定顺行，加强工艺、技术、生产组织管理，是取得良好技术经济指标的重要保证。

参考文献

[1]刘梦华，初建军等.炼铁厂7＃高炉使用外购球团矿高炉冶炼.吉林冶金.2011，(1)：9～10

[2]林万明，宋秀安，高炉炼铁生产工艺.2010年5月.

来源：钢铁技术网

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