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1、浅谈武钢 5 号高炉的技术进步作者:邬晓伟 浏览次数:4武汉钢铁公司炼铁厂摘要:近 10 年来，武钢 5 号高炉在提高原燃料质量、改进高炉操作、提高煤比、延长高炉寿命等方面取得了明显的进步。今后的努力方向主要是三高一低：高利用系数(2.32.5t/m 3d)、高煤比(120kg/t)、高炉龄(15 年)、低燃料消耗(焦比380kg/t)。关键字:高炉操作顺行技术进步强化冶炼1前言武钢炼铁厂 5 号高炉是武钢自行投资建成的一座集国内外十余种先进技术于一身的特大型现代化高炉。有效容积 3200m3，32 个风口，环形出铁场设有四个铁口，对称两个铁口出铁，另两个铁口检修备用，日产生铁达7000t 以
2、上。引进卢森堡 PW 公司的第四代水冷传动齿轮箱并罐式无钟炉顶设备，设计顶压可达 0.245MPa。矩形陶瓷燃烧器内燃式热风炉可稳定地提供 1150的风温。5 号高炉 1991 年 10 月 19 日点火投产。投产初期高炉强化冶炼水平不高，技术经济指标较差。经过广大技术人员及职工的共同努力，高炉冶炼技术不断进步，从1993 年开始进入强化冶炼期，生产水平逐年提高，主要技术经济指标达到并超过了国内先进水平。具体参数见表 1。 表 15 号高炉主要技术经济指标项目 1992 年 1993 年 1994 年 1995 年 1996 年 1997 年 1998 年 1999 年 2000 年 2001
3、 年实产生铁，万 t 165.9 200.2 213.2 192.2 183.5 233.0 245.2 241.9 245.4 249.7利用系数，t/(m 3d) 1.424 1.718 1.829 1.812 1.572 2.082 2.189 2.160 2.185 2.229风量，m 3/min 4941 5843 5902 6001 5313 6133 6224 6274 6283 6285风速，m/s 210 218 221 228 212 232 233 234 236 237透气性，Q/P 34.08 37.70 38.08 38.22 36.90 39.06 40.42 4
4、0.74 42.17 41.08顶压，kPa 152 187 191 188 168 199 207 210 208 204热风温度， 1034 1088 1130 1133 1075 1136 1130 1125 1102 1104富氧率，% / 0.06 1.09 1.33 1.368 1.213 1.433 1.568 1.520 1.588入炉焦比，kg/t 491.3 485.9 470.8 477.7 477.0 428.9 412.8 405.9 398.7 396.1小焦比，kg/t 9.8 17.4 15.5 16.3 22.6 30.0 32.4 29.7 22.8 26.
5、2煤比，kg/t 31.5 69.4 77.9 82.8 79.5 99.5 108.2 120.0 122.1 123.3综合焦比，kg/t 540.7 545.9 536.8 550.0 547.3 527.6 523.6 525.6 514.6 515.6CO 利用率，% 40.04 42.08 43.10 42.93 41.33 44.66 44.57 44.25 44.19 44.192主要技术措施1991 年 5 号高炉投产以后，广大技术人员通过提高精料水平、改进高炉管理和操作方式，提高了高炉利用系数，对炼铁工艺的薄弱环节展开攻关活动，高炉的各项技术经济指标得到了明显的改善，实现了
6、高炉的优质、高产、低耗、长寿。2.1贯彻精料方针，优化配矿结构加强对原燃料的管理，尽可能稳定熟料率在 87%以上，使得炉内操作条件得到改善(参见表 2)。同时，加强对烧结矿和焦炭的重要参数进行跟踪管理，重视原燃料的筛分整理，并相应地调节高炉的操作参数。入炉烧结矿采用双层筛及梳齿筛过筛，采用高碱度烧结矿+酸性球团矿+块矿的炉料结构。合理使用进口矿石，逐步提高了入炉品位，入炉矿品位从 54%提高到 59%。通过多年的摸索，我们逐渐形成了适合 5 号高炉特点的配料结构(参见表 3)，既保证了炉渣的脱硫能力，又减少了渣量。炉料结构的稳定、原料质量和品位的提高，为稳定炉况和强化冶炼提供了物质保障。表 2
7、原料条件情况时间 1992 年 1993 年 1994 年 1995 年 1996 年 1997 年 1998 年 1999 年 2000 年 2001 年矿石品位，% 54.72 57.89 57.97 57.91 57.76 57.91 58.36 58.52 58.67 59.17熟料率，% * 88.29 92.78 88.72 89.25 87.15 87.71 87.29 87.74 87.54烧结率，% 77.20 73.14 74.34 71.86 71.10 69.85 69.77 69.77 70.19 70.50渣量，kg/t 443.3 361.8 364.8 348.
8、5 356.5 337.5 329.9 322.0 308.3 282.5*1992 年未统计。表 3高炉炉料结构，(%)炉料 烧结矿 球团矿 进口块矿 海南矿 钒钛矿配比 6872 1620 512 16 1.552.2抓好炉况稳定顺行及大喷煤技术近年来，通过不断加强炉况的维护，在高炉保持长期的稳定顺行方面进行了一些有益的探索。2.2.1合理的装料制度5 号高炉开炉初期沿用的钟式布料模式，采用的是单环布料，C O ,高炉炉况不稳定，煤气利用率及技术经济指标都很差。为了控制料面形状及调整焦炭平台的宽度，开始采用多环布料方式，首先采用二环布料，之后，又逐渐将布料角位增加到 4 个、5 个，其较典
9、型的布料矩阵为 C87654321O 876341，高炉的透气性及稳定性得到改善，煤气利用率及技术经济指标得到提高。为了稳定高炉煤气流，将焦炭布向 1 号角位，采用中心加焦技术以增加中心部位的焦炭量，使得高炉透气性改善，减少了炉况的波动。1994 年 10 月，进行螺旋布料试验，即 C876541432213O 87653441，5 号高炉炉况更加稳定，1996 年以后又将布矿焦的角位推向 9 号角位，并保持适宜的O/C 分布，较典型的布料矩阵为 C987651332223O 876534332，经过改进后的装料制度，得到了良好的效果，不仅适当抑制了边缘煤气流，同时也适当发展了中心煤气流，生产
10、技术指标进一步得到提高，高炉利用系数突破 2.2t/(m3d)，其它主要技术经济指标也得到明显改善，为高炉强化冶炼及富氧喷煤技术提供了有利的条件。2.2.2合适的送风制度调整好送风制度，采用长短风口相结合，保持初始煤气流合理分布，维持合理的回旋区深度，确保上部炉料均衡下降，稳定了高炉传热传质过程。在开炉初，风口进风面积曾达到 0.4586m2，但风速不足，仅 220m/s 左右，难以吹透中心，故而炉缸工作状态不佳。之后，通过逐步摸索，将 130 和 140 的风口合理配合使用，风口进风面积控制在 0.45020.4353m 2的范围，确保风速在 235m/s左右。5 号高炉的生产实践表明，风速
11、控制在 240m/s 左右，高炉稳定顺行情况良好，其技术经济指标也明显地改善了。随着高炉炉役期的增长，逐步采用长风口及加长风口，维持合理的鼓风动能，使得高炉炉缸保持良好的工作状况，炉况更趋稳定，富氧喷煤技术得到保障，高炉利用系数明显提高。在日常操作管理中，明确规定风量和风压范围，始终控制合适的风量和风压，使风量与顶压相匹配，维持合理的风速和鼓风动能。若不能全风操作，就及时调整装料制度(如缩小批重等)，使风量恢复到正常水平。2.2.3抓好炉况稳顺及富氧大喷煤技术高炉富氧喷吹煤粉以后，料速加快，风口明亮，渣铁物理热提高，铁水温度达到 1490以上，同时对煤枪进行了改进，调整了风管结构，即使喷煤超过
12、 120kg/t，风口磨坏的数量仍大幅度减少，为高炉冶炼低硅低硫生铁创造了有利条件。由于富氧量受客观条件的限制，富氧率在 1.3%左右。2.2.4以合适的炉渣碱度控制铁水含硫量提高炉渣碱度可提高炉缸物理热，并能有效抑制硅的还原，对冶炼低硅生铁有利。但若炉渣碱度过高，生铁S低于 0.010%以下，则不利于渣铁的流动性。根据我们的生产实践，高炉炉渣二元碱度维持在 1.15 左右，S基本上控制在 0.0250.005%，对高炉高产稳产有利。2.2.5加入适量小块焦小块焦入炉前与矿石混合，然后装入高炉，落在中间环带，可形成透气性较好的矿焦混合层，改善高炉中间带的透气性，相应地控制了边缘煤气流。5 号高
13、炉通过向矿石中混入小块焦(10mm30mm)来降低软熔带透气性阻力，取得了令人满意的效果。目前 5 号高炉一般小块焦的加入量在 1.0t/批左右。2.3充分使用高风温，保持充沛的炉缸温度不断提高高炉工长的操作技术水平，及时调整操作参数，充分发挥改进型热风炉的能力，稳定高风温操作，减少炉况波动。目前，5 号高炉在单烧高炉煤气，采用双预热的情况下，可提供 1150以上的高风温。积极推行高风温、全风量、富氧大喷煤等强化操作，为保持理论燃烧温度在 22502400左右，规定正常情况下风温使用水平不得低于 1100。采取加重边缘、适当疏松中心的布料矩阵，改善煤气利用，提高了高炉炉况的稳定性，为进一步提高
14、冶炼强度创造了条件。1992年 3 月 3 日开始喷吹无烟煤，1993 年 12 月 9 日开始富氧鼓风，高炉逐步实现富氧喷煤操作。前期由于各方面因素的影响，喷煤量一直不高，经过广大技术人员及职工的摸索，1996 年喷煤量超过 80kg/t，1998 年平均煤比达 108.2kg/t，1999 年以后平均煤比超过120kg/t。喷煤量加大以后，根据大气湿度的变化，严格控制鼓风的加湿量以保证风口前理论燃烧温度。随着高炉原燃料质量的改善及设备运行质量的提高，1996 年以后，通过加重焦炭负荷，增加喷煤量，提高风温及炉渣碱度，生铁含硅量稳步下降，具体指标见表 4。表 4高炉炉温控制情况时间 1992
15、 年 1993 年 1994 年 1995 年 1996 年 1997 年 1998 年 1999 年 2000 年 2001 年焦炭负荷 3.541 3.382 3.509 3.448 3.532 3.837 3.959 4.017 4.079 4.064炉渣碱度 1.03 1.07 1.09 1.11 1.11 1.13 1.05 1.09 1.08 1.12生铁含硅量 0.700 0.612 0.611 0.623 0.640 0.602 0.572 0.548 0.520 0.4982.4加强炉型与冷却制度的管理高炉长寿是一项系统工程，是诸多因素综合防治的结果。5 号高炉采用的软水密闭
16、循环冷却系统分冷却壁、风口区和炉底区三个相互独立的子系统，能有效地保证各部位的冷却强度。从开炉伊始，5 号高炉就非常重视炉型与冷却制度的管理，保证足够的冷却强度，严格控制冷却壁热负荷、水温差、冷却壁温度，维护合理的操作炉型，确保炉况的稳定顺行，延长高炉寿命。5 号高炉的炉底采用了水冷炭砖薄炉底结构，1993 年 6 月第一层靠中心一点达到 650并逐步上升，炉底供水已到设计能力，为实现高炉安全长寿，开始加入钒钛矿护炉。使用量为入炉矿总量的 2.5%，半月后此点温度下降到 550。此后坚持长期适量加入钒钛矿护炉的原则，加强对炉底温度的日常监控，采取增减钒钛矿入炉量的措施，保证护炉强化两不误。在正常情况下，钒钛矿加入量控制在 1.5%左右，其效果非常好。从其它高炉多年的生产实践来看，高炉冷却壁的损坏多集中在炉腹至炉身下部区域，对于 5 号高炉则第 6、8、9 段冷却壁为重点维护区域。在正
