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1、摘 要 宣钢炼铁厂3号高炉自2019年1月积极探索新的装料制度，结合下部送风制度的调整，以及外围原燃料条件改善，加强标准化操作和炉前出铁，推行低硅冶炼，高炉实现高产、低燃料比生产。关键词 装料制度 精细化操作 高产低燃料比1 概述宣钢炼铁厂2000m3高炉自开炉以来使用过两种国内大型高炉普遍采用的典型模式“中心注焦型”和“平台+漏斗型”装料制度。以前采用“中心注焦型”装料制度，高炉技术经济指标较差，炉况未能保持长期稳定顺行，随着生产实践逐步改为采用“平台+漏斗型”装料制度，通过摸索调整，确定了适宜的布料角度和档位，高炉各项技术经济指标取得了较大突破，焦比下降，煤比提高，煤气利用上升（50.5%
2、），燃料比下降，在本年的生产过程中炉况一直保持稳定顺行，高产、低耗。2 二种布料模式的特点2.1 “中心注焦型”“中心注焦型”其显著特点就是在中心小角度的布料档位上布入1530%的焦炭，以充分发展中心气流；同时在大角度档位用较大的O/C，甚至用512mm的小粒度烧结矿布在边缘，用来强烈地抑制边缘气流，形成倒“V”字形的软融带，这种布料模式其炉喉十字测温中心温度一般高达700900，顶温在220左右，煤气利用率不足50%，生产中需要控制较高的Si（0.5%）才能保证较高的铁水温度和维持良好的渣铁流动性，因而这种布料模式其燃料比较高，一般在540kg/t左右；其优点是对原燃料的质量要求略低，对原燃
3、料变化的适应能力较强。2.2 “平台+漏斗型”“平台+漏斗型”其特点是通过设置合理的布料矩阵，使炉料在靠近炉墙附近的区域内形成一定宽度的平台，在平台内侧形成一定锥度的漏斗，利用漏斗内矿焦混合层较好的透气性来发展中心气流，而通过调整层状分布的边缘平台区域内炉料的O/C来适度发展边缘气流，保证炉内两条煤气流通路，结合下部送风制度，最终获得较高的煤气利用率，降低燃料消耗，该种布料制度对原燃料质量及工长的操作技能水平要求苛刻。3 装料制度的转变3.1 高炉概况3号高炉设计采用了一系列先进成熟可靠的技术，包括PW型并罐炉顶、烧结矿分级入炉、铜冷却壁、碳砖陶瓷杯综合水冷炉底炉缸、联合全软水密闭循环冷却系统
4、、炉前全液压开口机和泥炮、三座改进型高风温内燃式热风炉、烟煤无烟煤混喷等。高炉共有27个风口，2个铁口。3.2 改变料制前的生产状况3号高炉开炉采用“中心注焦”装料制度。因原燃料质量有保证，高炉炉况较为顺行，但主要指标较差。燃料比居高不下，经济指标难以改善，遂决定改变装料制度，以期提高煤气利用率，降低燃料比，取得较好的经济指标。3.3 装料制度的调整3.3.1 平台+漏斗理论多环布料使用一定的档位，会使料面形成一定宽度的平台和一定锥度的漏斗。平台内炉料基本为层状结构，粒度分布均匀，矿焦比相对变化小，对气流的控制作用强，可以促进气流分布稳定，是提高高炉煤气利用和保持顺行以及强化冶炼的重要环节。同
5、时由于炉料的滚动，漏斗区的矿焦比也随之发生变化。平台外炉料的矿焦比主要受炉料滚动的影响，当焦炭直接布入漏斗区，会使漏斗锥面发生改变，数量不多时，对矿石的影响较小，而当其数量较多时，矿石的滚动受阻，堆积量增加，矿焦比发生变化，料面也有较大改变，中心气流增强但不稳定；如果矿石也在漏斗区布入，且数量比焦炭多，矿石堆积量会增加，矿焦比大幅变化，加之细粒度料数量增加，会使中心气流受阻，炉况顺行会变差。因此，加入炉内的矿石在平台边缘附近落下较好，一方面有焦炭料面的变化，形成一定的混合层；另一方面，矿石滚到中心，粒度自然分级，能够保证中心气流稳定。一般焦炭在炉内的堆角为3335，大于烧结矿的堆角（一般为28
6、32），其落料对矿表面几乎没有影响，因而焦炭的布料档位将决定料面平台的状况。平台的形状及其宽度、漏斗大小是控制高炉行程、气流分布、煤气利用的核心，因此平台的宽度有一个合适的范围，平台过窄，气流不稳定，煤气利用差；平台过宽，较难生成矿焦混合层，中心容易堵塞，也会造成气流不稳定。平台的宽度依各座高炉冶炼条件和原燃料质量的不同有较大的差别，有理论研究表明，冶炼条件好的大型高炉的平台宽度一般控制在1.22.0m，判断其是否适宜的依据是：炉况稳定顺行，气流分布合理，煤气利用充分，炉墙温度适中。4 料制调整的配合措施4.1 加强原燃料管理，实现精料入炉精料是高炉保持长期稳定顺行的基础。在精料的管理上，一方
7、面积极向炼铁厂反馈原燃料质量情况，从而达到提高原燃料的质量目的，另一方面，加强槽位监控，确保料仓高料位运行；同时加强槽下振筛管理，严格控制粉未料入炉。入炉原燃料质量的改善，为高炉的稳定顺行奠定了基础。4.2 合理运用送风制度，使上下部调剂相结合高炉冶炼实践证明，送风制度合理与否直接关系到炉况的稳定顺行，炉缸燃烧带在高炉炼铁中的重要作用决定了选择合理送风制度的重要作用。风口回旋区是高炉内煤气流分布的起点，炉缸初始煤气流的分布对二、三次煤气流分布有着决定性影响。对于没有中心驻焦的料制，必须要有足够的中心气流，才能保证炉缸工作的均匀活跃。并改善炉缸热量分布；同时灵活运用加湿、富氧等调剂措施，使下部送
8、风制度更加合理。下部送风制度结合上部装料制度的调整，使二者合理搭配，形成了炉内合理的煤气流分布，实现了高炉的稳定顺行。4.3 推行精细化操作4.3.1 实行标准化操作，做好炉温趋势管理“平台+漏斗型”装料制度不仅各操作制度之间相互配合，对日常的操作也有很高的要求，特别是对炉温要求不能有大的波动。因为炉温的变化必会同时伴随物理热的变化，造成炉腹煤气体积的变化，最终导致压量关系不稳定，炉况出现波动；另一方面，炉温及物理热的变化，也造成热制度和造渣制度的变化，导致渣皮不稳定，容易脱落，也会造成炉况的波动。在平时的操作中，要求工长严格执行标准化操作，根据冶炼周期，认真分析影响炉温的各类因素(包括原因和
9、作用时间)，并结合之前调剂的动作量和作用效果、风口工作变化情况以及当前出渣出铁情况进行综合分析和判断炉温的变化趋势，预先调整热量水平，从而达到减少炉温波动，稳定炉况的目的。4.3.2 平衡好煤气分布，控制合理的水温差和炉体热负荷合理的煤气分布是高炉炼铁的核心，是高炉操作制度合理的集中体现。中心气流充沛，边缘气流稳定，才能保证渣皮的动态稳定，才能保证炉体水温差和热负荷的稳定，才能保持炉温稳定，进而保持炉况稳定。“平台+漏斗型”装料制度通过调整角位、布料圈数、批重和料线等，在炉内形成了充分发展的中心和适度发展的边缘两股气流的分布。在生产过程中，高炉工长通过遍布高炉全身的测温点和炉喉摄像来综合判断炉
10、内中心和边缘气流的强弱，并根据实际生产经验，制定出各段冷却壁温度、炉体冷却水温差和热负荷的波动范围，以直观判断煤气流分布的变化，便于及时调剂，从而稳定炉况。4.3.3 强化出铁管理随着炉况好转，产量提高，炉前组织问题日益凸显，铁口深度不稳定，烧铁口、闷炮次数多，铁流偏小，来渣时间晚，二次出铁等现象时有发生，加上铁口喷溅严重，给炉前生产组织带来很大困难，也给高炉炉况带来较大影响。为此，高炉车间制定了严格的炉前操作标准，要求稳定打泥量，减少铁口冒泥现象，严格控制铁口深度在28003000mm；控制出铁流速在4.85.2t/s，据此选用适宜的钻头直径；出铁时间控制在90120分钟左右，下渣来渣时间小
11、于40分钟，否则重叠出铁。针对铁口喷溅问题，一方面对炉缸和铁口区域进行灌浆处理，阻断煤气泄漏通道；另一方面，对炮泥展开攻关，改善炮泥质量，并在堵口时采用二次压入技术，基本上解决了铁口喷溅问题；针对铁口难开问题，改造了开铁口机，在开口机上增加雾化水冷装置，同时改善钻头质量。通过采取一系列措施，炉前生产大有好转，为高炉稳定顺行创造了条件。4.3.4 实施低硅冶炼“平台+漏斗型”装料制度对炉腹煤气量及体积非常敏感，难以接受高Si和高物理热；同时因其煤气利用率高，炉缸热量充沛，为铁水降Si提供了条件。料制变革以后，高炉积极实施降硅操作，将铁水中Si由以前的0.4%降到0.250.4%，铁水物理热151
12、010，热量充沛，渣铁流动性良好。实施低硅冶炼后，焦比降低，也促进了低燃料比生产。5 存在的不足（1）“平台+漏斗”模式的装料制度其关键是合理控制平台与中心矿焦比的关系，目前对于所采用的“平台+漏斗”模式的装料制度还没有完全吃透，用上部料制调控炉内两股气流分布的平衡时各操作参数的“度”还未完全掌握，在调整料制时还不能做到精准调控。（2）原燃料质量还有待于提高，高炉生产过程中配吃自产干焦、自产湿焦、（或者用外购焦），品种较多，配比也经常发生变化，各料种的质量也有波动，直接影响高炉的稳定顺行；同时球团矿和生矿的比例和品种也受资源供给制约有多次变化，也影响到高炉的正常生产。6 结语炼铁厂通过采用“平台+漏斗”模式的装料制度，辅以下部送风制度的调整和推行精细化操作，实现了高炉的稳定顺行和低燃料比生产，技术经济指标达到国内先进水平。
