摘  要  邯鋼煉鐵部7高爐為更好的適應(yīng)當(dāng)前惡化后的原燃料情況，穩(wěn)定爐況，改善高爐指標(biāo)，降低成本，對(duì)布料制度進(jìn)行探索，通過優(yōu)化最小焦角，基本達(dá)到了穩(wěn)定爐況、提高煤比和降低成本的預(yù)期。

關(guān)鍵詞  高爐  布料   探索

Exploration of charging system for 7# blast furnace of Hangang Steel

XU Junjie  LIU Chuanchuan  GENG Jingtao  YI Xiaoxu

(Han Dan steel group Ltd. )

Abstract  In order to stabilize furnace operation and improve production indexes with low cost, on condition of deteriorating raw materials for 7# blast furnace of Hangang Steel, the charging system was analyzed and improved. Through optimizing the innermost coke charging angle, smooth operation of the furnace was reached to elevate pulverized coal injection level and lower production cost. 

Key words  blast furnace  charging matrix  exploration

目前，全國高爐布料制度可以說各有特點(diǎn)，關(guān)于布料制度的爭(zhēng)論也有很多?？偟膩碚f，主要是中心加焦和平臺(tái)漏斗的兩部分，邯鋼煉鐵部2011年采用平臺(tái)漏斗布料制度以來，高爐爐況穩(wěn)定順行，燃料比大幅度降低，取得了非常巨大的進(jìn)步。但2017年以來，受環(huán)保限產(chǎn)影響，各鋼鐵企業(yè)焦?fàn)t出焦不正常，加之近年來鋼鐵形勢(shì)不明朗，大量企業(yè)靠降低鐵前原料成本來降低鋼材成本，大量低質(zhì)量的鐵料和焦炭供到高爐，高爐為了保持爐況順行，被迫通過上下部調(diào)劑來降低低質(zhì)料的影響，因此，邯鋼7高爐開始對(duì)布料制度進(jìn)行探索。

邯鋼煉鐵部7高爐入爐原燃料變差后，導(dǎo)致高爐氣流穩(wěn)定性變差，水溫差升高明顯，在5.5℃左右水平居多，加上頻繁的休復(fù)風(fēng)，壁體溫度整體升高，三段銅冷卻壁溫度整體升高，較水溫高20-30℃，僅標(biāo)高14.05m爐腹穩(wěn)定，爐身下部17.695m、爐腰15.79m兩層波動(dòng)頻繁，爐身中上部20.1m、22.03m、23.81m、27.37m整體升高，且波動(dòng)加劇，僅30.99m穩(wěn)定，煤氣利用穩(wěn)定性差，每個(gè)班都有煤氣跑現(xiàn)象，1月6日后，煤氣跑開始頻繁，最低降至44.5%水平，高爐爐溫控制困難，爐況穩(wěn)定受到重大威脅。

為更好的適應(yīng)當(dāng)前原燃料情況，穩(wěn)定爐況，改善高爐指標(biāo)，降低成本，2017年1月14日開始，邯鋼煉鐵部7高爐對(duì)上部料制進(jìn)行了調(diào)整，主要目標(biāo)是開放中心，穩(wěn)定邊緣，降低水溫差。思路是先期穩(wěn)定礦平臺(tái)，靠中心加焦實(shí)現(xiàn)開放中心；后期靠拉寬礦平臺(tái)，微調(diào)中心焦角度和數(shù)量，實(shí)現(xiàn)寬平臺(tái)、深漏斗。具體布料制度調(diào)整見表1。經(jīng)過調(diào)整，高爐保持了爐況穩(wěn)定，2017年4月實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量5100t/天以上，煤比達(dá)到140kg/t，燃料比519kg/t。

1  高爐基本制度布料實(shí)驗(yàn)

邯鋼7高爐進(jìn)行布料實(shí)驗(yàn)初期，高爐穩(wěn)定性和指標(biāo)均有較大改善，但后期由于焦炭品種變化，自產(chǎn)干焦和自產(chǎn)濕焦產(chǎn)量下降（自產(chǎn)焦為頂裝焦），高爐改吃搗鼓干焦和搗鼓濕焦，后又配吃全濕焦，一半自產(chǎn)濕焦加一半搗鼓濕焦，高爐出現(xiàn)了壓量關(guān)系趨緊現(xiàn)象，高爐進(jìn)行了兩次布料制度實(shí)驗(yàn)。

1.1 不同焦炭品種中心加焦布料實(shí)驗(yàn)

傳統(tǒng)上的中心加焦往往是將焦炭以0°角垂直加入高爐中心區(qū)域，即可在中心區(qū)域形成一個(gè)形狀類似于山頭的焦堆[1]。中心加焦面積應(yīng)當(dāng)較小，加古川廠高爐的加焦面積約占爐喉面積的1.4%[2]。因此，邯鋼煉鐵部7高爐中心加焦角度選擇10.8°，爐料不經(jīng)過布料溜槽，直接落入中心。

布料實(shí)驗(yàn)期間，原有送風(fēng)制度、熱制度和造渣制度不變，中心加焦后，由于邊緣仍采取平臺(tái)漏斗料制角度，導(dǎo)致水溫差下降過多，最低2.6°（見圖1），實(shí)驗(yàn)料制采取表1實(shí)驗(yàn)料制2。由自產(chǎn)干焦、搗鼓干焦、自產(chǎn)濕焦、搗鼓濕焦搭配，1月14日高爐開始進(jìn)行布料實(shí)驗(yàn)，每種焦炭結(jié)構(gòu)穩(wěn)定兩天，分別將四種焦炭放到10.8°，邊緣均為濕焦，調(diào)整后水溫差如下圖1，試驗(yàn)期間主要指標(biāo)變化不大，邊緣水溫差穩(wěn)定，中心氣流變化較大，干焦中心溫度達(dá)到800℃以上，濕焦中心溫度650℃左右，邊緣溫度穩(wěn)定到80℃左右，后期濕焦放中心后，高爐壓量關(guān)系明顯升高，壓差由135ka升高到150kpa左右，中心氣流穩(wěn)定性變差，高爐穩(wěn)定性變差，高爐爐體中、下部穩(wěn)定性明顯增加，上部溫度升高，30.99m溫度由80℃升高到105℃左右（見圖2），實(shí)驗(yàn)期間頂溫明顯升高，后期濕焦放中心后，出現(xiàn)頻繁爐頂打水現(xiàn)象。

采取中心布焦方法雖然煤氣利用率差，頂溫大幅升高，但對(duì)穩(wěn)定中心氣流非常有效果[3]。盡管7高爐對(duì)此有一定預(yù)期，但后期頂溫升高過多，總之，不同焦炭對(duì)中心加焦料制有很大的影響，并且焦炭含水量變化，對(duì)高爐煤氣流分布影響巨大。

1.2  高爐不同中心焦角度布料實(shí)驗(yàn)（10.8°、18°、20.5°）

    中心加焦后期，高爐煤氣流分布出現(xiàn)了類似首鋼京唐中心加焦時(shí)出現(xiàn)的現(xiàn)象，中心黑點(diǎn)，緊鄰中心有明顯煤氣流。從十字測(cè)溫分布來看，中心點(diǎn)溫度往往低于次中心點(diǎn)；而且料尺料線越深，這種現(xiàn)象越突出，這主要是中心焦炭偏析造成的，即大粒度的焦炭滾落到中心角堆的四周，而小粒度的焦炭卻落到焦堆的中心，從而造成焦堆中心處焦柱透氣性低于四周。[1]

基于以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，高爐提出適當(dāng)疏松邊緣、穩(wěn)定中心的布料制度，放中心角角度到18°、20.5°適當(dāng)拉寬礦帶，料制使用實(shí)驗(yàn)料制3，原有送風(fēng)制度、熱制度和造渣制度不變，由于邯鋼7高爐平時(shí)以濕焦為主，因此，此次實(shí)驗(yàn)全部為自產(chǎn)濕焦和搗鼓濕焦，對(duì)比中心10.8°、18°、20.5°角度，中心角度提高后30.99m溫度恢復(fù)到85℃左右，水溫差有所提高，壓差逐步恢復(fù)到135kpa左右，根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況，逐步將料制穩(wěn)定到穩(wěn)定料制，高爐爐況恢復(fù)穩(wěn)定。

1.3  逐步完善階段

    中心加焦的關(guān)鍵是中心焦角度和中心焦數(shù)量。邯鋼煉鐵部7高爐焦炭品種變化頻繁，因此，高爐中心加焦布料制度在使用中，不適用最小角度10.8°，中心焦角逐步穩(wěn)定到18°-21°，靠調(diào)整中心氣流，調(diào)整邊緣氣流。在操作中，靈活運(yùn)用增加或減少中心加焦的圈數(shù)，在高爐各種因素引起憋風(fēng)時(shí)，增加中心角圈數(shù)，保障中心氣流更暢通，增加透氣性，緩解憋風(fēng)現(xiàn)象，保障了爐況順行；在中心過于強(qiáng)盛，十字測(cè)溫溫度持續(xù)高于700℃時(shí)，減少中心加焦圈數(shù)，杜絕中心管道氣流，提高煤氣利用率，穩(wěn)定爐況 [4] 。1987年日本開發(fā)出中心加焦技術(shù)，中心焦量控制15%-25%[5]。經(jīng)過長(zhǎng)期總結(jié)，現(xiàn)有焦炭條件下，7高爐中心加焦量控制到18%-25%，即能實(shí)現(xiàn)爐況穩(wěn)定順行，又能保持較高的煤氣利用。

2  高爐布料制度調(diào)整后效果

2.1  布料制度調(diào)整前后爐體溫度變化情況

調(diào)整前后壁體溫度變化見下圖。由下圖3、4、5、6可知，高爐爐體溫度整體下降。

從上圖1可知標(biāo)高27.37m、30.99m，料制調(diào)整前期，壁體溫度均勻性變差，且略有升高趨勢(shì)，布料制度穩(wěn)定后，又恢復(fù)到以前狀況，目前壁體溫度狀態(tài)見下圖7。

2.2  煤氣流分布

料制調(diào)整后，氣流整體趨穩(wěn)，水溫差下行，穩(wěn)定在3.5℃水平，煤氣利用率下行，穩(wěn)定在46.5%-48.5%之間，煤氣利用波動(dòng)大，但無瞬時(shí)煤氣跑現(xiàn)象，頂溫整體升高，穩(wěn)定性可，基本不用爐頂打水。水溫差變化見上圖1。煤氣利用率變化見下圖8。

2.3  操作參數(shù)

風(fēng)、氧使用主要平衡產(chǎn)量和理論燃燒溫度，料制調(diào)整后煤比升高，加濕逐步降低，壓差相對(duì)降低趨勢(shì)，隨著焦比降低，煤比升高壓差升至140kpa水平，壓差穩(wěn)定性略增強(qiáng)，水溫差降低較多，穩(wěn)定在3.5℃水平，煤氣利用率降低但穩(wěn)定性增強(qiáng)，頂溫升高較多，有異常升高現(xiàn)象，需打水處理，分析與限產(chǎn)、礦批小、料制調(diào)整有關(guān)，同時(shí)，生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，料制調(diào)整后探尺偏尺現(xiàn)象增多。

2.4  經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

7高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，煤比升高明顯，燃料比略升高，分析原因認(rèn)為水溫差下降1°左右，導(dǎo)致的燃料比下降，抵消部分煤氣利用下降、頂溫升高等引起的燃料比升高。

3  分析

本次料制調(diào)整基本達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，邊緣渣皮波動(dòng)得到有效控制，水溫差明顯下降，壁體溫度可控性增強(qiáng)，高爐煤氣利用穩(wěn)定性增強(qiáng)，高爐可操作性增強(qiáng)，爐溫穩(wěn)定性增強(qiáng)，但由于中心加焦的特點(diǎn)，對(duì)高爐工長(zhǎng)的要求升高，生產(chǎn)過程中，高爐工長(zhǎng)要密切關(guān)注沒氣流變化，及時(shí)調(diào)劑，以爭(zhēng)取長(zhǎng)期的爐況穩(wěn)定。

但是，高爐是否采用中心加焦，主要考慮還是爐況順行、成本等多重因素。中心加焦角度主要考慮焦炭品種、焦炭含水等多種因素；中心加焦量也是與當(dāng)前原燃料條件及當(dāng)前的各項(xiàng)制度相匹配，列如：2012年首鋼京唐，2號(hào)高爐中心焦控制在10.5-16%之間，中心加焦最佳控制量在15.8%，頂溫134℃，煤氣利用率穩(wěn)定在50.5%，綜合燃料比在490kg/t以下[1]。2017年，根據(jù)2號(hào)高爐實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，中心焦量為總焦量的10%-12%為宜[6]?？傊?，中心加焦是調(diào)整煤氣流分布的一種有效方法，需要?jiǎng)t使用，不需要就去掉，不能一律的使用或堅(jiān)決排斥[7]。兩種布料制度的過度過程有待進(jìn)一步研究。

4  結(jié)語

（1）高爐技術(shù)工作者的追求不能改變，先是環(huán)保、順行、穩(wěn)定、高效，其次是低成本、低燃料比，布料制度僅僅是高爐實(shí)現(xiàn)追求的手段，高爐不同原燃料特點(diǎn)應(yīng)該進(jìn)行不同布料制度的探索。

（2）搗鼓焦或頂裝焦等不同種工藝焦炭對(duì)煤氣流影響是巨大的，同種焦炭?jī)H僅含水變化對(duì)高爐煤氣流影響也是巨大的，高爐應(yīng)根據(jù)不同焦炭，合理調(diào)整高爐布料制度。

（3）中心加焦制度在現(xiàn)有條件下，適應(yīng)了邯鋼煉鐵部7高爐目前的原燃料條件，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

（4）布料制度不是萬能的，必須與其它制度相適應(yīng)，雖然實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)階段的穩(wěn)定順行，但是進(jìn)一步改善指標(biāo)十分困難，精料才是高爐永遠(yuǎn)追求的主題。

（5）平臺(tái)漏斗的布料制度的在高爐的穩(wěn)定性，以及低燃耗方面，要明顯優(yōu)于中心加焦的布料制度，因此，有條件的企業(yè)建議盡量爭(zhēng)取平臺(tái)漏斗的布料制度。

5  參考文獻(xiàn)

[1] 張賀順，王曉朋，王有良等. 首鋼京唐2號(hào)高爐中心加焦冶煉技術(shù)特點(diǎn)[J].煉鐵，2012,31（6）：7-10.

[2] 劉云彩. 高爐布料規(guī)律[M].第三版.北京：冶金工業(yè)出版社，2006:253-254.

[3] 陳奎，劉志朝，盧建光. 邯寶1號(hào)高爐中心喉管磨漏導(dǎo)致爐況失常的處理[J].煉鐵，2012,31（2）：34-37.

[4] 劉玉猛，張宏星，安秀偉等. 青鋼1800m2高爐布料方式的特點(diǎn)[J].煉鐵，2017,36（2）：1-4.

[5] 李傳輝，韓克峰，張熙偉等. 高爐中心加焦技術(shù)是否適用[N/OL].中國冶金報(bào)，2012年2月16日（B2）. 訂閱.

[6] 鄭玉平，吳惠濱，范小斌等. 首鋼京唐2號(hào)高爐裝料制度的優(yōu)化[J].煉鐵，2017,36（3）：6-8.

[7] 劉云彩. 現(xiàn)代高爐操作[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2016:107-108.