摘要：通過(guò)爐頂裝料制度和下部送風(fēng)制度的調(diào)整，使?fàn)t內(nèi)氣流分布得到較好的分布，壓量關(guān)系和煤氣能量利用得到了較好的調(diào)節(jié)，調(diào)整后爐頂煤氣利用率升高了1%，壓差水平降低了1kPa，降低燃料比10kg/t鐵，最終實(shí)現(xiàn)了505kg/t鐵的較低燃料比冶煉。

關(guān)鍵詞：裝料制度；煤氣流；燃料比

1  概述

邯鋼5號(hào)高爐由1260 m3擴(kuò)容到2000 m3，擴(kuò)容后于2005年7月投產(chǎn)，目前爐役已經(jīng)11年零10個(gè)月，近年來(lái)由于公司調(diào)節(jié)原燃料結(jié)構(gòu)，致使5高爐綜合品位下降，綜合品位由58.5%降低到58.1%，特別是燒結(jié)礦混勻料增加了3%的除塵灰后，造成整個(gè)燒結(jié)礦冶煉性能變化加大，另外焦炭品種復(fù)雜多樣，一般最低時(shí)同時(shí)配吃2種焦炭品種，最多時(shí)4種，由于焦炭質(zhì)量偏差較大，高爐冶煉情況逐漸變差，利用系數(shù)降低到2.50t/m3·d，大焦比一直處于400kg/t鐵以上，甚至由于爐況波動(dòng)焦比會(huì)增加至420kg/t鐵，燃料比525kg/t鐵，煤氣利用率47%。2013年3月經(jīng)過(guò)對(duì)送風(fēng)制度和裝料制度的調(diào)節(jié)，一方面把提高煤氣利用率[1，2]作為主攻方向，煤氣利用率提高至49%以上；另外一方面煤氣流直接影響爐內(nèi)壓差水平，這也是高爐降焦增煤的一個(gè)主要限制性環(huán)節(jié)，同過(guò)調(diào)整壓差水平降低了2kPa，煤氣流得到了較大的改善，利用系數(shù)提高到了2.6 t/m3·d以上，焦比完成了335kg/t鐵，燃料比505kg/t鐵。

2  裝料制度的調(diào)整

2.1  布料角度

2014年后，3月份-7月份高爐生產(chǎn)指標(biāo)較好，焦比295kg/t鐵，但由于后期原燃料成本措施的實(shí)行，整體質(zhì)量下降較多，特別是品位下降0.5%-1%，致使高爐爐內(nèi)氣流分布與爐料分布情況變化且不相適應(yīng)，變化后對(duì)爐頂裝料制度和送風(fēng)制度作出相應(yīng)調(diào)整，調(diào)整后基本起到了穩(wěn)定爐況的效果，但由于原燃料條件一直處于波動(dòng)時(shí)期，高爐布料制度和送風(fēng)制度也一直再跟隨調(diào)整。2013年-2015年5#高爐主要布料角度變化。

2.2  布料環(huán)數(shù)和料線(xiàn)

布料環(huán)數(shù)和料線(xiàn)對(duì)爐料分布情況起較大作用，今年以來(lái)5高爐雖布料角度發(fā)生變化，布料環(huán)數(shù)和料線(xiàn)變化也較為明顯，布料環(huán)數(shù)一直處于上升趨勢(shì)，特別是爐況出現(xiàn)較大變化過(guò)程后，為了調(diào)節(jié)煤氣流分布避免出現(xiàn)局部氣流和氣流不暢等現(xiàn)象，布料環(huán)數(shù)的調(diào)整一定意義上相當(dāng)于定點(diǎn)布料，實(shí)施后效果還是較為明顯。料線(xiàn)主要是塊狀帶厚度的一個(gè)體現(xiàn)，2012年3月前料線(xiàn)一直處于1.5m，由于5高爐左右探尺自開(kāi)爐以來(lái)很少走齊，偏差較大，特別是爐頂裝料后，焦炭和礦石所反應(yīng)情況更不相同。針對(duì)這種情況，2012年3月-2012年6月曾經(jīng)要求礦料線(xiàn)1.4m，焦料線(xiàn)1.3m。但使用效果還是較差，后又調(diào)整為1.5m，進(jìn)入2013年后通過(guò)整體的爐頂裝料制度調(diào)節(jié)，兩探尺基本走齊，偏差較小，探尺動(dòng)作變化對(duì)比。

3  送風(fēng)制度的調(diào)節(jié)

3.1  風(fēng)口面積調(diào)整

煤氣流的第一次分布和形成過(guò)程主要受送風(fēng)制度影響，送風(fēng)制度主要包括風(fēng)口長(zhǎng)短、面積和對(duì)應(yīng)的鼓風(fēng)動(dòng)能和爐腹煤氣量的大小等，風(fēng)口的長(zhǎng)短和面積是對(duì)應(yīng)于裝料制度相應(yīng)調(diào)節(jié)的一個(gè)主要手段，每次風(fēng)口的調(diào)整都是由于高爐煤氣流分布較為偏差，且鼓風(fēng)動(dòng)能偏離正常值范圍，另外根據(jù)中心和邊緣溫度情況選定合適的風(fēng)口長(zhǎng)度。5#高爐所用風(fēng)口主要包括，550×120、550×110、500×120和500×110四種，其中的550mm長(zhǎng)風(fēng)口使用較謹(jǐn)慎，最多未超過(guò)6個(gè)，后期通過(guò)與上部裝料制度的匹配，選擇了全部500×120風(fēng)口作為下部送風(fēng)初始條件，風(fēng)口面積變化。

3.2  煤氣量的優(yōu)化

五高爐自2013年起一直尋求風(fēng)氧最佳平衡問(wèn)題，特別是富氧的使用上更是較為謹(jǐn)慎，一方面富氧對(duì)成本影響較大，2014年僅用氧節(jié)約成本700余萬(wàn)元，另外風(fēng)氧的匹配主要影響爐腹煤氣量和爐缸的初始煤氣分布，五高爐前期原燃料基本穩(wěn)定情況下，送風(fēng)比高達(dá)2.2，富氧率只有1%。但自2015年11月份后，原燃料變化加大，爐缸工作狀態(tài)明顯下降，特別是爐缸中心溫度點(diǎn)測(cè)溫值下降近40℃，接受煤氣量能力明顯偏弱，此時(shí)沒(méi)有調(diào)節(jié)風(fēng)氧使用比例，造成爐腹煤氣量過(guò)大，爐況波動(dòng)加大，后期逐漸控制風(fēng)量，將送風(fēng)比控制到1.7后，富氧率控制到2.5%，后期加風(fēng)分階段逐步增加，并根據(jù)爐缸工作狀態(tài)逐步降低富氧率，增大風(fēng)量使用，保證爐腹煤氣量與原燃料條件的合理匹配。

4  煤氣流分布的演變

煤氣流分布變化主要可通過(guò)爐頂煤氣利用率、爐頂測(cè)溫、壓量關(guān)系和壁體溫度變化來(lái)體現(xiàn)，只有較高的煤氣利用率、合適的壓量關(guān)系、穩(wěn)定的壁體溫度、合適邊緣溫度和中心溫度才是良好煤氣分布的象征。

4.1  煤氣利用率與壓差

煤氣利用率是煤氣能量利用的直接體現(xiàn)者，而壓差則是我們?nèi)粘２僮鞯闹饕獏?shù)，兩者互相矛盾又互相關(guān)聯(lián)，我們?cè)谧非蠛玫膲毫筷P(guān)系前提下最大程度的提高煤氣利用率。5#高爐煤氣利用率和壓差都由于外部調(diào)節(jié)變化較大，每次偏離正常范圍后都會(huì)對(duì)操作制度進(jìn)行調(diào)整，使煤氣利用率在47.5%以上，壓差穩(wěn)定在150kPa以下，煤氣利用率和壓差趨勢(shì)。

4.2  壁體爐頂十字測(cè)溫

壁體溫度和十字測(cè)溫直接反應(yīng)爐內(nèi)氣流的分布，壁體溫度主要反應(yīng)下部渣皮的穩(wěn)定性，5#高爐渣皮穩(wěn)定性受爐內(nèi)氣流影響較大，進(jìn)而影響爐溫的高低，反過(guò)來(lái)進(jìn)一步影響煤氣流的分布，因而5#高爐對(duì)壁體溫度關(guān)注度較高，每次出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)都會(huì)采取相應(yīng)措施，對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間爐頂邊緣溫度高于120℃，水溫差高于3.5℃；或爐頂邊緣溫度長(zhǎng)期低于70℃，爐體水溫差低于2.5℃的情況，都證明氣流分布及其不適宜，并對(duì)送風(fēng)和裝料制度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以將溫度控制在合適的范圍內(nèi)，最終將爐體水溫差控制到了平均3.5-4℃，十字測(cè)溫中心溫度穩(wěn)定在550℃，邊緣溫度70-120℃，十字測(cè)溫和水溫差趨勢(shì)。

4.3  調(diào)整后參數(shù)

根據(jù)原燃料條件對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)煤氣的初始分布，根據(jù)壓差水平和煤氣利用率調(diào)節(jié)爐頂裝料制度，從目前5#高爐送風(fēng)制度看，動(dòng)能9500-10000 kJ/m2·s，回旋區(qū)深度1.643m，爐腹煤氣量4850-5050m3/min，煤氣指數(shù)57-59m3/min·m2，回旋區(qū)深度和指數(shù)屬正常范圍。從上部料制來(lái)看，平臺(tái)加漏斗較好，料線(xiàn)1.3m情況下調(diào)整后平臺(tái)1.258m，基本上接近爐喉的1/3。

5  結(jié)語(yǔ)

1）煤氣流的分布與很多因素有關(guān)，主要是初始煤氣分布，因此要選擇合適的風(fēng)口長(zhǎng)度和風(fēng)口面積，穩(wěn)定鼓風(fēng)動(dòng)能，從調(diào)節(jié)效果看，5#高爐最佳動(dòng)能為9500-10000kJ/m2·s，回旋區(qū)深度在1.643m；

2）爐頂裝料制度，要保證上部塊狀帶與煤氣流的合理接觸，達(dá)到最佳的煤氣能量利用，保證煤氣利用率47.5%以上和壓差小于150kPa的壓量關(guān)系；

3）布料角位和環(huán)數(shù)根據(jù)爐頂溫度和壁體溫度反應(yīng)綜合來(lái)看，要保證邊緣和中心都有氣流通道，爐頂邊緣溫度控制在70-120℃，水溫差控制在3.0-4℃；

4）礦批和料線(xiàn)對(duì)煤氣分布影響也較為嚴(yán)重，但就爐喉焦炭層厚度看，5#高爐厚度應(yīng)控制在400-480之間，因此以目前焦比看礦批還可增至59噸/批。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王筱留.高爐生產(chǎn)知識(shí)問(wèn)答.冶金工業(yè)出版社.[M].2008年：77-78.

[2] 周傳典.高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊(cè). 冶金工業(yè)出版社.[M].2008年：313-370.