劉建民  路  鵬  王  斌  田全勝  霍  飛  胡智龍

（河鋼宣鋼煉鐵廠）

摘  要  宣鋼3號高爐建成投產后，爐型特殊，設計上的一些缺陷逐步顯露，邊緣氣流不易控制，燃耗較高。針對設計缺陷，按照等效爐腹角調整風口長度，加長布料溜槽后，初始氣流分布合理，爐缸工作均勻活躍，中心充沛穩(wěn)定，邊緣氣流易于控制，提高了煤氣利用率，提高風量使用水平，提高了產量，技術經濟指標持續(xù)改善。

關鍵詞  高爐  等效爐腹角  布料溜槽  風量

1  前言

宣鋼煉鐵廠3號高爐2010年3月大修，爐容由1350m3擴容至2000m3，2個鐵口，風口27個，高徑比2.20倍，爐型特殊，“上大下小”，邊緣氣流不易控制，操作難度大，煤氣利用率低，加之熱風爐熱風出口燒紅及其處理，制約了風溫的提高，頻繁休風，休風率居高不下，煤氣利用率低，產量低燃耗高，高爐主要技術經濟指標較差，見表1。宣鋼3#高爐的原燃料條件較差，干熄焦配比只有40%，配加搗固焦20%，入爐綜合品位57%左右。2015年10月根治了熱風爐熱風出口燒紅現象后，技術經濟指標有所改善，與先進單位相比還是有較大的差距。進入2020年以來，為進一步提產增效，利用等效爐腹角的觀念研究、調整下部送風制度，提高了初始氣流分布的均勻性，改善了爐缸工作的活躍性，研究上部裝料制度，提高煤氣利用率，取得了顯著的效果，高爐技術經濟指標持續(xù)改善。

2  運用等效爐腹角調整風口布局

高爐氣流分布不僅與原燃料質量、操作制度有關，還決定于爐型設計等先天因素，合理的爐型設計是獲得合理氣流分布的基礎。宣鋼3#高爐屬于改造型高爐，為充分利用上一代高爐的部分裝備，設計爐腹角78.778°。投產后，由于爐腹角偏大，渣皮不穩(wěn)定，爐墻溫度升高，邊緣氣流控制難度大，爐體熱負荷、爐頂溫度較高，煤氣利用率低下，高爐燃耗較高。

爐腹角是高爐設計階段確定的。高爐正常生產時，只能通過爐襯的侵蝕和渣皮厚度來調整其角度，這個角度的調整過程持續(xù)的時間很長。

等效爐腹角就是高爐內風口出口截面圓心與爐腹上沿連線與水平面的夾角稱為“ 等效爐腹角”。對于一些爐腹角設計過大的高爐，可以采用加長風口的方式進行快速調整，使煤氣流分布趨于合理。等效爐腹角可以在一定程度上表征了操作爐型與煤氣流分布的關系，因此一定程度上可據此確定高爐風口長度。

等效爐腹角與爐腹邊緣煤氣流的關系，其關鍵是對邊緣煤氣流速的影響，見圖1。隨著等效爐腹角增大即增加風口長度，在降低邊緣煤氣流速方面，與改變爐腹角的效果相同。改變等效爐腹角對邊緣氣流流速的影響范圍擴大到爐腰部位。

日常操作中，就可以通過增加風口長度來改善爐腹角設計過大造成的邊緣氣流過分發(fā)展的缺陷，但應注意長風口使用的比例和風口長度，具體調整值可通過計算確定。另外可根據等效爐腹角對邊緣氣流流速影響的特點，對照分析改變風口長度對爐腹乃至爐腰部位渣皮生成與脫落的影響，可以制定相應的操作方針。

2020年8月3日休風計劃檢修，5個風口長度由615mm加長至635mm后，等效爐腹角為74.14°，初始氣流向爐缸中心延伸，初始氣流分布趨于合理，有效的抑制了邊緣氣流，提高了爐缸中心部位的溫度，有利于發(fā)展中心氣流，有利于提高煤氣利用率。同時加長的風口使用在爐缸炭磚溫度高的方位，兼顧了護爐操作。8月份全開風口作業(yè)，送風風口面積由0.2814m2擴大至0.2927m2，風量增加了100m3/min。10月份年修期間，風口長度635mm的風口又使用11個。風口加長后，爐頂溫度、爐體熱負荷降低，煤氣利用率提高，高爐技術經濟指標顯著改善。爐頂溫度和爐體熱負荷變化趨勢見圖2。

3  改善布料效果

宣鋼3號高爐是改造型高爐，受上料皮帶標高、爐容、高度等因素影響，布料溜槽設計長度3.20m，造成布料角度過大，布料效果差，爐料離開溜槽末端初速度偏小，爐料堆尖距爐墻距離大，導致邊緣氣流易發(fā)展，煤氣流分布不穩(wěn)定，上部裝料制度調劑效果不明顯。8月布料溜槽長度由3.20m變?yōu)?.40m后，按照理論計算除中心焦角度外縮小布料角度3°，布料料流穩(wěn)定，落點準確，布料效果、布料規(guī)律性顯著改善，上部調劑能起到預期的效果。加長布料溜槽后，實現了礦焦同角，改善了環(huán)帶透氣性，實現了煤氣流均衡發(fā)展，配加小礦，降低了爐體熱負荷，提高了煤氣化學能、物理能的利用率，中心焦圈數由5.3圈減至3.5圈，中心部位既有充沛的氣流又有較高的煤氣利用率，在高爐截面上煤氣利用率得到了整體提高。

4  提高風量

2020年8月份調整了風口布局及加長了布料溜槽后，下部回旋區(qū)向爐缸中心部位延伸，爐缸工作好轉，逐步均勻活躍，爐芯溫度升高，初始氣流分布穩(wěn)定，中心氣流充沛，上部煤氣流規(guī)整、受控，為進一步使用風量創(chuàng)造了先決條件。同時在爐缸炭磚溫度高的區(qū)域使用了長風口，爐缸炭磚溫度下降至安全范圍，實現了強化和護爐的同一。宣鋼3號高爐風量逐步使用至4400m3/min至4500m3/min之間，見圖3。同時，鼓風動能得到了進一步提高，又促進了爐缸工作的全面均勻和活躍，為提產降耗創(chuàng)造了有利條件。

風量提高后，高爐內積存的渣鐵及時、均勻出凈是關鍵。宣鋼3#高爐設計2個鐵口，單鐵口出鐵，出鐵時間過長，出鐵前期憋渣鐵，下渣時間晚，影響爐內風量及下料，出鐵時間短，鐵凈渣不凈，鐵后形成憋風。綜合各方面因素，制定鐵間間隔30分鐘打開鐵口，爐前鉆頭由φ55逐步調大為φ60，控制每爐次出鐵時間90min左右，出鐵20min內見渣，鐵流速5.0噸/min。提高改善炮泥質量，確保炮泥燒結時間合適，完全固結，形成完整的泥包，又要防止燒結時間過長，開鐵口難度增加，延長鐵間間隔，造成鐵前憋風。強化爐前管理，確保出盡率、鐵口合格率100%，按時、按要求出盡渣鐵，全風高壓堵口率達到100%。

5  結語

通過加長風口長度和布料溜槽，使等效爐腹角在合理的控制范圍內，邊緣氣流受控，爐缸工作好轉，提高了煤氣利用率，上加風量，耗礦增加，技術經濟指標顯著改善，效果顯著，燃料比降低了4kg/t，利用系數提高了0.029 t/（m3·d），見表2。

繼續(xù)利用等效爐腹角指導高爐調整風口長度，改善、提高初始氣流分布的合理性，全面活躍爐缸工作，形成穩(wěn)定、充沛的中心氣流，提高高爐爐況適應性和穩(wěn)定性，繼續(xù)優(yōu)化操作制度，進一步拓寬礦環(huán)帶，提高環(huán)帶料柱透氣性，匹配邊緣與中心，兼顧爐頂溫度，提高煤氣利用率，降低燃耗，實現提產增效的目的。同時又要防止風口過長，邊緣自動加重，出現粘結現象，導致爐況不順。

改造完善爐前設備，加強生產組織的管控和鐵罐調配，改進炮泥質量，強化爐前出鐵操作，逐步實現雙場出鐵，保持穩(wěn)產高產態(tài)勢。

強化冶煉后，提高了產量，要密切關注爐缸炭磚溫度的變化情況，嚴格執(zhí)行長壽管理規(guī)定，適時提高鈦負荷進行護爐，做到安全生產。