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(chǎn)后，爐型特殊，設(shè)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(shè)計缺陷，按照等效爐腹角調(diào)整風(fēng)口長度，加長布料溜槽后，初始?xì)饬鞣植己侠恚瑺t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(fēng)量使用水平，提高了產(chǎn)量，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)持續(xù)改善。

關(guān)鍵詞  高爐  等效爐腹角  布料溜槽  風(fēng)量

1  前言

宣鋼煉鐵廠3號高爐2010年3月大修，爐容由1350m3擴(kuò)容至2000m3，2個鐵口，風(fēng)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(fēng)爐熱風(fēng)出口燒紅及其處理，制約了風(fēng)溫的提高，頻繁休風(fēng)，休風(fēng)率居高不下，煤氣利用率低，產(chǎn)量低燃耗高，高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)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(fēng)爐熱風(fēng)出口燒紅現(xiàn)象后，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有所改善，與先進(jìn)單位相比還是有較大的差距。進(jìn)入2020年以來，為進(jìn)一步提產(chǎn)增效，利用等效爐腹角的觀念研究、調(diào)整下部送風(fēng)制度，提高了初始?xì)饬鞣植嫉木鶆蛐裕纳屏藸t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(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)持續(xù)改善。

2  運(yùn)用等效爐腹角調(diào)整風(fēng)口布局

高爐氣流分布不僅與原燃料質(zhì)量、操作制度有關(guān)，還決定于爐型設(shè)計等先天因素，合理的爐型設(shè)計是獲得合理氣流分布的基礎(chǔ)。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(shè)計爐腹角78.778°。投產(chǎn)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(fù)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(shè)計階段確定的。高爐正常生產(chǎn)時，只能通過爐襯的侵蝕和渣皮厚度來調(diào)整其角度，這個角度的調(diào)整過程持續(xù)的時間很長。

等效爐腹角就是高爐內(nèi)風(fēng)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(shè)計過大的高爐，可以采用加長風(fēng)口的方式進(jìn)行快速調(diào)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(guān)系，因此一定程度上可據(jù)此確定高爐風(fēng)口長度。

等效爐腹角與爐腹邊緣煤氣流的關(guān)系，其關(guān)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(fēng)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(kuò)大到爐腰部位。

日常操作中，就可以通過增加風(fēng)口長度來改善爐腹角設(shè)計過大造成的邊緣氣流過分發(fā)展的缺陷，但應(yīng)注意長風(fēng)口使用的比例和風(fēng)口長度，具體調(diào)整值可通過計算確定。另外可根據(jù)等效爐腹角對邊緣氣流流速影響的特點(diǎn)，對照分析改變風(fēng)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(yīng)的操作方針。

2020年8月3日休風(fēng)計劃檢修，5個風(fēng)口長度由615mm加長至635mm后，等效爐腹角為74.14°，初始?xì)饬飨驙t缸中心延伸，初始?xì)饬鞣植稼呌诤侠?，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(fēng)口使用在爐缸炭磚溫度高的方位，兼顧了護(hù)爐操作。8月份全開風(fēng)口作業(yè)，送風(fēng)風(fēng)口面積由0.2814m2擴(kuò)大至0.2927m2，風(fēng)量增加了100m3/min。10月份年修期間，風(fēng)口長度635mm的風(fēng)口又使用11個。風(fēng)口加長后，爐頂溫度、爐體熱負(fù)荷降低，煤氣利用率提高，高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)顯著改善。爐頂溫度和爐體熱負(fù)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(biāo)高、爐容、高度等因素影響，布料溜槽設(shè)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(dǎo)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(diào)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(diǎn)準(zhǔn)確，布料效果、布料規(guī)律性顯著改善，上部調(diào)劑能起到預(yù)期的效果。加長布料溜槽后，實現(xiàn)了礦焦同角，改善了環(huán)帶透氣性，實現(xiàn)了煤氣流均衡發(fā)展，配加小礦，降低了爐體熱負(fù)荷，提高了煤氣化學(xué)能、物理能的利用率，中心焦圈數(shù)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(fēng)量

2020年8月份調(diào)整了風(fēng)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(zhuǎn)，逐步均勻活躍，爐芯溫度升高，初始?xì)饬鞣植挤€(wěn)定，中心氣流充沛，上部煤氣流規(guī)整、受控，為進(jìn)一步使用風(fēng)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(fēng)口，爐缸炭磚溫度下降至安全范圍，實現(xiàn)了強(qiáng)化和護(hù)爐的同一。宣鋼3號高爐風(fēng)量逐步使用至4400m3/min至4500m3/min之間，見圖3。同時，鼓風(fēng)動能得到了進(jìn)一步提高，又促進(jìn)了爐缸工作的全面均勻和活躍，為提產(chǎn)降耗創(chuàng)造了有利條件。

風(fēng)量提高后，高爐內(nèi)積存的渣鐵及時、均勻出凈是關(guān)鍵。宣鋼3#高爐設(shè)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(nèi)風(fēng)量及下料，出鐵時間短，鐵凈渣不凈，鐵后形成憋風(fēng)。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(diào)大為φ60，控制每爐次出鐵時間90min左右，出鐵20min內(nèi)見渣，鐵流速5.0噸/min。提高改善炮泥質(zhì)量，確保炮泥燒結(jié)時間合適，完全固結(jié)，形成完整的泥包，又要防止燒結(jié)時間過長，開鐵口難度增加，延長鐵間間隔，造成鐵前憋風(fēng)。強(qiáng)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(fēng)高壓堵口率達(dá)到100%。

5  結(jié)語

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

繼續(xù)利用等效爐腹角指導(dǎo)高爐調(diào)整風(fēng)口長度，改善、提高初始?xì)饬鞣植嫉暮侠硇裕婊钴S爐缸工作，形成穩(wěn)定、充沛的中心氣流，提高高爐爐況適應(yīng)性和穩(wěn)定性，繼續(xù)優(yōu)化操作制度，進(jìn)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(xiàn)提產(chǎn)增效的目的。同時又要防止風(fēng)口過長，邊緣自動加重，出現(xiàn)粘結(jié)現(xiàn)象，導(dǎo)致爐況不順。

改造完善爐前設(shè)備，加強(qiáng)生產(chǎn)組織的管控和鐵罐調(diào)配，改進(jìn)炮泥質(zhì)量，強(qiáng)化爐前出鐵操作，逐步實現(xiàn)雙場出鐵，保持穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)態(tài)勢。

強(qiáng)化冶煉后，提高了產(chǎn)量，要密切關(guān)注爐缸炭磚溫度的變化情況，嚴(yán)格執(zhí)行長壽管理規(guī)定，適時提高鈦負(fù)荷進(jìn)行護(hù)爐，做到安全生產(chǎn)。