王天球¹ ，李永恒¹ ，王文鵬^1，2，王常路¹ ，強 超¹

（1. 承德建龍?zhí)厥怃撚邢薰?，河?承德 067299 ；2. 河北省半鋼水冶煉高潔凈高品質(zhì)特殊鋼重點實驗室，河北 承德 067032）

摘 要 ：高爐冶煉中煤氣流的問題，歷來受到高爐操作者的重視，特別是穩(wěn)定的中心氣流，對爐況的長期穩(wěn)定順行起著至關(guān)重要的作用。本文就承德建龍 2 號高爐爐役后期，通過逐步調(diào)整布料制度、送風(fēng)制度，引導(dǎo)中心氣流，產(chǎn)量指標(biāo)進(jìn)一步提升，進(jìn)行總結(jié)和分析。

關(guān)鍵詞 ：中心氣流 ；指標(biāo)

承德建龍 2 號高爐，爐容 650m³ ，屬釩鈦礦冶煉，爐頂設(shè)備為并罐無料鐘。2020 年 8 月 20 日起，受并罐偏析、原料條件變化及爐役后期爐型侵蝕影響，爐況開始頻繁崩滑料，中心氣流消失，出現(xiàn)管道、懸料等惡性爐況，高爐運行狀況明顯變差，產(chǎn)量、指標(biāo)下滑較多。經(jīng)過生產(chǎn)操作人員分析討論和生產(chǎn)實踐，2 號高爐通過定時倒罐、中心加焦、調(diào)整布料角度檔位、縮小風(fēng)口面積等措施，確保中心氣流，至 2020 年 10 月 1 日爐況逐步趨于穩(wěn)定，產(chǎn)量及相關(guān)指標(biāo)回升，并實現(xiàn)了 11 月 29 日安全停爐。

1  爐況演變過程

1.1 并罐偏析影響

并罐高爐料流在喉管中容易產(chǎn)生偏行，而料流中心在溜槽的底面落點隨溜槽的轉(zhuǎn)動呈橢圓形變化，這樣就導(dǎo)致了爐料在圓周上的軌跡偏析和料流量偏析，如圖 1 所示。

實際上由于爐料的這種運動特點使得爐料在爐喉的分布軌跡不是正圓而是一個近似的鴨蛋形 ^[1]，如圖 2a 所示 ；考慮到爐料的下落時間實際料流軌跡變化會有一個偏轉(zhuǎn)角的變化（溜槽順時針旋轉(zhuǎn)），如圖 2b 所示。

1.2  原燃料變化

2020 年 8 月中旬開始，為進(jìn)一步減低鐵水成本，調(diào)整高爐入爐原燃料，高爐用焦炭結(jié)構(gòu)由 50% 一級 +50% 二級，逐步調(diào)整為 100% 二級焦炭。為降低高爐返礦率，槽下燒結(jié)礦 2 套篩底由4mm 下調(diào)為 3.5mm。焦炭結(jié)構(gòu)調(diào)整加之入爐含粉增加，入爐原燃料條件變差。

1.3  爐役后期爐型變化

2 號高爐為 2011 年大修，爐頂為并罐無料鐘，至 2020 年 8 月爐襯圓周不均勻侵蝕非常嚴(yán)重，耐材已侵蝕殆盡，基本靠冷卻壁掛渣皮維持生產(chǎn)，邊緣氣流分布不均（見圖 3），控制難度較大，且探尺頻繁出現(xiàn)崩滑料（見圖 4）。

2  氣流調(diào)整過程

2.1 減少料面偏析，維持合理操作爐型

2 號高爐爐頂上料設(shè)備為并罐無料鐘，并罐無料鐘布料時，存在 ：落點偏析、流量偏析、粒度偏析和堿度偏析等，不規(guī)則的倒罐周期及爐型的不規(guī)則雙重影響，造成邊緣氣流不穩(wěn)，中心氣流弱，易受并罐效應(yīng)影響出現(xiàn)局部邊緣管道。

為減小偏析，調(diào)整氣流，改善爐況，9 月 2 日上部裝入制度通過每批料抽取總焦批的 8% 焦炭量，間隔 11 批，以溜槽最小角19°布至中心，即引導(dǎo)中心氣流，同時在加中心焦的同時，也相應(yīng)進(jìn)行了倒罐操作。此項調(diào)整后，中心氣流逐步顯現(xiàn)，爐況穩(wěn)定性較之前明顯好轉(zhuǎn)，難行崩料次數(shù)減少，但整體爐況未達(dá)到理想順行狀態(tài)。

2.2 優(yōu)化布料制度，穩(wěn)定中心氣流

高爐煤氣流的分布既是高爐各項操作制度的綜合體現(xiàn)，也是制定各項操作制度的依據(jù)，合理的煤氣流分布是高爐保持長期穩(wěn)定順行的前提，主要包括 ^[2] ：

（1）高爐保持長期的穩(wěn)定順行，高爐的適應(yīng)性較強。

（2）良好的透氣性，風(fēng)壓穩(wěn)定，風(fēng)量風(fēng)壓匹配，下料均勻，爐缸活躍。

（3）與高爐冶煉強度相匹配的穩(wěn)定的煤氣利用率。

（4）形成穩(wěn)定均勻的操作爐型。

為進(jìn)一步改善煤氣流分布，2 號高爐上部調(diào)整布料矩陣，找準(zhǔn)布料起始點，實現(xiàn)布料平臺加漏斗的特點。9 月 2 日，上部裝料制度逐步進(jìn)行調(diào)整，每一步勤觀察氣流分布，以穩(wěn)定中心氣流為目標(biāo)。具體調(diào)整如表 2。

根據(jù)煤氣流分布調(diào)整布料矩陣后，中心氣流逐步趨于穩(wěn)定，整體產(chǎn)量及指標(biāo)達(dá)到正常計劃值。

2.3 優(yōu)化送風(fēng)制度，控制合適的風(fēng)速和鼓風(fēng)動能

合理的送風(fēng)制度是高爐長期保持穩(wěn)定順行的根本，2 號高爐屬釩鈦冶煉，中心不易吹透，為了確保一定的爐腹煤氣量和回旋區(qū)大小，需要合適的風(fēng)速和鼓風(fēng)動能。過低的風(fēng)速會導(dǎo)致爐缸不活躍，死料柱肥大，透氣和透液性下降，爐前作業(yè)困難，見渣率降低，高爐透氣性惡化等影響高爐穩(wěn)定順行的現(xiàn)象產(chǎn)生。

為此下部縮小風(fēng)口面積，提高鼓風(fēng)動能，發(fā)展中心氣流，9月 27 日，將氣流相對發(fā)展的方向的 2#、4# 風(fēng)口直徑由 φ115 調(diào)整為 φ110，風(fēng)口面積由 0.01582 調(diào)為 0.01565, 相應(yīng)鼓風(fēng)動能升高300。

2.4 上下部調(diào)整后，中心氣流穩(wěn)定，爐況指標(biāo)回升

經(jīng)過近一個月的上下部逐步調(diào)整，中心氣流穩(wěn)定，爐缸工作活躍，壓差降低約 5kPa，產(chǎn)量指標(biāo)在完成原計劃 2230 噸 / 日的基礎(chǔ)上，又增加約 50 噸 / 日。圖 1 是 2 號高爐各項措施調(diào)整前后計劃產(chǎn)量和實際產(chǎn)量的對比。

3  結(jié)語

高爐爐役后期，爐墻侵蝕嚴(yán)重，保證穩(wěn)定的中心氣流，是高爐穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)。中心氣流發(fā)生變化，還原、預(yù)熱波動，熱量水平變化，加劇了爐況的不良傾向，進(jìn)而影響順行等其他問題。承德建龍 2 號高爐爐役后期，通過定時倒罐、中心加焦、調(diào)整布料角度檔位、縮小風(fēng)口面積等一系列措施，確保中心氣流，最終使?fàn)t況恢復(fù)正常，經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)得到進(jìn)一步提升。

參考文獻(xiàn)

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[2]  張龍來，林成城 . 大型高爐穩(wěn)定控制技術(shù)探討 [J]. 寶鋼技術(shù)，2011（2）：1-5.