2 高爐四大基本制度

熱制度、造渣制度、送風(fēng)制度、裝料制度，四個基本操作制度是相互依存，相互影響，共保高爐順行。其中爐缸的熱量充沛取決于熱制度和送風(fēng)制度，煤氣流的合理分布取決于送風(fēng)制度和裝料制度。

2.1 熱制度

熱制度直接反映了爐缸工作狀態(tài)，冶煉進(jìn)程中控制穩(wěn)定且充沛的爐溫，是保證高爐穩(wěn)定順行的基本前提，良好的熱制度是冶煉生產(chǎn)順穩(wěn)、生鐵質(zhì)量、爐前作業(yè)和爐缸安全長壽的重要保障。熱制度包括化學(xué)熱與物理熱兩個方面。爐缸工作狀態(tài)活躍時化學(xué)熱與物理熱相對應(yīng)，且化學(xué)熱較低時物理熱同樣充沛穩(wěn)定。通俗講就是同樣的鐵水含硅，物理熱有高有低。影響熱制度的因素有三個方面：

風(fēng)溫、風(fēng)量、富氧、噴吹燃料、鼓風(fēng)濕度等。

熱量消耗方面，入爐原料的品位和冶金性能，爐內(nèi)的間接還原程度等。

入爐原燃料與煤氣的熱交換。

表2  2#高爐主要工藝參數(shù)

熱制度直接影響了煤氣流的分布。為了穩(wěn)定煤氣流分布必須保證爐缸熱制度的穩(wěn)定，而熱制度的穩(wěn)定就是爐缸活躍的前提。

2.2 造渣制度

造渣制度要適應(yīng)于高爐冶煉要求，爐渣在開始形成到排出爐外要經(jīng)歷一系列的物理、化學(xué)變化，實踐證明煉好鐵先要煉好渣。

爐渣的特性與要求在《高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊》中闡述了造渣制度的重要作用和要求：有利于爐況穩(wěn)定順行，有利于冶煉優(yōu)質(zhì)生鐵。在高溫下，具有良好的流動性和穩(wěn)定性及較強的脫硫能力，且侵蝕性能較弱等特點。

爐渣的流動性、穩(wěn)定性、脫硫能力、侵蝕性能又與爐渣的溫度和成分有關(guān)。我們一般通過對入爐原燃料的成分來平衡好爐渣堿度和鎂鋁比，及充足的渣鐵物理熱，來保證爐渣的粘度。當(dāng)爐渣成分或溫度波動時會使?fàn)t渣粘度及流動性發(fā)生變化，如渣中Al2O3含量較高時，爐渣熔化性溫度變高，粘度大，流動性變差。粘度大，流動性差的爐渣易堵塞焦炭間的空隙，惡化爐缸空隙度，及料柱透氣性，影響了爐缸活躍度和高爐煤氣流的分布。2#高爐爐渣成分如表3：

表3  2#爐爐渣成分

2.3 送風(fēng)制度

在生產(chǎn)中送風(fēng)制度也叫做下部調(diào)劑，它包括風(fēng)口面積、風(fēng)量、風(fēng)溫、鼓風(fēng)濕度、富氧率和鼓風(fēng)動能等。而這些作業(yè)參數(shù)需要根據(jù)高爐變化時進(jìn)行調(diào)劑。主要目的就是選擇好合適的風(fēng)速和鼓風(fēng)動能來滿足高爐生產(chǎn)需要，使初始煤氣流分布合理，爐缸工作均勻活躍，熱量充沛且穩(wěn)定，風(fēng)速和鼓風(fēng)動能還決定了初始煤氣流的分布情況，是改善煤氣流分布的關(guān)鍵。

在高爐生產(chǎn)過程中根據(jù)爐況需要，我們通常采取調(diào)整風(fēng)口面積來改善爐缸工作狀態(tài)，使其達(dá)到工作均勻、活躍的目的。當(dāng)更換長風(fēng)口或縮小風(fēng)口直徑時，在“程樹森，李洋龍”的《高爐風(fēng)口鼓風(fēng)均勻性及風(fēng)口參數(shù)調(diào)節(jié)研究》中，得出結(jié)論認(rèn)為：在高爐總風(fēng)量不變的情況下，局部增加風(fēng)口長度或縮小風(fēng)口直徑，會降低該風(fēng)口的風(fēng)速、風(fēng)量和鼓風(fēng)動能，而其他風(fēng)口的風(fēng)速、風(fēng)量和鼓風(fēng)動能會相應(yīng)增加，這反而不利于該風(fēng)口吹透中心的能力。2#高爐風(fēng)口布局如圖1：

圖1  2#爐風(fēng)口布局

2.4 裝料制度

裝料制度又叫做上部調(diào)劑，由礦石批重、焦炭批重、礦石結(jié)構(gòu)組成、料線、布料角度、布料圈數(shù)等組成。

裝料制度的作用是多方面的，其目的就是使?fàn)t內(nèi)的煤氣流分布合理，改善煤氣流與物料接觸的條件，使煤氣通過礦焦層順暢，爐料與煤氣的熱交換充分且阻力小、下料均勻。裝料制度對軟熔帶的形成的影響也是意義重大的。

在首鋼的煤氣調(diào)整思路中有十六字方針，叫做“穩(wěn)定邊緣，打開中心，穩(wěn)定中心，照顧邊緣”，我們不難發(fā)現(xiàn)中心與邊緣氣流的重要性，而且在生產(chǎn)中兩股煤氣流是缺一不可的。兩股煤氣流的分布形態(tài)是通過對裝料制度調(diào)整的過程。高爐生產(chǎn)是一個動態(tài)過程，爐內(nèi)氣流的變化要與外部條件的變化相結(jié)合，我們的調(diào)整也是一個動態(tài)的過程，而不僅僅是調(diào)整目標(biāo)。

眾所周知高爐的煤氣分布分為三次，即爐缸的初始?xì)饬鞣植?，軟熔帶的氣流二次分配，軟熔帶以上散料層的三次分布。三次氣流分布相互影響相互制約，也就是我們通常所講的上下部調(diào)劑相結(jié)合，自始至終都在為爐缸的活躍程度做文章。2#高爐布料矩陣見表4。

表4 2#高爐布料矩陣表

3  爐缸工作狀態(tài)

綜合四大基本制度中都提到了爐缸工作狀態(tài)，提到爐缸工作狀態(tài)我們就不能不講到高爐“死料柱”，在《馬鋼高爐爐缸死料柱的認(rèn)識及實踐》一文闡述了高爐爐缸死料柱的形狀、大小對爐缸工作狀態(tài)的影響。我們只有給四大基本制度有機的結(jié)合起來，才能保證爐缸的活躍度。

每個煉鐵工作者在實際生產(chǎn)中都遇到過最基本的高爐生產(chǎn)調(diào)劑“憋壓”，在這里詳細(xì)的敘述“憋壓”是怎么形成的。

高爐憋壓的表現(xiàn)，風(fēng)壓升高、風(fēng)量下降、壓差升高、透氣性指數(shù)下降、料速緩慢，嚴(yán)重時高爐“懸料”及“管道行程”。在這些表現(xiàn)中直接會使風(fēng)口的回旋區(qū)縮短，而風(fēng)口的回旋區(qū)是爐缸半徑的1/2-1/3，這時就打亂了初始煤氣流分布，使?fàn)t缸截面積的煤氣量分布不均，風(fēng)口回旋區(qū)長短不一，造成煤氣流分布有強有弱，當(dāng)產(chǎn)生煤氣流速過強的部位時，且煤氣通過料柱的阻力變小時，就是“管道行程”，煤氣的阻力整體都增大時，就會產(chǎn)生“懸料”。

高爐憋壓的形成，上面我們提到高爐爐缸“死料柱”，死料柱是位于爐缸中心基本上不運動的焦炭料柱，也就是在燃燒帶以外的爐缸中心處，也有人管它叫做“爐芯焦”，死料柱沉坐在死鐵層中，它浸沒在液態(tài)渣鐵中，上部頂尖突入爐腹區(qū)，由焦炭構(gòu)成錐形的料柱。由于它的消耗及更新速度極為緩慢，故稱為“死料柱”。死料柱中的焦炭是向風(fēng)口做蠕動運動的，它的消耗周期短則5-7天，長則在15天左右。死料柱在爐缸中呈周期性沉浮運動，當(dāng)出鐵間隔時間較長時，爐缸的液態(tài)渣鐵將死料柱浮起，上部受爐料的下降擠壓使死料柱的空隙度變差，且死料柱本身的透氣性和透液性差，從而會給風(fēng)口回旋區(qū)頂短，造成風(fēng)速和鼓風(fēng)動能下降，這就造成了高爐憋壓。

4   結(jié)語

爐缸工作狀態(tài)及中心煤氣流。當(dāng)四大基本制度不合理，不匹配時就會造成爐缸工作狀態(tài)變差，而爐缸工作狀態(tài)變差就是死料柱形狀發(fā)生了變化。密實的死料柱占據(jù)了爐缸的有限空間，爐缸接受渣鐵的能力下降，隨之風(fēng)量變小，風(fēng)壓升高，下料不順暢，煤氣通路堵塞。死料柱中是爐身下部至爐底由密實的焦炭、入爐粉末、難容的涼渣鐵所組成，嚴(yán)重時死料柱會占據(jù)至爐身中部。

如何保持爐缸活躍度，就是穩(wěn)定死料柱的形狀及大小，使死料柱保持活躍度。前提條件就是要有穩(wěn)定的造渣制度，充沛的熱制度和相互匹配的送風(fēng)與裝料制度，高爐有產(chǎn)有出，都需要順利的進(jìn)行。當(dāng)爐缸工作狀態(tài)好時，初始煤氣流分布合理、均勻，風(fēng)口回旋區(qū)長，能夠順利地向高爐中心滲透，中心煤氣寬度小而力度強，邊緣煤氣穩(wěn)定，這時就形成了穩(wěn)定的“中心煤氣流”，如爐缸工作狀態(tài)變差，風(fēng)口回旋區(qū)變短，煤氣向中心滲透差就行不成穩(wěn)定的中心煤氣流，反之則會使邊緣煤氣分布不均，形成邊緣煤氣流某一方向過強，而產(chǎn)生邊緣管道。

窄而強的中心煤氣流順利的產(chǎn)出，可以直接印證爐缸工作狀態(tài)的好壞，兩者相互依存，只有穩(wěn)定的爐缸活躍度才能保證穩(wěn)定的“中心煤氣流”。