王天球¹ ，李永恒¹ ，王文鵬^1，2，王常路¹ ，強(qiáng) 超¹

（1. 承德建龍?zhí)厥怃撚邢薰荆颖?承德 067299 ；2. 河北省半鋼水冶煉高潔凈高品質(zhì)特殊鋼重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(yùn)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(shí)踐，2 號高爐通過定時(shí)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(shí)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(diǎn)隨溜槽的轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)際上由于爐料的這種運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)使得爐料在爐喉的分布軌跡不是正圓而是一個(gè)近似的鴨蛋形 ^[1]，如圖 2a 所示 ；考慮到爐料的下落時(shí)間實(shí)際料流軌跡變化會(huì)有一個(gè)偏轉(zhuǎn)角的變化（溜槽順時(shí)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(shí)，存在 ：落點(diǎn)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(shí)在加中心焦的同時(shí)，也相應(yīng)進(jìn)行了倒罐操作。此項(xiàng)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(xiàng)操作制度的綜合體現(xiàn)，也是制定各項(xiàng)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(qiáng)。

（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(qiáng)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(diǎn)，實(shí)現(xiàn)布料平臺加漏斗的特點(diǎn)。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(jì)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(dòng)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(dòng)能。過低的風(fēng)速會(huì)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(dòng)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(dòng)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(gè)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(jì)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(xiàng)措施調(diào)整前后計(jì)劃產(chǎn)量和實(shí)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(dòng)，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(shí)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.