楊耀明
（湘潭鋼鐵集團(tuán)有限公司，湖南 湘潭 411101）
摘 要：對湘鋼 3 號高爐成功實施取消中心加焦布料模式調(diào)整進(jìn)行總結(jié)，重點對取消中心加焦的具體方法進(jìn)行闡述，取消中心加焦的前提條件是爐況穩(wěn)定順行、爐缸活躍、中心氣流強(qiáng)；取消中心加焦過程要盡量維持爐況穩(wěn)定，在減少中心焦量的同時適當(dāng)疏松邊緣，逐步減少中心焦量和外抬小焦角角度，進(jìn)而取消中心加焦布料模式；3 號高爐于 2005 年 2 月大修開爐，開爐時使用中心加焦布料模式，因鋼材市場形勢不好，鋼材價格下降，成本壓力增大，加之爐缸有兩處爐皮開裂，3 號高爐于 2011 年嘗試取消中心加焦，進(jìn)而降低消耗，減少爐缸鐵水環(huán)流對炭磚的沖刷；經(jīng)過多次嘗試，最后成功取消中心加焦，燃料比由 550 kg/t 降至 530 kg/t以內(nèi)。
關(guān)鍵詞：高爐；中心加焦；燃料比
湘鋼 3 號高爐有效容積 1 080 m3 ，設(shè)一個鐵口、一個渣口、20 個風(fēng)口；爐缸使用西格里炭磚，采用陶瓷杯技術(shù)；冷卻系統(tǒng)采用板壁結(jié)合工業(yè)水循環(huán)冷卻；裝配爐頂料面紅外檢測裝置、爐頂煤氣分析裝置，采用小車上料，PW無鐘并罐爐頂，配套 TRT 余壓發(fā)電系統(tǒng)；三座內(nèi)燃式熱風(fēng)爐，服役兩代爐齡，平均風(fēng)溫為 1 040 ℃。第二代爐齡于2005年2月7日建成投產(chǎn)，采用中心加焦布料模式，投產(chǎn)第四天利用系數(shù)達(dá)到 2.0t/（m3 ·d），冶煉強(qiáng)度一直處于較高水平，最高月利用系數(shù)達(dá)到2.81 t/（m3 ·d）；但消耗和同類型高爐相比一直偏高，隨著鋼材價格下降，成本壓力增大。3號高爐于2011年6月開始嘗試取消中心加焦，降低消耗；經(jīng)過多次嘗試，最后把中心加焦取消，燃料比由 550 kg/t 降至 530 kg/t 以內(nèi)。但公司使用低品位礦后，高爐渣比增加，為確保爐況順行，高爐被迫于 2012 年 2 月恢復(fù)中心加焦模式；隨著入爐品位回升后又于 2012 年5月取消中心加焦，消耗回到530 kg/t以內(nèi)。
1 中心加焦技術(shù)的應(yīng)用
中心加焦技術(shù)具有很好的抗波動能力，尤其是原燃料變差時有利于爐況順行，但也存在消耗高、爐缸環(huán)流強(qiáng)度大、爐頂溫度高等缺點［1，2］ 。3 號高爐開爐以來一直使用中心加焦技術(shù)，燃料比長期維持在550 kg/tFe左右。隨著鋼材市場壓力增大，降消耗成為主要目標(biāo)，加之高爐進(jìn)入爐役晚期，爐缸區(qū)域爐殼于4# 風(fēng)口區(qū)域垂直開裂1米，10# 風(fēng)口區(qū)域垂直開裂3米，急需高爐改變生產(chǎn)模式，減弱爐缸環(huán)流沖刷，減弱爐缸應(yīng)力，增加爐缸透液透氣性以確保爐缸安全。高爐多次嘗試取消中心加焦，均引起爐況波動，最后回歸中心加焦模式。取消中心加焦前，高爐長期使用裝料制度為O：43.53 40.5 437.53 35 232.52 C：40.5 2 37.5 2352 32.5 211 4。
2 取消中心加焦過程及效果
2.1 取消中心加焦過程
3號高爐中心加焦經(jīng)歷了取消→恢復(fù)→取的過程，主要經(jīng)歷了如下幾個階段，其變化見表1。
2.1.1 第一階段：減少中心焦量，小焦角外移
從 2011 年 1 月開始，3 號高爐中心焦量由4 圈逐步減少至 1 圈，同時縮小平臺寬度，對邊緣進(jìn)行疏導(dǎo)，確保煤氣通道，裝料制度變化由 O：43.53 40.5 437.53 35 232.52 C：40.5 2 37.5 2352 32.5 211 4逐步過度到 O：43.53 40.5 437.53 35 232.52 C：40.5 2 37.5 2352 32.5 211 4。
隨著中心焦量的減少，邊緣氣流通道不足導(dǎo)致多次出現(xiàn)邊緣局部氣流管道；調(diào)整上部， 將焦前礦拿掉，同時角度整體內(nèi)移，取得較好效果，裝料制度如下：O：43.53 37 4343 30.5 2C：39.5 2 37 234230.5 2152。 爐況穩(wěn)定后，繼續(xù)抬焦炭角度，6月份完成取消 中心加焦，后期裝料制度基本穩(wěn)定在 O：39.53 374352 32 2 C：39.5 2 37 2352 32 2272，第一階段調(diào)整基本完成，燃料比由以前的546 kg/t降至528.66 kg/t。
這次取消中心加焦過程歷時6個月，中間出現(xiàn)過反復(fù)，總結(jié)了幾條規(guī)律：（1） 取消中心加焦的前提條件是爐況穩(wěn)定順行、爐缸活躍，中心氣流強(qiáng)，高爐整體受熱、受憋能力要強(qiáng)；尤其是單鐵口高爐，因其出鐵間隔時間長，如果出鐵前壓力波動大，會給后面取消中心過程帶來不利影響。（2） 在取消中心加焦過程中，盡量保持原燃料穩(wěn)定，尤其是焦炭質(zhì)量要穩(wěn)定。 （3） 高爐煤氣流主要指中心氣流和邊緣氣流， 高爐的穩(wěn)定需要兩道氣流平衡，任何一方過強(qiáng)或過弱都會導(dǎo)致氣流失衡，進(jìn)而影響爐況順行。中心加焦的高爐氣流表現(xiàn)為中心焦炭料柱較大，中心氣流呈現(xiàn)大而不強(qiáng)、流速低的狀況，大量煤氣從中心流出，導(dǎo)致煤氣利用差；取消中心加焦過程就是減少中心焦量，改善料柱整體透氣性，讓中心氣流變少、變強(qiáng)，讓更多礦石平臺有煤氣流通過，改善高爐間接還原，進(jìn)而改善煤氣利用，降低燃料比［3］ 。（4） 中心減焦過程要緩慢，至少間隔2個冶煉周期；待風(fēng)量、壓差恢復(fù)調(diào)整之前并穩(wěn)定后，才可進(jìn)行下一步調(diào)整，待中心焦量減至 1 圈后可適當(dāng)抬焦炭角度。（5） 抬焦炭角度不能太大，可一次抬 2°，同時增加焦炭環(huán)數(shù)，確保中心氣流變化不大，減焦和抬角度不可同時進(jìn)行。（6） 在減焦和抬焦炭角度的同時，根據(jù)爐況表現(xiàn)可適當(dāng)疏松邊緣，增加邊緣氣流通過量，給煤氣流一個通道，否則影響爐況順行。隨著中心焦量的減少，減少的焦炭會平均分布在礦下，改善整個料柱的透氣性，改善煤氣利用的同時更有利于爐況順行［4］ 。（7）一旦出現(xiàn)爐況難行、懸料等情況需要立即退回，保持爐況穩(wěn)定，減少損失。
2.1.2 第二階段：入爐品位大幅下降，恢復(fù)中心加焦布料模式
2011 年下半年，高爐入爐品位由 58% 逐步下降至55%（見圖1），渣比上升，高爐風(fēng)量萎縮，高爐順行狀況變差，加之爐缸開裂嚴(yán)重，高爐被迫堵一個風(fēng)口作業(yè)（爐皮開裂上方）；從2012年2月開始，裝料制度逐步退回中心加焦模式，確保了爐況穩(wěn)定順行，但消耗也隨之上升。
2.1.3 第三階段：再次取消中心加焦
隨著入爐品位的上升，順行問題解決，高爐于 2012 年 5 月再次取消中心加焦。因為有了第一次取消中心加焦經(jīng)驗，這次比較容易，只用了3個月就取消了中心加焦。這次取消過程和2011年上半年有一些區(qū)別，因為 10# 風(fēng)口爐皮開裂加劇，由 3 米裂縫增加到 6 米，高爐被迫堵10# 風(fēng)口，風(fēng)口面積和上次相比小了（見表 2），風(fēng)速更高，動能更強(qiáng)，焦炭小角度由上次的25° 抬至34°，焦炭由5環(huán)減至4環(huán)，礦下焦炭更多，料柱透氣性更好；所以風(fēng)量不但沒下降，反而上升。爐況抗波動能力增強(qiáng)，在修補(bǔ)砂口時高爐可2個半小時不出鐵，只需停氧即可；而且高爐爐頂溫度降低，保護(hù)了爐頂設(shè)備，高爐定修周期由以前的3個月延長至4個月以上。
2.2 取消中心加焦須堅持的幾個原則
（1） 逐步減少中心焦量，通過減少中心焦量可增加礦下透氣性，收攏中心；（2） 疏松邊緣，中心通道壓縮后，要給氣流預(yù)留通道；否則邊緣容易出氣流 ， 從而影響爐況順行［5］。 （3） 取消中心加焦過程要保證爐缸活躍性，爭取取消過程風(fēng)量不萎縮，如風(fēng)量下降過多，則往回退，先保爐況順行。（4） 外抬中心焦角過程可適當(dāng)增加小焦角焦炭量，確保中心通道。（5） 取消中心加焦過程可適當(dāng)縮小風(fēng)口面積，確保中心吹透。
2.3 效果分析
取消中心加焦能改善煤氣利用，可降低燃料比15～20 kg/t，結(jié)果見表2。
在取消中心加焦期間降低了爐頂溫度，延長爐頂檢修周期 （見圖 2、圖 3） 高爐檢修周期由以前的2～3個月延長至4月以上。
5 結(jié) 論
（1） 中心加焦高爐在取消中心加焦時須具備爐況順行穩(wěn)定、爐缸活躍、中心氣流強(qiáng)等條件，強(qiáng)行取消中心加焦容易導(dǎo)致高爐波動。為了不影響產(chǎn)量和消耗，取消中心加焦過程應(yīng)盡量緩慢進(jìn)行，逐步改善料柱透氣性。
（2） 取消中心加焦可降低燃料比15~20 kg/t，有效的降低高爐燃料成本。
（3） 非中心加焦高爐減弱了鐵水環(huán)流對爐缸側(cè)壁侵蝕，延長了高爐使用壽命。湘鋼3號高爐在爐缸大面積開裂的情況下確保了安全停爐。
參考文獻(xiàn)：
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