關鍵詞 高爐 強化冶煉 技術

1概況

濟鋼自2003年9月以來相繼投產三座1750m³高爐，在設計中均采用了一系列先進實用技術。面對爐容突然擴大(原有高爐爐容均為350m³)，特別是從未用過的溜槽布料，這些都另高爐操作者一時無所適從。但是具有勇氣和智慧的煉鐵人，通過不斷總結高爐技術操作經驗和開展技術創新，堅持走濟鋼“高爐既要善待，又要自強”的煉鐵方針路線，逐漸形成自己的一套大型高爐煉鐵操作理念和核心技術，各項技術經濟指標取得了明顯進步，見表1。

2爐頂布料技術

好的裝料制度，是為了創造長期穩定順行的爐況。這就要求發展中心氣流，穩定邊緣氣流，煤氣利用好，高爐在較高冶煉強度下爐況穩定順行，極少崩、懸料。

自2005年8月在2#1750高爐開始進行矩陣大角度外推布料實踐，成功后逐漸在其它高爐推廣應用。矩陣大角度外推，即通過逐漸增加布礦檔位的角度和直接增加礦石檔位，以形成穩定的邊緣礦焦平臺、中心漏斗式料面分布。實踐證明，這種裝料制度有利于形成穩定的邊緣、中心兩道煤氣流，降低煤氣阻損，改善料柱透氣性。以2#1750高爐為例，各階段所使用的典型布料矩陣情況見表2。

通過上述矩陣的檔位外推，礦角位大于焦炭角位，各角位上的焦炭環數傾向于平均分配，這樣更有利于在靠近爐喉邊緣處形成焦炭平臺。由主要依靠邊緣煤氣流轉化為邊緣氣流受到抑制、中心氣流成為主導氣流的煤氣流分布。這種氣流分布既能使煤氣的熱能和化學能得到充分利用，又能保持煤氣的兩條通路，有利于爐況穩定順行。

邊緣煤氣流指數W值可以作為判斷煤氣流分布是否合理的重要依據^[1]，高爐邊緣煤氣流指數 通過反復摸索，適合濟鋼1750高爐強化冶煉的W值在0．7～0．85之間。適當抑制邊緣煤氣流，邊沿氣流穩定了，爐墻渣皮就能穩定，煤氣利用得到改善。W值不能過低，否則邊緣煤氣流較弱，容易引起爐墻結厚。

3 活躍爐缸技術

獲得穩定順行的爐況，合理的送風制度是基礎。在風口前形成較長的循環區，使煤氣的初始分布向中心延伸，減少中心死料柱，改善爐缸中心的透氣性和透液性，對提高爐缸工作的活躍性是非常重要的。

隨著高爐的不斷強化，結合原料條件和爐況順行狀況，由煤氣量增大引起的中心氣流發展，往往被礦焦比升高、料柱透氣性變差所掩蓋，此時，增加鼓風動能，打開中心氣流顯得尤為重要。

隨著煤比的增加，焦炭負荷加重，爐內透氣性變差，引起風口回旋區在爐缸徑向縮短。從而導致邊緣氣流發展，中心氣流不足。同時，由于煤比提高人爐焦炭量減少，死料柱中焦炭停留時間加長，焦炭質量下降嚴重。因此，促進爐缸活躍已是迫在眉睫，對爐況穩定非常關鍵。

通過改變風口角度、直徑、長度，力求大風量，以改善鼓風動能，控制適宜的風口回旋區。高爐風口由原來直徑120mm和130mm間隔使用模式逐步縮小為全部為120mm，風口長度由550mm延長至580mm，斜度由原來的斜3度變為斜5度。這些措施保證了爐缸的活躍。

從高爐長壽角度來說，爐缸“鍋底狀"侵蝕是最理想的，這也是活躍的爐缸所具有的明顯特征。因此，可以通過實時監控爐缸爐底中心溫度與爐缸側壁溫度情況，判斷爐缸的活躍性，并指導爐內操作。

另外，造渣上調劑合適爐渣堿度，熱制度上尋求充沛的爐缸物理熱，保證良好的渣鐵流動性，對促進爐缸活躍也是十分重要的。目前原燃料條件下，高爐爐渣二元堿度要求控制在1．05～1．15之間，鐵水物理溫度不低于1490℃。

4 高風溫、富氧噴煤技術

隨著高爐操業水平的提高，實際使用風溫水平也在不斷提高。高風溫不但為高爐帶人了寶貴的物理熱，而且可以快速加熱煤粉，促進煤粉提前著火，利于煤粉化學能的充分利用。高爐生產中一方面要努力提高熱風爐的操作水平，另一方面在高爐正常生產時，一定要堅持全風溫操作。目前濟鋼1750高爐所用風溫基本穩定在1200℃。

富氧是彌補噴煤后風口理論燃燒溫度降低的有效措施。富氧增加了鼓風中的氧濃度，加快氧向煤粉表面的傳遞速度，促進煤粉燃燒，提高煤粉燃燒率。當然，富氧率不是高噴煤的決定因素，應主要根據冶煉強度進行調整，即把富氧率主要作為控制冶煉強度和改善煤粉燃燒的手段。

控制適宜的理論燃燒溫度，就能掌控高爐的爐缸熱 狀態。適宜理論燃燒溫度是由原燃料條件、冶煉狀況等因素決定的。根據生產狀態良好時的高爐參數，確定高爐適宜理論燃燒溫度的大致范圍，然后結合具體條件，確定噸鐵(較大)噴煤量，就可以在現有原料條件和風溫水平下，根據此適宜理論燃燒溫度反過來確定適宜的富氧率嘲。總之，富氧噴煤高爐日常操作調節時，要以適宜理論燃燒溫度為控制目標，各操作參數要協調進行。各高爐煤比與富氧之間的趨勢關系如圖1所示。

5爐型維護技術

濟鋼非常重視高爐操作爐型的維護，認為合理操作爐型是高爐得到強化冶煉和獲得穩定良好指標的基礎。要維持合理的操作爐型，就必須控制適宜的邊緣煤氣流和適當的冷卻強度。前者主要通過控制邊緣的礦焦比和下部適宜的鼓風動能來實現，減小邊緣煤氣流的波動，將軟熔帶根部穩定在合理的位置，避免其上、下位移過大。后者則通過控制冷卻水溫度和水量來控制^[3]。

由于冷卻壁設計等方面的原因，四段冷卻壁漏水導致高爐順行受影響，針對高爐各自運行情況，曾三次項修停爐更換破損的冷卻壁。通過三次更換風口區冷卻壁的施工實踐，已經形成了一套比較成熟的改造方案，為以后的高爐冷卻壁的改造提供了可靠借鑒。在降料面至風口更換好風口段冷卻壁后，實施爐內噴涂造襯，噴補的最終目的之一就是在短時間內修復高爐爐型，以滿足高爐操作的需要。噴補后高爐內型表面均勻、平整，目測效果很好。高爐噴補后的開爐非常順利，均能快速達產達效。

結合高爐實際情況，研究開發了高爐爐襯溫度與熱負荷監測模型。描繪冷卻壁溫度分布及爐體熱負荷分布(如圖2所示)，實現對高爐爐體的工作狀況在線監測，從而推測高爐爐型和煤氣流分布情況，為高爐操作者調整爐況尋求合理操作爐型提供借鑒。

結語

濟鋼1750m³高爐幾年來煉鐵技術取得了長足的進步，這些技術之間又相輔相成，共同形成了高爐“上穩下活”的良好順行狀態，經濟技術指標逐步得到改善。煤氣流控制需要將爐頂布料與活躍爐缸結合起來，并維持全理的操作爐型，加之高風溫、富氧噴煤，提高高爐強化冶煉水平。今后發展方向是在高冶強下追求下更低燃料消耗和高爐長壽，以求更遠的經濟效益。