宣鋼4號高爐穩(wěn)定爐體熱負荷實踐

王海濤　褚潤林　張利波　尹奎升　曹建學

(河北鋼鐵集團宣鋼公司)

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宣鋼4號高爐穩(wěn)定爐體熱負荷實踐

王海濤褚潤林張利波尹奎升曹建學

(河北鋼鐵集團宣鋼公司)

對宣鋼4號高爐爐體熱負荷長期穩(wěn)定生產實踐進行了總結。通過量化風速、動能，保證穩(wěn)定而有力的中心氣流，保持適宜的平臺寬度和漏斗深度，優(yōu)化爐前出鐵，合理休復風操作等措施，實現了高爐爐體熱負荷的長期穩(wěn)定，為維持合理爐型和高爐長壽創(chuàng)造了條件。

爐體熱負荷穩(wěn)定

0　概況

宣鋼4號高爐(1800 m3)于2005年10月24日點火開爐，本高爐采用了PW串罐無鐘爐頂、雙邊矩形出鐵場、全軟水聯合密閉循環(huán)、三段銅冷卻壁(爐腹、爐腰、爐身下部)、法國技術國內制造的陶瓷杯、日本NDK碳磚、3座改進型高溫內燃式熱風爐等一系列先進設備。4號高爐經過長期的理論研究和生產實踐，實現了爐體熱負荷的長期穩(wěn)定和可控化，為髙爐保持穩(wěn)定順行、低耗、長壽奠定了基礎。

1　熱負荷波動原因分析

1.1原燃料品種復雜、切換頻繁

4號高爐原料結構為：燒結礦+外購球團+塊礦。其中，燒結礦的種類有：一燒、二燒；球團礦的種類有：赤城球、賈球、煙球、青龍球；生礦為：蒙古礦及澳礦。焦炭為：文峰焦+梗陽焦+搗固焦。

原燃料品種日益復雜且頻繁切換，導致高爐軟融帶位置、厚度不穩(wěn)定，邊緣氣流易發(fā)展，表現在爐內渣皮不穩(wěn)定，頻繁出現滑落現象，爐體熱負荷波動大。

表1　4 號高爐焦炭品種及成分性能

1.2上下部制度不匹配

對于高爐布料采用“平臺+漏斗” 布料制度，一般而言，平臺窄，漏斗相對較大，中心氣流相對較強；平臺寬，料斗相對較小而且平坦，中心氣流相對較弱。因此適宜的煤氣流分布需要保證一定寬度平臺，結合生產條件適當微調使其適應原燃料條件與高爐冶煉特點，達到中心和邊緣合理煤氣流分布[1]。

在原燃料質量較好的過去，大風口，大風量起到了較好的效果，隨著低成本戰(zhàn)略的不斷深入，原燃料質量逐步走差，尤其是入爐品位下降渣比升高，料柱透氣性降低，過去的大風量、大風口與現今爐況不相適應。

1.3外圍影響

1.3.1日常渣鐵處理

由于炮泥使用上為多廠家，質量參差不齊，經常出現潮鐵口、漏鐵口、淺鐵口、燒鐵口等不正常情況，鐵口合格率嚴重降低，開鐵口晚點或大量虧渣虧鐵導致氣流波動，給高爐出鐵帶來了較大困難，大量渣鐵滯留在爐內，惡化了高爐料柱的透液性和透氣性，嚴重制約了高爐爐況穩(wěn)定順行。

1.3.2倒場作業(yè)

4號高爐出鐵模式為單場出鐵，每月一次的倒場，每次倒場前幾爐鐵鐵口淺虧渣虧鐵量大，或由于卡焦、倒焦、鐵流速低，造成爐內憋風，參數大幅度波動。爐溫和堿度波動影響軟熔帶和滴落帶煤氣分布，對渣皮沖擊很大，總結發(fā)現[Si]波動達0.3%，堿度波動達0.05倍，渣皮易產生脫落，從而導致熱負荷大幅度波動。

1.4休復風影響

在高爐定休和無計劃休風復風過程中，煤氣流重新分布，熱負荷易出現波動。同時，以前高爐休風采取集中加焦方式，復風后熱量集中下達，爐溫高，高壓低量現象明顯，渣鐵流動性差，后續(xù)降爐溫過程又容易過頭，以至造成熱制度波動引發(fā)邊緣煤氣流不穩(wěn)，爐體熱負荷升高，燃耗增加。

2　穩(wěn)定爐體熱負荷措施

2.1量化風速、動能，保證穩(wěn)定而有力的中心氣流

生產經驗表明, 不同的爐缸直徑, 應選擇相應的鼓風動能值。風口面積是決定鼓風動能的一個重要參數。風口面積過大, 將導致鼓風動能不足, 邊緣氣流發(fā)展, 冷卻壁熱負荷升高；過小,將導致風壓過高,爐況不穩(wěn)[2]。

匹配當下原燃料品種復雜，經濟料渣比升高的條件，改變過去靠“大風冶煉治百病”的操作理念，4號高爐利用休風機會高爐逐步縮小風口面積，提高風速和鼓風動能，控制死焦堆體積，保證爐缸透氣性，透液性。休風過程中逐漸用Ф115 mm風口替換Ф120 mm風口，風口面積由0.2904 m2穩(wěn)定至現在的0.2774 m2，見表2。4號高爐實際風速由220 m/s～230 m/s提高到230 m/s～250 m/s，鼓風動能由100 kJ/s～110 kJ/s提高到110 kJ/s～120 kJ/s，有利于回旋區(qū)向中心推移，實現了爐缸活躍及邊緣氣流的穩(wěn)定。

表2　宣鋼4號高爐風口調節(jié)統計表

注：風口長度均為600 mm。

2.2穩(wěn)定適宜的平臺寬度和漏斗深度，提高煤氣利用率

合理適宜的上部布料制度是高爐穩(wěn)定順行的重要保障?，F代高爐裝料制度中，邊緣平臺與中心漏斗是最重要的組成部分，兩者的分界線直接關系焦炭平臺的寬度和中心漏斗的深度，是影響爐內煤氣分布的關鍵因素[3]。針對原燃料品種復雜且頻繁切換的現狀，4號高爐在上部制度調整上采取按照“制衡”的原則，抑制邊緣，找準中心，通過不斷的總結和觀察，當靠近爐墻處平臺寬度在1.0 m左右，中心漏斗深度在1.5 m左右時，“平臺+漏斗”料面結構較為理想 。其效果是改善了間接還原，使邊緣軟熔帶下移，降低了滴落帶阻損，從而降低了爐體熱負荷。

隨著制度優(yōu)化，料柱透氣性改善，邊緣氣流趨于穩(wěn)定，爐況穩(wěn)定性增強，煤氣利用率提高，燃耗降低。其2008年至2015年燃料比變化趨勢如圖1所示。

圖1　宣鋼4號高爐燃料比變化趨勢

2.3穩(wěn)定外圍組織

2.3.1日常渣鐵排放管理

炮泥的質量是制約鐵口出鐵的重要因素，高爐對炮泥廠家實行競爭機制，對質量不合格的炮泥予以辭退，最終確定下一家最優(yōu)廠家，且在使用過程中讓廠家專業(yè)人員長期跟蹤其使用質量變化情況，以便做出及時調整。

同時加強爐前鐵口的維護，穩(wěn)定打泥量，嚴格控制潮鐵口、漏鐵口、淺鐵口、燒鐵口等不正常情況的出現，避免開鐵口晚點或大量虧渣虧鐵導致氣流波動。努力達到正常生產堵口后20 min起炮，30 min～35 min打開鐵口，鐵口深度控制在2.8 m～3.2 m，正常鐵流速度在4.8 t/min～5.5 t/min，為正常的生產提供保障。

2.3.2平穩(wěn)過渡倒場

倒場前爐前做好充分準備，倒場前一天視爐況輕負荷100 kg/批～200 kg/批，改善料柱透氣性，同時適當提高爐溫，降低爐渣堿度，保證物理熱充足，改善渣鐵流動性，平穩(wěn)過渡倒場。

2.4合理休復風操作

經過不斷摸索實踐，4號高爐采用了減礦比的方法加休風料,分段加焦、輕負荷, 避免了集中加焦下達后高爐熱制度波動，改善了料柱透氣性, 熱量平穩(wěn)過渡，渣鐵熱量充沛穩(wěn)定, 送風后爐況恢復用時縮短，熱負荷相對穩(wěn)定，同時減少了由于休復風而引發(fā)的風口燒損工藝事故。

3　效果

通過采取以上措施，4號高爐下部圓周方向渣皮均勻穩(wěn)定,銅冷卻壁溫度正常范圍內小幅度波動，煤氣流均勻穩(wěn)定,實現了較為理想的“上穩(wěn)下活”，爐體熱負荷穩(wěn)定在4500×10 MJ/h～7500×10 MJ/h。其2008年至2015年爐體熱負荷變化趨勢如圖2所示。

4　結語

(1)在原燃料品種復雜且頻繁切換的條件下，堅持打通中心, 適當增加鼓風動能保證爐缸活躍，這是穩(wěn)定爐體熱負荷的基礎。

(2)按照“制衡”的原則，保持足夠的中心漏斗深度，適當抑制邊緣，可以使邊緣軟融帶根部下移，降低爐體熱負荷。

圖24號高熱負荷變化趨勢

(3)強化生產組織管理，保持爐況穩(wěn)定減少爐墻渣皮脫落，穩(wěn)定產量以保持穩(wěn)定的風氧量是穩(wěn)定控制熱負荷的關鍵。

[1]紀恒．承鋼4#高爐冷卻壁熱負荷控制實踐[J]．北方釩鈦，2014(4)：45-50．

[2]王天球．3BF控制冷卻壁熱負荷的實踐[J]．寶鋼技術，2002(6)：25-27．

[3]張賀順，馬洪斌．首鋼調整高爐煤氣分布的生產實踐[J]．鞍鋼技術，2010(2)：43-47．

PRACTICE ON STABILIZING HOT LOAD OF No.4 BF STACK IN XUAN STEEL

Wang HaitaoChu RunlinZhang LiboYin KuishengCao Jianxue

( Xuansteel Ironworks，Hebei Steel Group)

The paper summarizes the practice on long term stablizing hot load of No.4 BF in Xuan Steel. A series of effective technical measures were taken such as quantificative wind velocity and blast kinetic energy to ensure central gas flow, maintain suitable platform width and funnel depth, optimize tapping, make blowing down and reblowing operation reasonably and so on, realize long-term stable hot load, that produces condition to maintain proper operating-profile and BF long campaign.

furnace stackhot loadstability

聯系人：王海濤，工程師，河北.張家口(075100)，河北鋼鐵集團宣鋼公司煉鐵廠；2016—2—26