風(fēng)溫對爐況的影響實踐

劉艷峰

（河北鋼鐵集團宣鋼公司煉鐵廠， 河北 張家口 075100）

1 1號高爐簡介

1 號高爐始建于2006 年12 中旬，位于原選燒廠西面，于2008 年3 月15 日投產(chǎn)。實際爐容為2657m3。高爐爐身采用全冷卻壁設(shè)備，從爐底到爐喉鋼磚下沿共設(shè)14 段冷卻壁。爐腹、爐腰、爐身下部區(qū)域采用4 段銅冷卻壁，其余均為鑄鐵冷卻壁。高爐內(nèi)襯采用陶瓷杯炭磚水冷爐底、爐缸結(jié)構(gòu)。爐底總厚度2 800 mm，爐底下部砌筑國產(chǎn)半石墨炭磚（3 層高1 200 mm），爐底上部砌筑國產(chǎn)超微孔炭磚（2 層高800 mm），爐底最上部砌筑兩層陶瓷杯磚（高800 mm），爐缸外側(cè)環(huán)砌進口UCAR 碳磚（高5 314 mm），爐缸內(nèi)側(cè)砌陶瓷杯磚，銅冷卻壁熱面采用150 mm 厚的特種噴涂料。冷卻系統(tǒng)采用軟水密閉循系統(tǒng)，對高爐的重要設(shè)備（冷卻壁、爐底、風(fēng)口小套、中套、熱風(fēng)閥及倒流休風(fēng)閥）實現(xiàn)全軟水冷卻。1 號高爐共設(shè)置30個風(fēng)口，3 個鐵口。

高風(fēng)溫操作是現(xiàn)代高爐生產(chǎn)的突出特點之一，是高爐節(jié)焦降耗、增加產(chǎn)量的重要手段[1]。高爐工作者研究風(fēng)溫波動對爐況的影響非常重要，通過總結(jié)，細化操作，達到爐況長期穩(wěn)定順行、高產(chǎn)低耗。

2 撤風(fēng)溫前爐況

撤風(fēng)溫前爐況順行程度良好，上部氣流穩(wěn)定，熱負荷小幅度波動，燃料比處于較低水平，高爐各項指標見表1。

表1 風(fēng)溫波動前各項指標

3 風(fēng)溫波動過程中高爐爐況表現(xiàn)

4 月25 日熱風(fēng)爐熱風(fēng)出口泥包吹出，風(fēng)溫出現(xiàn)波動，風(fēng)溫波動過程中對高爐熱負荷及燃料比影響較大。

圖1 風(fēng)溫與燃料比變化趨勢圖

從圖1 可以看出風(fēng)溫影響燃料比非常顯著，風(fēng)溫降低，燃料比逐漸升高。

由圖2 可以看出，風(fēng)溫低于900 ℃后，爐內(nèi)銅冷卻壁溫度明顯波動增大，熱負荷上行，反應(yīng)了軟融帶位置發(fā)生了較大變化。熱負荷上行進一步導(dǎo)致高爐燃料比升高，并且熱負荷波動大影響高爐順行。

圖2 風(fēng)溫與熱負荷趨勢圖

高爐上部氣流情況九、十段溫度具有代表性，如下頁圖3、4 所示風(fēng)溫波動時，鼓風(fēng)動能低于9 000 kg·m/s 后，上部溫度波動增大，邊緣氣流穩(wěn)定性變差。

提高熱風(fēng)溫度是高爐進行強化冶煉的重要手段之一，提高風(fēng)溫能降低高爐軟融帶高度，擴大間接還原區(qū)，降低高爐壓差，提高煤氣利用率，降低高爐燃耗[2]。提高風(fēng)溫后，爐缸溫度升高，渣鐵物理熱充沛，提高風(fēng)溫與噴吹技術(shù)相結(jié)合，相得益彰，相互促進，而且還是提高煤粉置換比的重要手段之一[3]。經(jīng)驗表明，熱風(fēng)溫度每提高100 ℃可降低焦比4%～7%，增產(chǎn)3%～5%。熱風(fēng)溫度在高爐內(nèi)能100%的利用[4]。

圖3 動能與九段溫度趨勢圖

圖4 動能與十段溫度趨勢圖

但是如果對高爐操作影響很大。風(fēng)溫降低后，軟融帶位置升高，高爐能耗升高，產(chǎn)量下降[5]。低風(fēng)溫冶煉會造成風(fēng)速、鼓風(fēng)動能大幅度降低；低風(fēng)溫時邊緣氣流易發(fā)展，由于爐腹煤氣量不足，會造成中心氣流不足，風(fēng)口前的理論燃燒溫度下降，爐缸熱量降低[6]。

4 風(fēng)溫波動過程中爐內(nèi)調(diào)整

4.1 礦批、負荷調(diào)整

風(fēng)溫出現(xiàn)波動，通過理論計算，爐內(nèi)采取輕負荷，加焦措施，見表2，滿足了后續(xù)低風(fēng)溫時的燃料水平。但是礦批退至64 t 后，未繼續(xù)退礦批，以便保證煤氣利用。

表2 風(fēng)溫波動過程中礦批、負荷調(diào)整

4.2 調(diào)整過程參數(shù)情況

表3 中可以看出，風(fēng)量水平未降低，并保持合理富氧率，控制煤比≤145 kg/t，保證理論燃燒溫度＞2 000 ℃。

爐內(nèi)通過調(diào)整制度，保證了風(fēng)口前理論燃燒溫度和鼓風(fēng)動能在合理范圍內(nèi)，避免了爐況的波動；通過保證礦批、負荷基本穩(wěn)定，維持了高爐的煤氣利用，保持了爐況穩(wěn)定順行[7]。希望能為其他情況相似的高爐提供借鑒經(jīng)驗。

表3 風(fēng)溫波動過程中參數(shù)情況

5 結(jié)語

此次在風(fēng)溫最低至820 ℃（較正常風(fēng)溫低280 ℃）且持續(xù)時間較長的情況下，爐內(nèi)實現(xiàn)了平穩(wěn)過渡，在風(fēng)溫恢復(fù)至正常水平后，爐況也很快恢復(fù)至正常水平，現(xiàn)總結(jié)如下：

1）此次風(fēng)溫波動前爐況基礎(chǔ)好是前提條件。

2）在預(yù)計風(fēng)溫波動時，爐內(nèi)通過理論計算，輕負荷、加焦，滿足了后續(xù)低風(fēng)溫時的燃料水平。

3）此次焦比至400 kg/t 后，后續(xù)采取了單加焦的手段未在進一步輕負荷從而保證了一定的煤氣利用率，保證了爐缸熱量受控。

4）在礦批退至64 t 后，也未繼續(xù)退礦批，風(fēng)量水平未降低，也保證了煤氣利用率。

5）此次在風(fēng)溫大幅度降低的情況下，控制煤比≤145 kg/t，保證理論燃燒溫度＞2 000 ℃，也是因素之一。

6）風(fēng)溫低于900 ℃后，爐內(nèi)銅冷卻壁溫度明顯波動增大，熱負荷上行，反應(yīng)了軟融帶位置發(fā)生了較大變化。鼓風(fēng)動能低于9 000 kg·m/s 后，上部溫度波動增大，邊緣氣流穩(wěn)定性變差。