薛长辉， 王纪民， 周皓
（陕钢集团汉中钢铁有限责任公司， 汉中勉县724200）
摘要：汉钢2280 m3高炉为解决炉缸侧壁温度升高、原燃料质量差、炉缸不活、关键经济技术指标差状况，通过更换加长风口套，优化高炉操作制度，强化精料管理，加强炉前出铁和高炉操作等，活跃了炉缸，有效降低了炉缸侧壁温度、提升了高炉关键经济技术指标，在兼顾生产的同时确保了高炉安全生产运行。
关键词：加长风口套；炉况；炉缸侧壁温度
陕钢集团汉中钢铁有限责任公司（全文简称汉钢）2 号高炉（2 280 m3）于2012 年8 月15 日建成投产，设计年均利用系数2.4 t/（m3·d），高炉寿命15年。高炉采用适当矮胖、适宜强化冶炼的操作炉型，砖壁合一薄内衬全冷却壁结构，在高热负荷区域等关键部位采用铜冷却壁；高炉冷却系统采用联合全软水密闭循环系统。
1 高炉现状
汉钢2 号高炉于2018 年年初发现炉缸侧壁温度升高，高温点上涨趋势较快，主要表现在炉缸标高9.394 m 07B 点（温度710 益左右）、9.394 m 05B 点（温度694 益左右），根据两点插入热电偶深度测算，推测陶瓷杯已侵蚀，严重威胁到高炉安全生产。因此高炉进入护炉状态，通过制订炉缸温度监测标准、改善原燃料质量、钛矿护炉、风口调整、灌浆、炉体冷却等方式，效果明显。但为了抢抓市场机遇，提升冶强，扩大护炉效果，在2018 年12 月底，大面积全部更换加长风口套，风口长度由585 mm调整至620 mm。
2 现状分析
汉钢2 号高炉因常年使用的外购捣固水熄焦，水分不稳定，主要表现在焦炭灰分高，反应后强度低，变料频繁等，使高炉下部死焦堆焦炭粒度变小，焦柱气孔度变差，影响高炉鼓风的穿透，导致炉缸透气性和透液性差，尤其在死铁层气流影响弱，铁水环流对炉缸侧壁温度影响有较大作用，死焦柱透液性差并沉坐在炉底后，铁水环流对炉缸侧壁和炉缸炉底交界部位的冲刷作用加剧，在铁口中心线以下，炉缸侧壁和炉缸炉底交界处产生严重的象脚侵蚀；高炉冶炼强度提高，高炉年均设计利用系数为2.4 t/（m3·d），自投产以来，利用系数均超出原定设计，冶炼强度提高后，高炉内部砖衬受到渣铁侵蚀加剧、厚度逐渐削薄；炉缸冷却壁与碳砖之间存在缝隙，传受到阻碍，局部炭砖热量无法及时导出，致使炭砖热面温度升高，导热性严重不足，碳砖热面热量不能及时通过冷却水带走，难以形成正常厚度的凝铁层，陶瓷杯破坏后铁水很容易接触到碳砖，铁水溶蚀及渗透加速了碳砖侵蚀；高炉操作，高炉投产后风口配置为φ120 mmX25+φ115 mmX3，风口面积0.313 9 m2，送风面积大导致边缘气流过分发展，给后续炉缸侧壁温度升高留下隐患。
3 加长风口套的影响
1）风口加长后，风口回旋区向中心延伸，远离炉墙侧壁，减慢铁水环流速度，降低铁水、煤气对炉缸耐材的冲刷侵蚀，有利于煤气流穿透中心，发展中心气流，对炉缸侧壁温度下降起到重要作用。
2）炉况顺行是高炉生产组织的前提及根本保障，而“上稳下活”又是炉况顺行的重要标志，通过上下部调剂相结合、优化高炉操作，实现高炉“上稳下活”显得格外重要。然而加长风口套更换后，初始煤气流分布不稳定，又因当时焦炭质量下降（焦炭生产地区气候变化，最高到-25 益，导致洗出来的精煤冻块较多，配煤过程不均匀，焦炭灰分与硫超标），炉况不顺，炉缸中心不活跃，气流不稳定，影响正常生产。
4 应对措施
4.1炉内
根据炉况变化，每天制定合理的操作方针，作为三班工长操作标准，设定工艺操作参数的控制范围，对参数进行量化管理。提前制定各种预计会出现的炉况波动的应对措施，指导中夜班工长操作，如憋压下的加减风调剂原则、操作误区指导、崩料的处理，加强炉衬和冷却壁温度的巡查记录，建立炉型监控管理制度，组织工长实际操作学习，严格控制生铁含[Si]和铁水物理热，适当调节富氧量并按时出干净渣铁，控制每小时料批数，提高工长对炉温的判断和调节能力以及突发状况处理能力，使高炉各种调剂有章可循。
为确保高炉上稳下活，维持合理的操作炉型。下部送风制度上，通过调节风口直径、长度，送风面积0.287 4 m3、风口长度620 mm，保证合理的鼓风动能和最佳回旋区深度，达到初始煤气流合理分布；上部装料制度上，发展中心气流，兼顾边缘气流，调整装料制度匹配气流分布，依据气流对料制、批重、角度进行调整，稳定操作炉型。料制、批重见表1，角度见表2。
4.2热制度选择
为了达到护炉效果，高炉使用含钛球团矿进行护炉，钛负荷相对较高，因而一直进行低硅冶炼，通过长期总结，认为适宜的炉温控制范围是：生铁w[Si]=0.20%~0.45%、w[Ti]=0.12%~0.15%，既满足高炉护炉需求，又兼顾正常生产。生铁成分硅、钛控制图见1。
4.2炉外
4.2.1精料管理
精料是高炉稳定顺行的基础，也是高炉各项经济技术指标提升的重要保障。炉料结构，根据高炉原料实际情况，采用了烧结矿配加球团矿与块矿的炉料结构，根据配加球团矿的钛含量来进行调整块矿配加比例，确保钛含量在合适的范围内，一般炉料结构比例在75%烧结矿+23%球团矿+2%块矿；稳定焦炭品种，改善焦炭质量，减少变料次数，由原来的平均3 次/月降至0.6 次/月，焦炭品种稳定在陕焦一级30%+嘉峪关一级70%；加强入炉料管理，炉料入炉前的中和、混匀、过筛进行监控，保证称量准确，料种、料序无误，严格控制原燃料仓位管理，保持入炉料槽位在70%以上打料，避免入炉料二次摔碎现象，槽下筛分要求焦炭使用仓数不低于4 个，烧结矿使用仓数不低于4个，增加筛子清理频次，提高筛分效果，控制筛分流量烧结矿<35 kg/s、焦炭<15 kg/s，减少粉末入炉；有害元素控制，有害元素高是引起高炉炉况波动的根本原因，为了保证高炉稳定、顺行，更好地实施降低铁前成本战略，确定了有害元素的控制范围，最大化地降低入炉有害元素，为高炉稳定、指标提升、增产节焦提供了保障。高炉焦炭成分见表3、有害元素负荷见图2。
4.2.2出铁管理
炉外操作除抓好设备管理、组织好外围生产外，主要重心放在炉前日常操作上，如果炉前工作跟不上生产节奏，将会直接影响到炉内调剂，轻者导致炉温波动，严重者导致炉况难行，为了使炉前工作对炉况起到促进作用，制订炉前标准化作业，规范炉前操作。对各班铁口的深度，开铁口的孔径，打泥量都进行明确规定，其中铁口深度由原2 800 mm 稳定至3 200 mm 左右、打泥量由原2.5 格稳定至3 格左右；对炉前的铁口合格率、正点出铁率、出尽率、铁次间隔时间控制进行严格考核，以确保按时打开铁口，其中铁口合格率由原来98%提升至99.5%、东西场铁口出铁量均匀稳定，确保及时稳定出尽渣铁；根据铁口工作情况，如单边出铁，及时调整炮泥品种，保证铁口深度和耐冲刷性能，缩短铁次间隔时间，延长出铁时间，降低出铁次数，其中铁次间隔由原来25 min控制在10~15 min内、出铁时间由原来的90 min 延长至120 min 左右、日平均出铁次数由原来的13 次稳定至10 次左右；同时采取多方面的出铁管理模式，如零间隔出铁模式、重叠出铁模式、正常出铁模式、铁口连开模式、单边出铁模式等，以此来达到尽快出干净渣铁的目的。
5 取得效果
加长风口套更换后，高炉采取一系列应对措施，炉况逐步好转、稳定，各项经济技术指标均大幅提升，炉缸侧壁温度也大幅下降。近期技术指标见表4、炉缸侧壁温度见图3。
6 结论
1）加长风口套更换后对初始煤气分布有积极作用。
2）加长风口套对降低炉缸侧壁温度有促进作用,既兼顾了生产，又保证了护炉。
3）加长风口套更换后匹配合理的操作制度，有利于降低高炉燃料消耗，对降低铁前成本起着至关重要的作用。
参考文献
[1] 高海潮，黄发元等.马钢炼铁技术与管理[M].北京：冶金工业出版社，2018.
[2] 刘云彩.现代高炉操作[M].北京：冶金工业出版社，2016.[3］ 邢华清，王斌，王聪渊.高炉有害元素控制技术[J].河北冶金，2011（8）：46-48.