王 辉
（山东钢铁股份有限公司莱芜分公司炼铁厂， 山东 莱芜 271104）
摘 要：通过优化布料制度、降低小粒度矿石入炉量、提高铁口出铁率、减少因设备原因带来的慢风休风生产操作，莱钢 1 号 1 080 m3 高炉有效提升煤气利用率至 45.96%，为炉况稳定、生产成本控制提供了有力支撑。
关键词：高炉；煤气利用率；炉温；碱度
煤气利用率与高炉的燃料消耗有着直接的对应关系，提升高炉的煤气利用率，可以显著降低高炉的燃料消耗，进而降低高炉生产成本。莱钢 1 号1 080 m3 高炉 2017 年全年燃料比超出计划值9 kg/t，全年煤气利用率平均值只有 45%，而且各月数值波动较大。提升高炉煤气利用率，可以有效降低高炉燃料消耗，按照经验数据核算，每提高 1%煤气利用率，则可以降低 8 kg/t 的燃料比。对比同类型高炉，结合1 号高炉的实际情况，组织进行了系列攻关，逐步将煤气利用提升到 45.96%，为炉况稳定、生产成本控制提供了有力支撑[1]。
1 关键影响因素分析
1.1 现状调查
统计2017年1号高炉月平均煤气利用率（见表1）。
可看出：2017 年 1 号高炉煤气利用率最低值为44.3%，最高值为 46.2%，年平均值为 45.1%，不仅距离行业最好水平有一定差距，且过程控制值波动较大。
1.2 原因分析
从理论讲，影响煤气利用率的宏观原因有两个方面：一是影响炉料与煤气流的接触时间，一是影响炉料与煤气流的反应时间。
1.2.1 炉温碱度波动大
对 2018 年 1 月炉温碱度及煤气利用率做对比（见图 1、图 2），通过数据对比发现炉温碱度波动大的区域煤气利用率相应偏低，因此确定为要因。
1.2.2 布料制度不合理
休风后通过对炉顶料面观察发现，炉顶料面平坦性不够，边缘气流过于发展，不利于炉料与煤气流的充分合理接触，此种料面不利于提升煤气利用率。
1.2.3 原料筛分控制差
截取 11 天入炉料粒度分析结果如下（见表 2）：
可看出高炉入炉料大于 5 mm 比例偏高。入炉料粒度偏小会导致料柱透气性差，影响气流合理稳定分布，严重时会导致炉缸堆积等影响炉况稳定顺行的恶劣后果。这几项结果都会影响炉料与煤气流的合理接触，从而影响高炉煤气利用率。
1.2.4 炮泥质量差，炉前操作水平低
对于双铁口高炉而言，在现在冶炼强度下，铁口出铁率必须达到 73%以上才能满足高炉渣铁排放的要求。而现在 1 号高炉出铁率明显达不到此项要求。铁口出铁率偏低，会造成高炉渣铁排放不畅，造成高炉憋渣铁操作，造成气流的分布紊乱，影响煤气流与原料的充分合理接触，从而降低高炉煤气利用率。
2 实施改进
2.1 加强原料督查，根据原料成分及时调剂
加强原燃料督查。加强工长看料制度，原料入仓之前到皮带处查看原料情况，尤其是焦炭水分情况，减少因焦炭干熄率不足而导致的炉温异常波动；及时对烧结矿及球团矿生矿成分进行校核，尤其是烧结矿碱度，及时查证烧结碱度波动趋势，有异常情况及时联系烧结侧进行修正，使烧结碱度回归正常范围。根据烧结矿碱度、铁中硫磺及终渣碱度，做好预知预判。炉温碱度波动，会引起高炉异常波动，尤其是在当前原燃料情况下，三氧化二铝含量高、渣量大，在操作上我们要更加小心。1 号高炉根据这种实际情况，在操作上积极采取应对措施，勤看风口、勤取终渣，根据料速和风口热量对煤量进行调整。结合终渣碱度和来料成分及时调整烧结配比。为保证充沛的炉缸热量，我们规定炉温范围 0.3%～0.5%，理论燃烧温度在 2 250～2 350 ℃，渣铁物理热达到 1 480 ℃。
2.2 优化布料制度，保证煤气流的合理分布
1）逐步扩大矿角差，增加布料宽度，增减矿石带宽度，与煤气流充分接触反应
煤气流的合理分布，直接影响高炉的稳定顺行。在实际生产中，由于渣量偏大，出渣不及时或出渣时间短憋渣铁现象时有发生，从而导致中心气流不好打通、边缘煤气流增强，气流不稳燃料比异常升高。风口下渣皮增多堵塞风口，造成风压冒尖导致悬料。通过对冷却壁水温差和炉顶十字测温的观察，将布料矩阵做进行调整，具体如表 3、4、5 所示：
通过以上调整逐步扩大矿角差，增加布料宽度，增减矿石带宽度，与煤气流充分接触反应，提升高炉煤气利用率。
2）通过优化中心与边缘焦炭负荷，合理引导中心与边缘气流，保证炉况顺行
根据炉况表现情况，及时调整优化中心与边缘焦炭负荷，合理引导中心与边缘气流，高炉的抗波动能力明显增强，铁前憋风和风口前下渣皮现象减少，炉温趋于平稳，生铁三类品率有所降低，休风料面倒“V”形状明显，有利于煤气利用率的提升，煤气利用率由以前的 45%左右上升至 46%。
2.3 降低小粒度矿石入炉量
在保证上料速度的情况下，严格确定筛分时间，保证烧结筛分时间大于 20 s/t，焦炭大于 1 min/t，如果时间过短应该通过调整振筛电机振幅或者在下料口插挡棍处理，遇到原料偏碎时可以延长筛分时间或临时换较大筛孔的筛子，在不影响正常上料的情况下定时对各个振筛进行空振，以减少粉末入炉，改善料柱透气性[2]。
严格控制原燃料料位管理，正常料位大于 5 m，低于 5 m 为低料位，在减少二次摔碎的同时，防止因原料粒度偏析造成粉末集中入炉。通过改进，入炉粉末量达到控制目标值（小于6%），高炉能够适应阶段性粉末超标。
2.4 提高铁口出铁率，减少憋渣铁操作次数
炉前生产组织的好坏直接影响炉况的稳定顺行，改进前炉前铁口存在断、漏现象，经常因出渣铁不好影响煤气流顶温稳定。为避免炉内憋风影响气流，提高炉前铁口作业率是一个有效的方法。通过加强炉前四个班学习培训，增强炉前工的理论知识和操作技能，开展劳动竞赛活动，调动职工的积极性，提高团队配合能力。
通过制定炉前操作标准化制度，减少炉前员工操作随意性，规范炉前生产组织，三班统一操作，减少人为操作差异带来的铁口工作波动，提升铁口出铁率，减少憋渣铁操作情况的发生。
通过 12 个月的实践，1 号炉铁口作业率从 70% 提高至 72.5%，高炉憋渣铁操作次数明显降低。
3 改进效果
2018 年 1 号高炉煤气利用率 1～12 月份平均值为 45.96%，基本完成预期目标。
4 结论
总结莱钢 1 号 1 080 m3 高炉提升煤气利用率亮点措施有：
1）优化装料制度，提高炉顶布料精度，杜绝人为失误，确保气流稳定正常。
2）加强炉温和碱度平衡，稳定好热制度和造渣制度，保持炉况顺行和全风作业。
3）抓好原料仓位及筛分管理，坚持半仓打料原则，减少入炉粉末；控制合理的筛分速度，在保证上料速度的情况下，严格确定筛分时间，提高炉稳定性。
4）炉前维护好铁口，做到稳定均匀出净渣铁。
参考文献
[1] 王筱留.高炉生产知识问答：第 3 版[M].北京：冶金工业出版社，2013.
[2] 周传典.高炉炼铁生产技术手册[M].北京：冶金工业出版社， 2002.