杨耀明

（湘潭钢铁集团有限公司，湖南 湘潭 411101）

摘 要：对湘钢 3 号高炉成功实施取消中心加焦布料模式调整进行总结，重点对取消中心加焦的具体方法进行阐述，取消中心加焦的前提条件是炉况稳定顺行、炉缸活跃、中心气流强；取消中心加焦过程要尽量维持炉况稳定，在减少中心焦量的同时适当疏松边缘，逐步减少中心焦量和外抬小焦角角度，进而取消中心加焦布料模式；3 号高炉于 2005 年 2 月大修开炉，开炉时使用中心加焦布料模式，因钢材市场形势不好，钢材价格下降，成本压力增大，加之炉缸有两处炉皮开裂，3 号高炉于 2011 年尝试取消中心加焦，进而降低消耗，减少炉缸铁水环流对炭砖的冲刷；经过多次尝试，最后成功取消中心加焦，燃料比由 550 kg/t 降至 530 kg/t以内。

关键词：高炉；中心加焦；燃料比

湘钢 3 号高炉有效容积 1 080 m³ ，设一个铁口、一个渣口、20 个风口；炉缸使用西格里炭砖，采用陶瓷杯技术；冷却系统采用板壁结合工业水循环冷却；装配炉顶料面红外检测装置、炉顶煤气分析装置，采用小车上料，PW无钟并罐炉顶，配套 TRT 余压发电系统；三座内燃式热风炉，服役两代炉龄，平均风温为 1 040 ℃。第二代炉龄于2005年2月7日建成投产，采用中心加焦布料模式，投产第四天利用系数达到 2.0t/（m³ ·d），冶炼强度一直处于较高水平，最高月利用系数达到2.81 t/（m³ ·d）；但消耗和同类型高炉相比一直偏高，随着钢材价格下降，成本压力增大。3号高炉于2011年6月开始尝试取消中心加焦，降低消耗；经过多次尝试，最后把中心加焦取消，燃料比由 550 kg/t 降至 530 kg/t 以内。但公司使用低品位矿后，高炉渣比增加，为确保炉况顺行，高炉被迫于 2012 年 2 月恢复中心加焦模式；随着入炉品位回升后又于 2012 年5月取消中心加焦，消耗回到530 kg/t以内。

1 中心加焦技术的应用

中心加焦技术具有很好的抗波动能力，尤其是原燃料变差时有利于炉况顺行，但也存在消耗高、炉缸环流强度大、炉顶温度高等缺点^［1，2］ 。3 号高炉开炉以来一直使用中心加焦技术，燃料比长期维持在550 kg/tFe左右。随着钢材市场压力增大，降消耗成为主要目标，加之高炉进入炉役晚期，炉缸区域炉壳于4# 风口区域垂直开裂1米，10# 风口区域垂直开裂3米，急需高炉改变生产模式，减弱炉缸环流冲刷，减弱炉缸应力，增加炉缸透液透气性以确保炉缸安全。高炉多次尝试取消中心加焦，均引起炉况波动，最后回归中心加焦模式。取消中心加焦前，高炉长期使用装料制度为O：^43.5₃ ^40.5 ₄^37.5₃ ³⁵ ₂^32.5₂ C：^40.5 ₂ ^37.5 ₂³⁵₂ ^32.5 ₂¹¹ ₄。

2 取消中心加焦过程及效果

2.1 取消中心加焦过程

3号高炉中心加焦经历了取消→恢复→取的过程，主要经历了如下几个阶段，其变化见表1。

2.1.1 第一阶段：减少中心焦量，小焦角外移

从 2011 年 1 月开始，3 号高炉中心焦量由4 圈逐步减少至 1 圈，同时缩小平台宽度，对边缘进行疏导，确保煤气通道，装料制度变化由 O：^43.5₃ ^40.5 ₄^37.5₃ ³⁵ ₂^32.5₂ C：^40.5 ₂ ^37.5 ₂³⁵₂ ^32.5 ₂¹¹ ₄逐步过度到 O：^43.5₃ ^40.5 ₄^37.5₃ ³⁵ ₂^32.5₂ C：^40.5 ₂ ^37.5 ₂³⁵₂ ^32.5 ₂¹¹ ₄。

随着中心焦量的减少，边缘气流通道不足导致多次出现边缘局部气流管道；调整上部， 将焦前矿拿掉，同时角度整体内移，取得较好效果，装料制度如下：O：^43.5₃ ³⁷ ₄³⁴₃ ^30.5 ₂C：^39.5 ₂ ³⁷ ₂³⁴₂30.5 ₂¹⁵²。 炉况稳定后，继续抬焦炭角度，6月份完成取消 中心加焦，后期装料制度基本稳定在 O：^39.5₃ ³⁷₄³⁵₂ ³² ₂ C：^39.5 ₂ ³⁷ ₂³⁵₂ ³² ₂²⁷²，第一阶段调整基本完成，燃料比由以前的546 kg/t降至528.66 kg/t。

这次取消中心加焦过程历时6个月，中间出现过反复，总结了几条规律：（1） 取消中心加焦的前提条件是炉况稳定顺行、炉缸活跃，中心气流强，高炉整体受热、受憋能力要强；尤其是单铁口高炉，因其出铁间隔时间长，如果出铁前压力波动大，会给后面取消中心过程带来不利影响。（2） 在取消中心加焦过程中，尽量保持原燃料稳定，尤其是焦炭质量要稳定。 （3） 高炉煤气流主要指中心气流和边缘气流， 高炉的稳定需要两道气流平衡，任何一方过强或过弱都会导致气流失衡，进而影响炉况顺行。中心加焦的高炉气流表现为中心焦炭料柱较大，中心气流呈现大而不强、流速低的状况，大量煤气从中心流出，导致煤气利用差；取消中心加焦过程就是减少中心焦量，改善料柱整体透气性，让中心气流变少、变强，让更多矿石平台有煤气流通过，改善高炉间接还原，进而改善煤气利用，降低燃料比^［3］ 。（4） 中心减焦过程要缓慢，至少间隔2个冶炼周期；待风量、压差恢复调整之前并稳定后，才可进行下一步调整，待中心焦量减至 1 圈后可适当抬焦炭角度。（5） 抬焦炭角度不能太大，可一次抬 2°，同时增加焦炭环数，确保中心气流变化不大，减焦和抬角度不可同时进行。（6） 在减焦和抬焦炭角度的同时，根据炉况表现可适当疏松边缘，增加边缘气流通过量，给煤气流一个通道，否则影响炉况顺行。随着中心焦量的减少，减少的焦炭会平均分布在矿下，改善整个料柱的透气性，改善煤气利用的同时更有利于炉况顺行^［4］ 。（7）一旦出现炉况难行、悬料等情况需要立即退回，保持炉况稳定，减少损失。

2.1.2 第二阶段：入炉品位大幅下降，恢复中心加焦布料模式

2011 年下半年，高炉入炉品位由 58% 逐步下降至55%（见图1），渣比上升，高炉风量萎缩，高炉顺行状况变差，加之炉缸开裂严重，高炉被迫堵一个风口作业（炉皮开裂上方）；从2012年2月开始，装料制度逐步退回中心加焦模式，确保了炉况稳定顺行，但消耗也随之上升。

2.1.3 第三阶段：再次取消中心加焦

随着入炉品位的上升，顺行问题解决，高炉于 2012 年 5 月再次取消中心加焦。因为有了第一次取消中心加焦经验，这次比较容易，只用了3个月就取消了中心加焦。这次取消过程和2011年上半年有一些区别，因为 10# 风口炉皮开裂加剧，由 3 米裂缝增加到 6 米，高炉被迫堵10# 风口，风口面积和上次相比小了（见表 2），风速更高，动能更强，焦炭小角度由上次的25° 抬至34°，焦炭由5环减至4环，矿下焦炭更多，料柱透气性更好；所以风量不但没下降，反而上升。炉况抗波动能力增强，在修补砂口时高炉可2个半小时不出铁，只需停氧即可；而且高炉炉顶温度降低，保护了炉顶设备，高炉定修周期由以前的3个月延长至4个月以上。

2.2 取消中心加焦须坚持的几个原则

（1） 逐步减少中心焦量，通过减少中心焦量可增加矿下透气性，收拢中心；（2） 疏松边缘，中心通道压缩后，要给气流预留通道；否则边缘容易出气流 ， 从而影响炉况顺行^［5］。 （3） 取消中心加焦过程要保证炉缸活跃性，争取取消过程风量不萎缩，如风量下降过多，则往回退，先保炉况顺行。（4） 外抬中心焦角过程可适当增加小焦角焦炭量，确保中心通道。（5） 取消中心加焦过程可适当缩小风口面积，确保中心吹透。

2.3 效果分析

取消中心加焦能改善煤气利用，可降低燃料比15～20 kg/t，结果见表2。

在取消中心加焦期间降低了炉顶温度，延长炉顶检修周期 （见图 2、图 3） 高炉检修周期由以前的2～3个月延长至4月以上。

5  结 论

（1） 中心加焦高炉在取消中心加焦时须具备炉况顺行稳定、炉缸活跃、中心气流强等条件，强行取消中心加焦容易导致高炉波动。为了不影响产量和消耗，取消中心加焦过程应尽量缓慢进行，逐步改善料柱透气性。

（2） 取消中心加焦可降低燃料比15~20 kg/t，有效的降低高炉燃料成本。

（3） 非中心加焦高炉减弱了铁水环流对炉缸侧壁侵蚀，延长了高炉使用寿命。湘钢3号高炉在炉缸大面积开裂的情况下确保了安全停炉。

参考文献：

［1］ 陈培敦，孙其德，薛玉卿，等.泰钢1号高炉取消中心加焦的研究与实践［J］. 中国冶金，2019，29（1）：48- 51.

［2］ 卢保军 . 山钢日照 1 号高炉取消中心加焦实践［J］. 炼铁，2019，38（6）：52-55.

［3］ 盛亚，陈德圈，章铭明 . 武钢 5 号高炉取消中心加焦工业实验［J］.钢铁研究，2015，43（2）：10-14.

［4］ 朱薛辉，杨罗宋，彭涛，等 . 涟钢 8 号高炉取消中心加焦降燃料比实践［J］. 金属材料与冶金工程 ， 2014，42（4）：36-38.

［5］ 刘广全.新钢6号高炉取消中心加焦生产实践［J］.江西冶金，2015，35（1）：16-17，21.