何 军，边秀生，于海涛

（山东钢铁集团淄博张钢有限公司炼铁厂）

摘 要 介绍张钢1350m³高炉在采用经济料炼铁及焦炭质量变差后，通过加强原燃料质量管理，改善原燃料质量，采取上下部调整相结合优化高炉各项操作制度及加强炉前出铁操作管理工作等多项措施，张钢1350m3高炉煤气利用率提高1%以上。

关键词 高炉 煤气利用率 调节 制度

1 前言

张钢1350m³高炉采用串罐无料钟炉顶结构、卡鲁金顶燃式热风炉技术、炉体冷却壁、风口中套均采用软水密闭循环冷却方式，贯流式风口小套采用高压净环水冷却、双矩形出铁场布置等一系列先进实用技术，共设置20个风口，2个铁口，于2010年1月28日点火开炉，开炉顺利。由于张钢使用焦炭全部采用外购，多厂家供应，焦炭质量不一。2011年9月1350m³高炉开始出现崩、悬料，炉况顺行度变差，煤气利用率下降，导致燃料比升高。1350m3高炉煤气利用率仅43-44.5%左右，而国内先进高炉煤气利用率达到48%～50%。张钢1350m3高炉必须通过调整工艺参数，优化高炉操作，提高煤气利用率来降低焦比和燃料比。

2 提高煤气利用率可行性研究

根据生产经验，煤气利用率每提高1%，焦比降低1.2%。提高煤气利用率的途径是合理控制中心和边缘2股气流，延长煤气在高炉内停留时间，提高间接还原度，扩大间接还原区，降低直接还原。

2.1 改善炉料质量

炉况稳定顺行是提高煤气利用率的前提，而原燃料质量的好坏直接关系到炉况顺行。原燃料质量控制主要以“高、小、稳、净、匀”五字方针为基础，随着高炉冶炼强度提高及燃料比的下降，焦炭质量对高炉炉况的稳定顺行起关键性作用，改善焦炭质量是提高煤气利用率的必要条件。随着钢铁企业盈利能力降低，张钢1350m³开始实行经济炼铁，一些劣质矿石，包括瓦斯灰、钢渣精粉等厂内循环固杂铁料用于烧结，造成烧结矿冶金性能不稳，碱金属及锌等有害元素增多，除了对高炉操作带来不利影响外，也加剧了炉体砖衬的侵蚀，影响高炉长寿。

2.2 高炉工艺参数调整

高炉调整包括上部调节与下部调节，上部调节是炉况调整的主要手段，下部调节是炉况调整的基础。

2.2.1 下部调节

合理的风口布局可获得适宜的风速、鼓风动能和风口回旋区，使初始煤气流分布合理，炉缸工作活跃。一般情况下，提高鼓风动能有利于打通中心，发展中心气流，提高煤气利用率。高炉是连续生产反应器，进风面积设定好后一般情况下不变，只是在原燃料质量恶化、高炉顺行状况极差时，才考虑缩小进风面积，确保打通中心气流。高炉日常调整参数主要是风量、风温、富氧及喷吹煤粉。风量水平主要决定于炉况是否顺行，其次是生产需要。

2.2.2 上部调节

上部调节主要指装料制度调整。在一定范围内，降低料线加重边缘，提高料线发展边缘。批重应以矿石批重为准，小料批加重边缘、疏松中心，大料批抑制中心、减轻边缘。随着矿石批重的扩大，可以提高煤气利用，同时炉料分布可以达到抑制中心和整个炉喉截面炉料分布趋向均匀的作用。布料矩阵调整使炉料合理分布，是控制煤气流分布的主要手段，其核心是通过控制不同角位的矿焦比来控制合适的中心和边缘煤气流分布，希望形成炉顶煤气温度较低、中心区域气流窄而强、边缘得到较好抑制的煤气流分布模式。

因此，高炉只有采用综合调整的手段，才能获得合理的煤气流分布，提高煤气利用率，达到降低燃料比的目的。

3 提高煤气利用率的措施

3.1 改善炉料质量

3.1.1 改善入炉矿石质量。

1350m³高炉炉料结构为：烧结矿＋球团矿＋块矿，烧结矿碱度在1.85±0.05，入炉综合品位55.5％。生产中一般用PB块矿、海南矿，有时用硅石调整碱度。由于面临成本压力，目前1350m³高炉使用经济料炼铁，入炉炉料品位下降，渣量增加，燃料比上升。此外，由于烧结矿使用经济料和消化厂内循环物料，烧结矿质量下降强度降低，造成入炉粉末率增加。对此主要采取以下措施：加强高炉槽下筛粉能力，将入炉烧结矿＜5mm控制在2%以内。

3.1.2 改善入炉焦炭质量。

由于张钢1350m³高炉使用使用焦炭全为外购焦炭，焦炭质量不一，变化较大，对高炉炉况影响较大。对此主要采取以下措施：（1）根据采购焦炭质量对焦炭厂家提出要求，对连续达不到使用要求的厂家，进行停用，由之前焦炭供应厂家6～7家，减少至2～3家，稳定焦炭质量；（2）在2012年5月开始采用干熄焦，使用干熄焦用量在25%～50%，降低湿熄焦用量，避免因湿熄焦成分、水分波动大，造成炉况波动。（3）在料场建立筛粉楼，对入炉块矿、焦炭进行预筛分，降低粉矿入炉量，有利于炉况稳定顺行。

3.2 保持合理送风制度

1350m³高炉长期处于高强度冶炼，鼓风动能维持在较高水平，燃料比同时相对较高。为了改善煤气利用率，降低燃料比，配合上部装料制度变化和炉型变化，对送风参数等进行相应的调整。参考1350m³高炉开炉来炉况顺行期间操作参数，确定适宜鼓风动能及风速，鼓风动能稳定在8500～9000kg(f)·m/s，风速在230～240m/s范围。

3.3 合理调整装料制度

一度认为矿石批重在顺行的基础上越大越能改善煤气利用，但生产调整中发现，矿石批重扩大到40ｔ时，下料不稳，操作难度高，而将矿批缩到38.5ｔ后，高炉适应性明显得到改善。因此只有合适的矿石批重才能起到稳定边缘气流、抑制中心气流、提高煤气利用率的作用。1350m³高炉通过做料流测试，对所测的数据经过认真分析讨论后确定布料矩阵，基本矩阵为C³²₂³⁰₂²⁷₂²⁴₂²⁰₂O³²₂³⁰₃²⁸₃²⁴₂，但因原燃料变化，炉况出现波动时，可临时改变布料矩阵，适度疏松边缘和中心2股气流，保持炉况顺行，一旦生产条件得到改善，再逐步加重边缘，时机成熟再控制中心气流，以提高煤气利用率。

3.4 适宜的造渣制度

近年来由于钢铁产能和成本的影响，国内很多厂家不得不采用高Al₂O₃矿石，使得炉渣中Al₂O₃升高。张钢高炉使用的矿石很大一部分南非矿及澳矿，南非矿及澳矿最大特点之一是Al₂O₃成分高，使得高炉渣中Al₂O₃从原来的14%左右上升到16—18%。由于炉渣中Al₂O₃含量的增多，炉渣的黏度增大，造成炉前工作量大，生铁质量下降，高炉风量减少，气流不稳，产能降低，严重影响高炉的稳定顺行。针对炉渣中Al₂O₃升高，烧结矿熔剂改用加入菱镁石粉，提高MgO含量，改善炉渣的性能，依据MgO/Al₂O₃在0.6—0.65范围调整菱镁石粉用量，同时，二元碱度及四元碱度控制在中下线，改善炉渣流动性，同时采取低硅冶炼，提高了炉况顺行度。

3.5 增加喷煤量与富氧率

通过大煤比与高富氧相结合，提高喷煤比由130kg/t提高到165kg/t，富氧率由1.53%提高到3.5%以上。

3.6 强化炉前出铁管理

加强炉前管理，合理安排出铁次数，缩短放铁间隔时间＜10分钟，确保高炉及时排净渣铁；针对炮泥质量问题，制定炮泥使用管理规定，并及时与供货商联系，解决因炮泥不稳定对炉前出铁影响，有利于炉况稳定顺行。

4 调整效果

通过加强精料水平，采取上下部综合调节相结合，加强炉前和炉内的技术水平和操作管理，张钢1350m³高炉煤气利用率有了一定的改善，见表1：

5 存在的问题

目前，张钢1350m³高炉燃料比、喷煤比与国内先进水平仍有差距，生产中亟待解决的问题是煤气利用率提高后，如何进一步提高喷煤比，降低燃料比。

6 结语

6.1 高炉操作需要勤分析、早判断、快调整，做到炉况稳定顺行。

6.2 提高煤气利用率必须以炉况顺行为基础，加强精料水平，特别是保持入炉料质量稳定。

6.3 高炉调整要上下部调节相结合，采用适当的操作方法，控制合适的冶炼强度，以提高煤气利用率降耗增效为主要生产目标。

7 参考文献

[1] 胡正刚. 提高武钢5号高炉煤气利用率的实践. 武钢技术.2012.50（2）：8-11