高炉操作的几个问题.doc

2011年全国炼铁低碳技术研讨会论文集高炉操作的几个问题刘云彩原 首钢总公司 总工办(2011年3月于曹妃甸)近几年到一些厂访问，看到新一代炼铁专家空前地创造力，使我国炼铁生产水平，进入国际先进行列。其中有些高炉，已经登上世界高峰。同时也看到有的厂、有的高炉，存在一些问题。现在提出这些问题，供大家讨论。1 合适的风量我国高炉风量一直较高。1958年太钢149 m3的一号炉和本钢一铁的333 m3一号炉，吹响了“钢铁大跃进”的号角，从此产生了“大风、精料、高温”的高炉操作方针，高炉大风，由此开始，以后总结，将大风放到第二位，精料放在第一位。 现在，风量依然较大，图1是不同容积的高炉风量。图1，高炉容积与风量203组数据衡量风量，有两种直接指标：A， 风量比：高炉送风量/高炉容积 m3/m3；B， 风量系数：高炉送风量/炉缸面积 m3/m2。经常使用的风量比，见图2和图3。图2，风量比203组数据图3，风量比和风量系数从上图看到，小高炉风量比和风量系数很高，变化范围较大，而大高炉差别较小，变化范围依然很大（图4、5）。图4，小高炉风量比（182组，自250620 m3）高炉风量受很多条件约束，特别是炉料质量和炉顶压力的影响。但高炉风量过大，是当前的主要困难。风量过大，给高炉生产带来严重后果，主要有三：A， 风量过大、特别是炉料质量不能保证料柱有足够的透气性，适应过量地煤气流通过，“管道（气流）”会经常发生，高炉顺行，难以保证。B， 煤气利用率较低，燃料比较高。C， 因边缘气流较多，高炉寿命短。当前，有些厂，高炉寿命较短，有些高炉，每1-2年，喷涂一次，消耗巨大。有的高炉，为追求风量，管道行程不断，高炉煤气利用率很低，燃料消耗很高。 图5，大高炉风量比和风量系数按各自的生产条件，一般3000-5000 m3大型高炉，控制风量系数在40-50 m3/m2 (风量比大约1.4-1.6)之间。炉料质量好的，按上限掌握。 控制合适风量是保持高炉顺行、提高煤气流利用率及延长高炉寿命的重要途径。 2，活跃炉缸，保持足够风速炉缸活跃，是高炉顺行的前提。炉缸活跃，会增强高炉抵抗能力，在炉料少许变坏的情况下，仍能保持高炉顺行。炉缸活跃，能有效地避免炉缸堆积，特别是大高炉，一旦炉缸堆积，是生产的重大灾难，要花很长时间处理，损失是惊人的。保持炉缸活跃，首先是焦炭质量。这方面，已有很多经验。这里重点讨论风速。高炉炉缸活跃，除焦炭质量外，重要的是风速。对任何高炉，合理的风口风速，有一定地范围，炉料越好，风速允许波动范围越宽，具体见图6。当前，国内公布的5000m3级高炉数据较少，以目前了解的三座，普遍风速较低，从图6可以看到，3000-5000级高炉风速，很多在260-280m/s 之间，有些较5000m3级高炉风速高，说明5000m3级高炉风速偏低。实践经验说明，风速高的高炉，有较强的适应炉料变化的能力。应将高炉的风速进一步提高，保持活跃的炉缸，以增强高炉抗冶炼条件变坏的能力。大高炉风速上限应突破280m/s 。中小高炉，有些已将风速提高到大高炉水平，有的超过大高炉，是否有普遍意义，尚待更多观察。提高风速，需要较长的时间。首钢曾经历过，在中心堆积的情况下，想用提高风速的方法，打开中心，结果造成风口大量破损1。3布料操作与生产条件布料目的有三：A,控制煤气流合理分布，保持高炉顺行。B,，提高煤气利用率。C，延长高炉寿命。高炉煤气分布，在很大程度上受炉料分布左右。合理布料十分重要。关于布料，不同冶炼条件的高炉，有不同的布料方法。共同的规律，有以下几点：应将炉喉按等面积原则，依炉喉直径大小，分成511等分5，炉料按规定的有限位置布料。这样的布料结果，可以和不同的高炉实践比较，也可与本炉不同时期、不同布料方法进行比较。当前，国内高炉布料，有随意发展的现象，有的高炉炉喉不分区，布料角度没有固定的对应环位。调整装料，用角度和13-5800 m3 计138组。1)2009-5800 m3 计 78组数据。圈数变化实现，因此布料试验，角度变化很多，增加了试验难度；由于角度与炉喉面积没有相应关系，各炉之间可比性较差，布料试验主要靠自己摸索。经验表明，合理布料应按高炉炉喉直径大小，将炉喉按等面积分成511等分，固定各区对应的角度，使每一次实践都在有限的固定角度下进行，减少试验次数，提高了实践质量5。2)边缘料面平台。 稻叶晋一等总结加古川高炉布料经验，边缘炉料在炉喉内形成一定宽度平台，高炉顺行很好，由此作为无钟布料规律，得到推广2。宝钢重视布料平台，矿石在炉内形成自炉墙起1.31.7米宽的平台3。13-1858 m3高炉， 计60组数据。图6，高炉容积与风速（138组数据）图8，宝钢的布料平台33）在正常条件下，不应将炉料堆尖布到炉喉半径的中间地区，这种布料，只可在炉料质量很差或炉况失常，作为处理手段，当“药”，不能当“饭”。矿石一般不要布到焦炭中间，布在中间，同样容易形成过分发展的“两条通路”。 有一座1780m3高炉，烧结矿布于380和350对应的两个环位内各4圈和5圈，从图9看到，焦炭和矿石均布在炉喉半径中部，矿石又布在焦炭中间，形成高炉边缘及中心两股强大的煤气流。在吨铁渣量330kg左右、风温可达到1200以上的条件下，高炉煤气利用率仅46上下，炉顶温度经常在200以上。后来将矿石和焦炭外移，矿、焦均布到边缘（图10），结果炉顶温度由200降到180；煤气利用率由46提高到49。改变前后比较，产量提高7.5% ，燃料比下降约1520kg/t。图1044)长期使用的布料制度，在需要改变时，要有耐心。因高炉内型已与煤气分布相适应，煤气通道比较顺畅，改变需要“磨合”，磨合需要时间。在改变布料试验的过程，除严重影响顺行，不应操之过急，不应频繁变动。有的试验一天改变几次，实际不可能看的很清楚，起不到改变布料的真实作用。布料实验，在顺行允许的条件下，应观察6-9个班（2-3天）。5)保持高炉中心通路，非常重要。高炉越大，中心越重要。但中心集中加焦炭，一般不可取。中心集中加焦，容易使中心高温区域过宽，煤气利用变差，浪费高炉燃料。控制高炉中心煤气通路窄一些，即可保持高炉顺行，又能节约燃料5。图9 6）在炉况失常或因原料质量变坏，造成高炉中心“堵塞”，风量严重损失时，应中心加焦。一般加焦炭总量的10-25%，依当时条件而定。中心加焦，实际在高炉中心部分，形成一座无矿的“坟头”，因而使外部焦炭层厚度减薄，中心焦炭比例越高，影响越重。而高炉装料，一般都是最后加中心焦，因此，最后从料罐放到溜槽的焦炭，都是一罐焦炭中，粒度最小的，本来要求粒度最大的焦炭加到中心。为此建议，先加中心焦炭，而后加其他部位焦炭，以保证中心焦炭粒度最大。7）高炉煤气径向煤气分布，现在主要靠十字测温判定。一般顺行地高炉，大体控制径向温度分布如下：A，中心温度高500600，中心煤气畅通，有利于高炉顺行。B，第2、3、4点，即中间地区，温度接近并较低，大约40-70，有利于煤气利用。C，边缘温度少高于第2点，有利于高炉顺行。一般控制在80-120左右。 这三条规律，是无钟布料稳定的产物，是从生产实践较好的高炉归纳出来的。但各高炉生产条件不同，有很多条件约束，因此，千差万别。曾见到3000m3高炉，十字测温边缘1-4点均在40-60之间，高炉依然顺行。观察这类高炉，焦炭质量很好, 由于炉料很好，允许边缘很重： 总结无钟布料，多环、平台、径向煤气温度分布适应高炉生产特点，是取得好的生产效果的捷径。 M40M10CSRCRI高炉A炉9066923.55000m3级B炉855.865253000m3级参考文献1 刘云彩，装料制度与送风制度相适应，2004年全