徐德强 岳增林 王 维 司力功

(安钢集团永通球墨铸铁管有限责任公司)

永通公司2号高炉优化操作制度的实践

徐德强 岳增林 王 维 司力功

(安钢集团永通球墨铸铁管有限责任公司)

介绍了永通公司2号高炉投产几年来，对设备的优化和三个阶段高炉操作的摸索及总结。通过不断的优化操作制度和设备的完善，最终形成了适合该高炉生产的基本工艺制度，高炉各项指标得到提高。

高炉 操作制度 炉况 燃料比

0 前言

永通公司2号高炉是在节能减排，淘汰落后产能的情况下投建的，于2006年11月开工建设，由于建设工期短，相应的配套设施不够完善，操作人员对无料钟炉顶操作掌握不好，对高炉设备不熟悉，高炉生产水平一直没有达到理想状态，生产技术经济指标不太好。为达到快速、高效、节能的生产目的，通过不断的优化操作制度和设备的完善，高炉各项指标得到提高。下面笔者就2号高炉的优化过程及经验作一介绍。

1 高炉概述

永通公司2号高炉有效容积588 m3，炉顶采用石家庄阀门三厂生产的W Z串罐式无料钟炉顶，高炉炉体和风渣口大中套采用软水闭路循环，风口和渣口小套采用软水开路循环，三座顶燃格子砖 (19孔)式热风炉，煤气助燃空气采用双预热，炉缸陶瓷杯，煤气干法除尘，轴流式风机，BPRT机组等工艺。高炉高径比2.97，设有16个风口，1个渣口，1个铁口，炉前配套液压开口机、液压泥炮和双小坑。该高炉于2007年5月28日点火投产，高炉投产后，永通公司形成年120万 t的炼铁生产能力，但由于烧结机没有同步建设，原烧结面积仅为 75 m2，烧结机年生产能力只有130万 t，高炉炉料结构一般为烧结55％～60％+球团40％～45％(或用部分生矿置换球团)。2号高炉设计炉型参数见表1。

表1 2号高炉设计炉型参数

2 高炉生产前期各种完善和基本操作制度的形成

高炉投产前期所存在的主要问题为：①PLC自动化系统未完全投入，截料阀开度不可控制，采用全开模式，炉顶布料仅能模拟大钟下料。由于设备，人员都处于磨合期，外围工作极不稳定，造成频繁的加减风操作。②配套设计的 AV50-13轴流风机未投入运行，使用原有的离心式小风机送风，风量小，由于当时设计开炉用风口只有Φ120mm，送风面积大，风速严重偏低，鼓风动能严重不足，不利于炉缸整体工作状态的改善，造成长期的边缘行程旺，正常风压190 kPa，矿批16.7 t，由于冶强低，炉况开始阶段基本正常，以后逐步形成炉缸堆积，表现为气流不稳，崩塌料频繁和风口的烧坏，为此采取阶段性的堵风口操作。③炉顶溜槽长度较短，与炉吼直径不相适应，且溜槽单方向转动，影响布料效果。④2008年元月新型轴流风机投运，随着炉顶压力的提高，煤气除尘系统承受‘高压操作的问题逐步爆露出来，高炉不能实现高压操作。⑤球团矿和烧结矿强度和粒度组成所需要的改进。

针对以上所存在的主要问题，对炉顶布料控制系统进行了完善，将溜槽长度进行了加长，使之与炉喉直径之比科学合理，布料溜槽定时返转一次方向；新型轴流风机投运后，对不能承受高压操作的部分管道进行了移位、加固补焊；将原来针对小高炉的原燃料标准提高，使之适应中型高炉的操作要求等。通过对设备的整改，管理制度的创新，对无料钟炉顶布料规律的探讨，人员操作水平的提高，高炉生产逐步趋于稳定顺行，并形成针对2号高炉的生产管理操作制度，这些制度概括为：①对原燃料的控制要求：焦碳 M40＞82％、M10＜8％、反应后强度＞62％、反应性＜28％；烧结矿粒度组成5mm～10mm比例＜20％，转固指数＞75％，烧结原料赤铁矿大于一定比例时，对成品烧结矿喷洒卤化物；竖炉生产焙烧温度＞1150℃，生球粒度组成 8mm～16mm比例＞85％，抗压强度平均＞2000 N/球。②炉顶布料遵循“大 a角、大矿角”[1]的操作思路，采取矿三环，焦四环的基础料制，利用炉顶摄像装置调节气流的原则：首先是环数，其次是角度；首先是发展，其次是抑制。③鼓风动能控制为60 kJ/s～70 kJ/s，风口直径、风口长度选择不同规格，使风口长度和炉缸直径之比符合要求，根据原燃料不同条件和相应鼓风动能的要求，对不同规格的风口进行组合，保证炉缸的活跃。④热制度 [Si]0.3％～0.5％，铁水温度＞1450℃，风温＞1100℃，理论燃烧温度＞2100℃～2200℃。⑤炉渣碱度 R2=1.10～1.20，根椐 A l203(11.5％～14％)高低，M gO在7.5％～8.5％范围内进行调整。⑥不同送风条件下的高压操作制度。⑦缩小出铁间隔，稳定出铁时间，严格按要求在规定时间内打开铁口，同时按3 t铁/m in～5 t铁 /m in，控制出铁速度，增加出铁次数，要求每天出铁不少于18次。

3 高炉正常生产几个不同阶段主要操作制度及运行特点

3.1 2008年4月～2008年 8月(阶段Ⅰ)

这一阶段的主要生产特点为，炉料结构为55％～58％(烧结)+45％～42％(球团)，烧结矿碱度1.80～2.30；在此炉料结构条件下，炉顶布料基础料制确定为矿批稳定为18 t～19 t；把风口全部更换为角度6°的斜风口，风口长度为4×420mm+12×360mm；适当缩小进风面积，提高鼓风动能，更换部分Φ110mm小风口，总进风面积由0.181 m2，缩小到0.172 m2，鼓风动能达到55 kJ/s～60 kJ/s；风压240 kPa～280 kPa，高炉顶压逐渐提高到140 kPa～160 kPa；正常情况下硅按0.3％～0.5％控制。

在以上炉料结构和主要操作制度条件下，高炉炉况基本稳定顺行，但有时压量关系紧张，炉顶布料尽管采取以发展中心为主，抑制边缘为辅的装料制度，但“抑制”边缘十分勉强，遇有原燃料条件波动，则表现为小的崩塌料，高炉的煤气利用差，焦比偏高。

3.2 2008年12月(阶段Ⅱ)

这一阶段公司由于受全球金融危机的影响，1号高炉处于停产阶段，公司烧结矿富余，炉料结构为65％(烧结)+30％(球团)+5％(生矿)，炉顶布料采用为矿批基本稳定为19.6 t，最大时扩大到20.6 t，风口长度为10×420mm+6×360mm；缩小进风面积，提高鼓风动能，更换部分Φ110mm小风口，总进风面积由0.163缩小为 0.158 m2，鼓风动能提高到65 kJ/s～70 kJ/s；同时受限产因素的影响，风压正常情况下维持在230 kPa。

在此炉料结构和主要操作制度条件下，高炉料拄透气性改善，高炉崩塌料次数明显减少，炉况稳定顺行程度提高，抗原燃料波动能力增强，煤气利用改善，燃料比大幅度降低。

3.3 2009年3月(阶段Ⅲ)

这一阶段，1号高炉恢复生产，因烧结能力所限，2号高炉减少了烧结矿入炉配比。为弱化球团矿在炉内布料的滚动效应等弊端，选择配用5％～8％的块矿，高炉炉料结构基本为55％(烧结)+37％(球团)+8％(生矿)。炉顶布料采用，风口长度调为 4×420mm+12×360mm，总进风面积调为0.163 m2，鼓风动能为65 kJ/s～70 kJ/s；以保证回旋区适宜和炉缸中心气流合适的“强度”，控制风压为230 kPa～240 kPa。

高炉炉况表现为稳定顺行，燃料比较低，且这一段时间，烧结矿SiO2含量为4.30％～4.70％，高炉消化了烧结矿强度差和因低硅在炉内低温还原粉化造成的不利影响，各项指标得以优化。三个代表阶段高炉的主要技术指标见表2。

4 不同阶段的比较分析

1)球团比例控制为42％～45％，高炉能够维持顺行，但经济技术指标不好，不适合目前低成本冶炼运行的操作指导思想。其它企业有使用高比例球团的报道，各有其使用的特点如比例多少和高炉的顺行情况等，分析永通公司球团矿比例受到限制、不能进一步提高的主要因素为：①该高炉的炉身角偏大，较大的炉身角不能适应高球团比例高温膨胀性能，而1号高炉则因其炉身角小，和炉身使用水冷模块造成炉身下部侵蚀，进一步使炉身角缩小，在原料条件相同情况下其顺行程度往往较好。②目前装料制度的程序为烧结、球团间隔下入料车坑上的称量斗，球团矿还不能实现单独布料，也即布料时不能单独布在中间环带，限制了无钟布料的灵活性；球团矿也不能和焦碳混装，靠部分焦碳阻止球团矿在炉内的滚动不能实现[2]。③近年来尽管对竖炉球团的生产工艺控制进行了许多优化，但竖炉生产的工艺特点决定了其质量的不均匀性，其抗压强度＞1800 N/球仅占50％，＜1000 N/球占10％，最小抗压强度仅为650 N/球。④由于烧结产能较小，烧结生产过程存在时有薄铺快跑“赶”产量的因素，烧结矿结晶程度差，烧结整体粒度偏碎，5mm～10mm部分占30％以上。⑤烧结配用料较杂，引起烧结碱度波动较大，FeO波动也大。

表2 各阶段主要技术指标

2)2号高炉烧结矿比例提高到60％以上，高炉能够取得产量高，燃料比低等较好的经济技术指标。高碱度烧结矿和酸性球团矿配以少量的块矿，这种合理的炉料结构为目前绝大多数企业所采用，并取得较好的冶炼指标，究其合理性，一方面要突出烧结矿碱度、球团矿碱度“度”的合理之外，另一方面则是解决烧结矿和球团矿的比例问题。2号高炉在有条件提高烧结矿比例同时、将球团比例降到30％，高炉料拄透气性改善，高炉崩塌料次数明显减少，炉况稳定顺行程度提高，抗原燃料波动能力提高，煤气利用提高。同时这一阶段，控制冶炼强度为1.61 t/m3·d，此冶炼强度修正后相当于炉容3000 m3高炉为1.15 t/m3·d[3]，基本为冶炼强度和燃料比关系曲线中的燃料比最低点。所以此阶段燃料比的大幅度降低，包含有烧结矿比例的提高、和冶炼强度控制的合理两个因素。

3)通过总结高比例球团对炉况造成的影响，在烧结矿不能满足一定配比的条件下，适当地配以块矿分散球团矿的使用缺点。同时通过适当控制冶炼强度，高炉技术指标能够得到良好的改善。过去许多高炉以提高利用系数为中心，忽视高利用系数和高冶强引起的燃料比、焦比升高，忽视高利用系数和高冶强导致高炉事故，影响高炉寿命。2号高炉在2008年4月以前，有时不注意控制球团矿比例，冶强大于1.90 t/m3·d，燃料比最高到580 kg/t，且高炉经常出现煤气流失控导致的炉墙热负荷大幅度波动，而烧坏冷却壁水管事故，不仅高炉的经济技术指标不好，而且对高炉的长寿有着重要影响，说明了冶强和原燃料条件等不相适应。在目前钢铁产能过剩，控制产量，成本比拼，追求效益最大化的情况下，企业应以降低燃料比和能耗作为高炉的首要任务。三个阶段高炉主要的工况参数见表3。

表3 高炉主要的工况参数

4 结语

1)对比以上三个有代表性的生产阶段，在不同的炉料结构情况下，采取与之对应的风口面积、风速、鼓风动能和装料制度，高炉能够保持炉况稳定顺行，生产技术指标与原燃料条件和冶炼强度的控制有很大关系。

2)永通公司2号高炉通过小幅度调整炉料结构，适当控制冶炼强度的操作，初步收到降低燃料比的效果，应在此基础上，进一步探讨效益最大化的合适冶炼强度范围。

3)目前的高炉操作应围绕低成本而展开，全面贯彻“高效、优质、低耗、长寿、环保”的高炉生产指导方针，寻求适于炉型结构特点的最佳炉料结构模式，确保原料好时指标优，原料一般能稳产，原料不好能生产的指导思想。

[1]刘琦.谈无料钟炉顶布料规律.炼铁，2007(6)：55-60.

[2]刘文壮，安志庆.八钢高炉使用高比例球团矿冶炼实践.新疆钢铁，2006(3)：50-52.

[3]银汉.高炉冶炼强度的目标和评价问题.杭州：2006年全国炼铁生产技术会议论文集，2006：454-457.

PRACT ICE O F O PT IM IZ ING O PERAT ION SY STEM IN YONGTONG NO.2 BLAST FURNACE

Xu Deqiang Yue Zhenglin W angW ei SiL igong (Anyang Iron＆Steel Group Co.，L td)

The equipm ent op tim ization and b last furnace p ractice(BF)are introduced since the No.2 BF putting into p roduction in this paper.Through continuously op tim izing operation system and imp roving equipm ent perform ance，the basic p rocess system which is suitab le fo rBF p roduction has been finally form ed and variousBF indexes im p roved.

b last furnace operating system b last furnace condition fuel ratio

＊联系人：岳增林，高级工程师，河南.安阳(455133)，安钢集团永通球墨铸铁管有限责任公司；

2010—2—8