李 俊，康 允

(玉溪新兴钢铁有限公司，云南 玉溪 653106)

0 引 言

玉溪新兴钢铁有限公司(简称玉钢)炼铁厂3#高炉于2011年5月28日开炉投产，其设计炉容1 080 m3，采用BT型串罐式无料钟炉顶、薄壁炉衬软水密闭循环冷却系统。共有风口20个，进风面积0.200 m2，配套卡鲁金式高效热风炉，是1座装备水平较为现代的中小型高炉。玉钢地处云南中西部地区，矿石和焦炭资源相对匮乏。由于煤焦资源紧张，在玉钢公司的统一布置下进行了80焦冶炼，炼铁厂通过近半年的摸索形成了1套比较完备的80焦使用技术。

1 玉钢3#高炉原料条件

受市场及环境影响玉钢原燃料条件较差，碱金属及有害元素较高，焦炭质量波动较大，具体情况见表1。

1.1 焦炭质量在高炉冶炼过程中起着举足轻重的作用

随着焦煤资源的紧张，焦炭质量下降，高炉炉缸死料柱易呈肥大趋势，透气、透液性下降。高炉透气性变差，高炉不稳定，不易接受风量。焦炭质量差会造成块状带内焦粉量增加，料柱的空隙度降低，煤气通过阻力增加，影响煤气量分布，边缘热负荷增大。而且炉尘量增大，炉尘中碳含量升高。在软熔带内焦窗内粉末多，会严重影响煤气流的分配。在滴落带，焦粉的增加使料柱的透气性透液性变差，熔融物(主要是炉渣)滞留量增加，严重影响煤气流的合理分布。特别对风口区的循环区影响更大，造成燃烧带深度减少，高度增加，边缘气流增加，气流难以达到炉子中心，炉缸内温度降低，渣铁反应变差，铁水成分变坏。出铁出渣因渣铁流动性变差而出现不正常，严重时会形成液态产生淤泥，炉缸堆积，风口大量烧坏或出现风口涌渣或灌渣。

表1 玉钢1 080 m3高炉焦炭使用概况焦炭冶金性能比较

1.2 碱金属对高炉冶炼的危害

碱金属是碳气化反应的催化剂，降低焦炭强度，使高炉内直接还原区扩大，间接还原区缩小，引起焦比升高，降低料柱特别是软熔带气窗的透气性；恶化原料的冶金性能，加剧球团矿的异常膨胀，和多数烧结矿的中温还原粉化，造成块状带透气性变差；促使炉墙结厚甚至结瘤；对高炉砖衬有侵蚀作用。

1.380焦的主要特点是固定碳含量低，灰分较高；焦炭中，挥发分和有机物数量不多，除固定碳以外，大部分是灰分；固定碳含量高，其发热值高，单位重量焦炭所提供的还原剂数量也多，有利于降低焦比。

2 80焦冶炼过程

玉钢3#高炉从2016年9月22日早班开始启用80焦，为了避免炉况大幅波动采取逐步增加80焦比例的方式进行冶炼操作，冶炼过程及经济技术指标见表2，表3。

表2 80焦使用的概况

表3 使用80焦前后经济技术指标对比表

3 使用80焦后炉况及变化参数

1)随原燃料大幅涨价供应困难，焦库存较少，频繁调整用焦结构。

9月22日使用80焦冶炼，9月23日将5档矿石减1环，矩阵由O76541232调整为O76541222适当抑制边缘气流。

2)由于80焦固定碳含量低，灰分较高、焦质差，粒度时大时小不均匀，使用后炉内憋风严重，炉温炉况波动大，造成燃料比成本大幅上升，物理热偏低，稳定性差。10月初频繁出现小滑料，为维持顺行，高炉被迫退风。10月9日早班第6批加焦300 kg/批(焦批6.7 t+0.4=7.1 t/批)，退负荷至3.88；12月4日早班8：35分高炉憋风严重，风量萎缩到2 190 m3/min，风压0.287 MPa，风压突然冒尖后炉内出现悬料，8：45分停氧、停煤，8：50减风至0.229 MPa，料转崩1.0 m↓3.9 m。之后在炉况恢复过程中炉内煤气流不稳，下料不畅，探尺时有塌落现象。中班17：44风压冒尖，煤气流不稳，炉顶煤气温度1#、3#、4#点温度偏高，顶温难控制，炉内出现局部管道，减风压至0.275 MPa操作。23：13分下料不畅，采取临时减氧至3 000 m3/min 降低冶炼强度；12月5日夜班炉内顶温难控，边缘气流过吹，炉内控风压操作。中班15：45分炉内煤气流失常，炉顶煤气4#点温度冒尖，管道效应明显，减风至0.233 MPa操作，遂采取缩矿批退负荷，改配比，停用钒钛球。(矿批27 t，负荷3.91，烧结矿68 %，小粒矿6 %，华翔球26 %，退矿焦负荷至3.91)，同时集中加焦14.2 t，改善料柱透气性。

4 采取的措施

1)严格控制进厂焦炭的热态指标，反应性(CRI)≤28 %，反应后强度(CSR)≥66 %，减少焦炭质量对炉料骨架的影响。

焦炭高温冶金性能差易导致炉缸工作不活跃，加剧渣铁对高炉铁口区域及炉缸、炉底区域的冲刷。焦炭强度M40、M10直接影响焦炭的骨架作用，对高炉冶炼的影响是无可置疑的；焦炭热态强度对高炉冶炼的影响是十分重要的，在块状带，焦炭粒度无明显变化；从软熔带位置开始，因溶碳反应剧烈焦炭粒度变化很大，所以高炉炉料的主要阻力在软熔带及其以下的区域；焦炭的高温强度要好。CSR过低，在高温下产生大量粉末造成下部透气性变差，甚至炉缸堆积，恶化炉缸状态而造成炉况失常。因此3#高炉要求重视焦炭的热态强度要求所供焦炭反应性(CRI)≤28 %、反应后强度(CSR)≥66 %为高炉顺行提高基础保证。

2)随着80焦用量的增加，逐步减轻矿焦负荷，改善料柱透气性。

80焦灰分比较高，碳含量少，焦炭的骨架作用弱，不利于高炉顺行。若喷煤量过高或煤粉燃料率较低，未燃尽煤粉大量积聚在死料柱内，将加剧死料柱空隙度的下降和透液性的降低，此外，高煤比操作会加剧入炉焦炭的粉化，使死料柱内<2.5 mm粉焦的比例显著增加，同时使回旋区缩短。因此，为减少喷煤对炉缸活跃的不良影响，应降低喷煤量，增大富氧率，提高风口前理论燃烧温度，改善煤粉燃烧状况。同时，适当增加焦比(燃料比)，提高炉温，以改善炉缸热状态和渣铁流动性。为保持炉缸活性稳定炉况，随着80焦的用量增加，适当退负荷降低煤比改善料柱透气性，见表3。

3)控制边缘气流，使煤气流向中心发展，并降低料线通过上部调剂改善炉况顺行状态。

焦炭质量差，高炉料柱透气性差，风压高，鼓风动能低，回旋区缩小，死料柱相对肥大，下部气流中心受阻，边缘气流相对发展，操作技术对策以引导中心气流为主，适当控制边缘气流，使煤气流向中心发展，缩小死料柱，减缓因焦炭质量下降对高炉影响，9月份布料矩阵C876542222222 O76541232，10月份通过增加中心焦量，减少中心部分的矿焦比，以稳定和加强中心气流；改善炉缸内焦柱死料柱的透气性和透液性活跃炉缸，C87654321222212；11月为维持合理煤气流分布，布料矩阵调整为C876542132213 O76542222；12月为适当抑制边缘气流采取整体向外平移矿焦角，同时减少布焦环数增加焦层厚度，均匀布料，使料层均匀铺开，改善软熔带稳定性，同时矿石8档加1环抑制边缘气流C876542122213 O8765412221；同时由于入炉原料质量变差，粉末多，导致软熔带位置变化，气流出现波动，边缘气流不断增强，将料线适当降低(将料线由1.5 m调整为1.7 m)，对边缘气流起到了一定的抑制作用，有利于气流的稳定，减小冷却壁温度的波动。

4)炉内出现局部气流及憋风严重的情况下及时退负荷及降低冶炼强度，使炉况快速恢复之前的状态。

3#高炉受燃料价格上涨影响，燃料供应紧张，焦库存低，焦炭品种杂，频繁调整用焦结构，加之焦炭质量下滑，长期使用低品质焦炭在由于限产堵风口操作，对炉缸圆周均匀造成一定影响。

炉缸工作不均匀活跃；并且烧结矿FeO波动大，小粒级较，进入高炉粉化后使得高炉料柱透气性变差，煤气阻力增大，高炉易出现憋风严重，易出现局部气流过强现象；12月6日煤气流失常，炉内管道形成，缩矿批至22 t，退负荷、改配比，早班休风45 min增堵风口，8日炉温转适，捅开1个风口，富氧至2 000 m3/h；9日继续捅开1个风口，富氧加至3 000 m3/h；11日扩矿批至25 t，富氧加至4 000 m3/h；14日扩矿批至27 t，提负荷，富氧加至5 000 m3/h；17日扩矿批至28 t，提负荷1次；19日富氧加至6 000 m3/h。

5)加强筛分工作

3#高炉原料波动大，烧结矿粉末多，整体粒度偏小；球团矿很多时候采用外购，露天堆放雨季时候粉末多筛分效果差；若入炉原料粉末多、粒度越小、越不均匀，对煤气的阻力越大，块状带透气性下降易引起煤气分布紊乱；为减少入炉粉末3#高炉长期坚持加强原料筛分管理，严格控制筛分时间，在保证上料速度的前提下，尽量延长筛分时间；在保证上料速度的前提下，适当延长筛子空振时间，充分利用自清理器，保持筛网干净；尽量控制料仓下料口的下料量，并使料流在筛片上均匀分布。严格烧结矿、焦炭、球团矿等物料的槽位管理，做到半仓卸料，杜绝了原燃料出现低槽位现象，减少二次粉末。

6)炉前组织工作

渣铁不能及时排尽，必然会憋炉，造成气流波动和渣皮脱落，进一步加剧冷却壁的损坏。

(1)合理组织铁次，选用合适钻头，开铁口准备工作提前组织到位；

(2)杜绝冒泥铁口，维持铁口深度

(3)根据实际情况合理调剂炮泥强度和塑性，让泥好打，铁口好开；

(4)做好炉前开口机和泥炮的设备检查工作，发现隐患及时处理，不影响渣铁的正常排放，通过这些措施，有效保证渣铁的正常排放。

7)优化高炉操作制度。

由于限产堵风口，焦炭质量下滑，入炉风量减少为保持炉缸活性维持适宜的鼓风动能，必须通过调整下部制度，改善气流分布，活跃炉缸中心。风口直径为由Φ115调整为Φ115与Φ110，进风面积由原0.2 m2调整为0.18 m2缩小进风面积。通过缩小风口面积，增大鼓风动能，并保持合适的风速，延长回旋区深度，使中心气流得到强化，热煤气更多地透过风口前死料柱，促进炉缸中心温度的提升。在此基础上，同时控制适宜的边缘气流，保持良好的气流分布状态，防止炉墙黏结、脱落，导致生料进入炉缸，引起死料柱温度急剧下降和炉缸流动性、渗透性恶化。

8)加强高炉操作管理，确保顺行。

渣铁物理热充沛是保持炉况稳定顺行的基础，炉温及物理热的变化，会造成热制度和造渣制度的变化，导致渣皮不稳定，容易脱落，也会造成炉况的波动。在平时的操作中，要求工长严格执行标准化操作，根据冶炼周期，认真分析影响炉温的各类因素(包括原因和作用时间)正确判断炉温变化趋势，并结合之前调剂的动作量和作用效果、风口工作变化情况以及当前出渣出铁情况进行综合分析和判断炉温的变化趋势，预先调整热量水平，从而达到减少炉温波动，稳定炉况的目的。

9)加强设备管理，确保高炉连续运行。

炼铁降成本，离不开高炉的长期稳定顺行；高炉要连续稳定运行，离不开设备系统的保驾护航。目前，3#高炉少数设备开始出现老化，故障率有所上升。为杜绝恶性设备事故造成高炉慢风休风，3#高炉重点抓好日常点检维护卫生工作，设置设备包机到人，完善设备管理对关键设备，进行重点维护监控，确保稳定运行。

5 结 语

1)80焦灰分较高，碳含量少，焦炭的骨架作用弱，通过加强原料的管理，减少入炉粉末，提高料柱透气性；

2)根据原料条件，优化高炉操作；下部通过调整风口直径，缩小风口直径，保证鼓风动能维持炉缸活性；同时上部调整装料制度，保证合理的煤气流分布；

3)强化出铁组织，保证出铁质量；通过加强炉前操作管理，保证铁口开穿率，有效的保证渣铁的正常排放。