摘  要  对搞好高炉长期稳定顺行生产进行探讨。认为，必须从提高对焦炭、精料与高炉操作的一些认识入手，才能正确选用技术措施，减少高炉生产的波动次数与幅度，达到长期稳定顺行的目的。

关键词  高炉操作  焦炭  精料

1  引言

近年来，在高炉炼铁生产各项技术经济指标取得长足进步的同时，高炉不时出现生产波动，有时波动幅度还很大，影响了节能减排与经济效益，因此搞好高炉长期稳定顺行生产是炼铁工作者的重要课题和追求目标。所以，只有结合焦炭、精料和高炉操作的认识入手，才能正确选用技术措施，减少高炉生产的波动次数与幅度，达到长期稳定顺行的目的。

2  对焦炭的认识

随着高风温、高富氧和大喷煤技术的应用，焦炭质量对高炉生产处于顺行稳定起十分重要的位置，尤其是焦炭的冷热态强度。

（1）焦炭在高炉内的骨架作用是其它炉料所不能取代的。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。

（2）焦炭热态强度对高炉冶炼的影响更使十分重要的。以往研究证明：在块状带，粒度无明显变化，从软熔带位置开始，焦炭粒度变化很大，这是剧烈溶碳反应的结果。高炉炉料的主要阻力在软熔带以及以下的区域，焦炭的强度特别是高温强度是软熔带焦窗和滴落带焦床透气性和透液性的决定性因素。

（3）焦炭对高炉顺行起着十分重要的作用。如果焦炭的强度不够，反应性高，会导致高炉下部焦炭粒度大大减小，焦炭的骨架透气作用大大降低，再加上喷吹燃料，如不能完全燃烧富集在软熔带，高炉的顺行就会受到严重威胁。

3  对精料的认识

（1）通常对精料要求：渣量少、炉料结构合理、冶金性能好（尤其高温冶金性能）、物理化学成份稳定、有害杂质少（碱金属、锌等），根据企业自身条件调整到最好。但是有害元素对高炉冶炼过程的影响越来越大，应引起足够认识。

碱金属危害的表现：（1）提前并加剧CO2对焦炭的气化反应，主要表现是缩小间接还原区，扩大直接还原区，进而引起焦比升高，降低料柱特别是软熔带气窗的透气性，引起风口大量破损等。（2）加剧球团矿灾难性的膨胀和多数烧结矿的中温还原粉化。（3）由于上述两种原因，引起高炉料柱透气性恶化，压差梯度升高，如不适当控制冶炼强度，会频繁地引起高炉崩料、悬料乃至结瘤。（4）碱金属积累严重的高炉内，矿石（包括人造矿）的软熔温度降低，在焦炭破损严重、气流分布失常或冷却强度过大时，也会引起高炉上部结瘤。（5）碱金属引起硅铝质耐火材料异常膨胀，热面剥落和严重侵蚀，从而大大缩短了高炉内衬的寿命，严重时还会胀裂炉缸、炉底钢壳。

加强对锌的危害认识，锌的矿物组成有闪锌矿（ZnS），红锌矿（ZnO），铁酸锌（ZnO.Fe2O3），和硅酸锌（ZnSiO3）。烧结过程脱锌很少，一般10%左右，大部分锌在高炉内900℃左右开始气化，1300℃显著，生成ZnO，然后被C、CO、Fe还原；只有ZnSiO3还原相当困难，要在1537℃以上才能进行，但炉渣中有CaO存在，ZnSiO3的还原温度会大幅降低，使一部分还原，未来的及还原的ZnSiO3随炉渣排出炉外。但炉渣排锌只有10%左右，其余的锌排出还得通过高炉操作，加大随煤气带走，减轻锌对高炉内上部的危害。

（2）分析影响高炉稳定顺行生产中精料的主要问题。高炉生产中，存在三大矛盾，即炉料与煤气上下运动矛盾，煤气分布与传质传热矛盾，有害元素与加大高炉排放量的矛盾，只有这三大矛盾处于统一平衡后生产才能稳定。这三大矛盾中有互利的方面，也有相互矛盾的方面。以炉料粒度为例，改善还原与减少锌危害对粒度要求就是矛盾，矿石粒度小、孔隙度大、比表面积大对还原有利，但锌的循环富集对粒度小、孔隙度大的炉料，造成的低温粉化恶化、焦炭的强度降低与反应性提高、堵塞空隙影响透气性等后果，所以当入炉锌负荷增高时应增大炉料粒度。同理，烧结矿降低FeO、降低粒度、提高还原性也只能在不影响高炉透气性的前提下调整强度和粒度组成。

（3）合理的炉料结构，既要合乎节能减排，又要注重经济效益，使两者始终处于动态平衡。例如近期八钢公司老区高炉的炉料结构就比较不合理，焦炭质量较差（冷态强度M40 70%左右、M10 9.5%左右）且不够稳定；高质量烧结矿不足，使用部分钒钛烧结矿，钛负荷＞5kg/t；炉料结构不合理造成炉渣成分不合理，渣中Al2O3含量15%左右，最高达到20%。以上三项严重影响高炉顺行和炉缸工作。

4  高炉操作

（1）生产中必须坚持高炉炉况顺行为首要条件，在此条件下再谈经济指标。要保持高炉炉况处于顺行状况，炉内关注三个主要方面：第一，煤气流分布合理，热能利用较高。参照CO2曲线来分析炉内煤气能量利用与煤气流分布或通过炉顶成像观察结合冷却壁温度高低变化。第二，炉料下降顺利，料尺工作曲线规则。炉料下降方面，以料尺工作曲线为依据，调整压量关系，改善压差和透气性指数，达到稳定平衡状态。第三，炉缸渣铁温度充沛，连续稳定性好。渣铁温度方面，只要高炉所用原燃料固定下来，影响渣铁温度的因素，一是炉缸工作状态，另一个是炉墙热负荷是否稳定。生产指标不能直盯短期利益，保持高炉长期处于安全稳定顺行才是目标。

（2）加强对活跃炉缸的认识。炉缸工作的好坏对煤气流分布合理特别是初始分布、炉料运动、出尽渣铁、炉内还原、有害元素排出、多喷煤粉、高炉长寿等都有很重要的作用。对高炉来说，排除操作者的能力，不同原燃料条件，高炉所适合的鼓风动能不同，影响炉缸工作不言而预，对顺行稳定起重要作用。

（3）加强对合理煤气分布认识。第一，必须发展两道合理强劲煤气流，且中心强于边缘，中心气流开放对炉料运动、活跃炉缸、加快中心焦堆置换、有害元素外排、高炉长寿都有好处；边缘气流对炉况顺行、能量利用、炉墙不结厚结瘤、保持较好合理高炉内型都有好处，尤其对边缘气流的选择要以保持较好合理高炉内型，炉墙不结厚结瘤为标准。第二，应在合理煤气分布前提下选择装料制度。

（4）密切关注入炉有害元素的排放，减轻对高炉冶炼的影响。随着高炉冶炼新技术的应用，生产指标越来越好，因此我们减轻的高炉冶炼的因素，如锌元素的危害，锌在高炉内主要随着煤气中的瓦斯灰、粉尘等从高炉上部排放，小部分未来得及还原的高熔点硅酸锌从炉渣排放，炉内循环富集对高炉影响很大，例如锌蒸汽沉积氧化成ZnO，会恶化低温还原粉化率、降低焦炭热态强度、降低炉料透气性、渗入炉衬破坏炉墙、堆积在炉墙上形成炉瘤等破坏了高炉内型，给高炉日常操作带来极大困难，比如2009年八钢公司2号高炉在正常锌负荷0.8kg/t提高到最高2.5kg/t后，炉况不稳定大幅增加，崩悬料次数增加，6-9层冷却壁温度降低，最低部位温度与软水出水温度相差无几，失常炉况出现频次增加，对高炉冶炼影响巨大。

5  结语

高炉冶炼的基础条件因在今天大量新技术应用前提下改进提高。提高配煤精度，改善焦炭冷热态强度；提高精料水平，减少高炉生产波动；提高对高炉操作认识，学习应用新技术等措施来提高高炉管理思路，达到高炉长期稳定顺行生产的目的。前面所谈的内容，是本人在生产操作实践中的理解认识，存在片面性也不一定正确，共大家讨论。