摘  要  针对6号高炉炉役中后期冷却壁侵蚀破损的特点，总结在原燃料管理、操作制度优化等方面的高效生产攻关措施及其效果。

关键词  高炉  冷却壁  原燃料  操作制度

1  前言

柳钢6号高炉有效容积1500m3，共22个风口，2个铁口，高炉本体采用三段铜冷却壁和炉身球墨铸铁冷却壁砖壁合一的薄壁炉衬。于2008-12投产，开炉后的第二年即取得了平均焦比317kg/t；煤比170kg/t的历史最好指标[1]。随着炉龄的增长，炉喉钢砖下2 m因未设计冷却壁，所砌耐火材料全部脱落；并且部分冷却壁被侵蚀破损导致冷却不均匀，对布料和煤气流影响极大。尤其在原燃料质量波动时，难以形成合理的操作炉型。为此，6号高炉车间开展高效生产攻关，逐步找到了合适的操作制度，优化了煤气流的分布，在应对操作炉型变化的同时使高炉各项指标获得了进步：2016年11月平均焦比338kg/t，煤比157kg/t，燃料比524kg/t，利用系数2.63t/m3，休风率为0 %，铁水Si质量分数0.51%。

2  高效攻关措施

2.1  原燃料质量管理改进与优化

原燃料质量的优化是高炉顺行稳定基础，操作制度的选择是前提条件，对关键指标的关注和加强管理是高炉操作管理者必须重视的环节。保持高炉生产的高效稳定和指标的进一步优化，焦炭质量极为关键，焦炭质量又以CSR和M10为参考依据。6号高炉入炉焦炭M10长期处在7.5%高位波动，通过加强与原燃料采购部门和上道工序的沟通，焦炭M10有所好转，逐步降低到7.0%左右的较好水平；烧结质量相对较稳定，通过外配精粉的试验，综合入炉品位稳定在57%。但受制于国内粉配比较高，碱金属负荷较重，入炉碱金属负荷长期为3.5 kg/t，铅锌负荷也在0.5 kg/t的较高水平，给操作炉型的稳定增加难度。

近期高炉入炉原燃料质量有向好趋势，但整体质量还不算高，焦炭M10、矿石碱金属含量仍处于高位，高炉对入炉料的管理上做出尽量保持高槽位减少粉末量；合理安排排料顺序，避免粉粒多的矿布到边缘；合理分配各仓的给料速度；定期清理筛网等相应措施。并结合公司MES对原燃料信息实时掌控和预警，从技术上做出应对。

2.2  调整装料制度 

布料矩阵是高炉炼铁的核心技术之一。柳钢采用实际角度布料矩阵，布料的灵活性更强，操作人员对气流分布的控制手段更多，但布料矩阵的调整也更复杂，需要从布料角位、角度以及环数3方面人手。对于炉役中后期高炉不仅要考虑煤气利用率，还要考虑边缘气流的合理性，保持渣皮的稳定，6号高炉2016年下半年对布料矩阵的优化过程。

随着冶炼强度的提高，布料矩阵和批重的调整跟不上，炉顶温度曲线极差较大，较多超过50℃的大幅度波动（见图1），并造成风量的波动。根据6号高炉炉缸活跃度，布料矩阵的角度从2016-09开始逐渐加大，力求大角度，并使各角位矿石和焦炭的角度靠近，留两个中心布焦焦位，保证中心焦炭量，中心气流充足也有利于Zn和碱金属的排除。形成平台加漏斗的合理料面，配合布料矩阵的调整，矩阵角度加大的同时矿石批重逐步提高到39 t，增加矿石环位，两道气流均趋于稳定，基准装料制度逐步形成。大角度大批重的使用，使气流分布稳定，班与班之间的料批数相差很小。同时，在焦比降低的情况下，保证了焦层的厚度，改善软熔带焦窗透气性。

找准适合本高炉的基准装料制度，使煤气流在整个料面合理分布，大幅改善煤气利用（煤气利用率升高到47.5%），为高炉炉况持续顺行、各项指标不断提高打下了良好的基础。

2.3  稳定送风制度和参数管理定量化

（1）合理的送风制度。6号高炉22个风口配置为直径115 mm，长度450 mm。结合装料制度，保持合理的鼓风动能对指标的优化极为关键。实践中以风为纲，稳定富氧，在控产过程中保证理论燃烧温度的氧量即可，标准风速保持在245m/s以上，鼓风动能大于130 kJ/s，保证炉缸活跃度和炉况的顺行。

（2）喷吹煤量的定量化。保证喷煤量的稳定和准确，是实现高炉炉况稳定和实现大喷吹以煤代焦的前提。研究发现，喷煤速率与喷煤系统的分配器压力存在着一定的正相关性，一定的压力对应着一定的喷煤速率[2]。根据压力的变化来调整喷煤速率能较好地稳定喷煤量，提高喷煤的准确度和稳定性。通过富氧、风温的协同互补，大喷煤后出现的大量煤粉未燃烧尽的问题制约了煤比的提高，高风温、富氧能够有效地改善煤粉的燃烧率，提高风口前的理论燃烧温度，适量的富氧、高风温与高喷煤达到协同互补；同时，充分发挥浓相喷吹的优势，提高磨煤机的制粉能力提高煤的可磨性，提高可磨系数到70%以上后，高炉除尘灰含碳量亦下降到25%，煤粉的燃烧率得以改善，6号高炉的煤比很快就达到并稳定在160 kg/t的水平。同时煤气利用率提高，高炉冶炼强度大幅提高，高炉利用系数提高到2.7t/m3的同时焦比降低到340kg/t以下，为以焦定产的情况下高产创造了条件。

（3）炉温和碱度的调剂。随着原燃料质量的好转和稳定，炉况的优化亦逐步到位，铁水Si质量分数相应降低到0.3%～0.5%；由于全年碱金属负荷维持在3.5 kg/t的较高水平，需要保持低碱度作业，保证铁水S质量分数高于0.020%。

（4）高炉操作管理。原燃料管理再好，操作制度再合理，没有炉前和炉内操作的日常管理体系优化和坚持实施，也很难长久地取得良好的经济技术指标，特别是在高炉炉役的中后期，对各项操作和细节的管理显得尤为重要。车间根据炼铁厂生产安排和炉况变化适时制定操作方针。为三班操作提供统一的基本指导思想，实行操作参数量化管理，明确各种参数的控制范围。以炉温和物理热为基础，要求物理热>1490（单位），w（Si）>0.30%；煤量调节在给定小时煤量的基础上，可调幅度<1 t/h；炉顶压力210 kPa；炉渣碱度按w（S）：0.025%～0.030%调节；以炉温稳定为中心，各参数给出一定的调节空间。

2.4  冷却强度的控制   

6号高炉设计的冷却水量为2 800～3 000 m3／h[2]。随着高炉炉龄的增长，冷却设备已到寿命中后期，炉衬已出现不规则的侵蚀，有时会出现冷却水管在局部区域的集中损坏，严重影响正常生产。如2016-10因冷却壁水管漏水，加上未能及时发现，造成高炉炉温偏低悬料。鉴于此，车间加强对冷却壁系统水量的控制以控制冷却壁温度，控制水温差在5 ℃～7 ℃。不允许炉身中上部冷却壁温度较长时间大于200 ℃，因为如果冷却壁温度大于200 ℃，冷却壁热面温度将有可能超过400℃，此温度正是球墨铸铁产生质变的温度。

正常情况下，薄壁炉衬的6段（炉腹区）、8段（炉身下部）冷却壁温度变化能较敏感地反应内衬渣皮形成与脱落，操作炉型发生变化的情况。根据近期操作经验，6段（炉腹区）控制在55 ℃～75 ℃，8段控制在60 ℃～80 ℃时， 稳定进水温度在46 ℃，冷却水量控制在3 300～3 700 m3/h进行调剂，在冷却壁温度超过此范围及时调整进水流量，以形成稳定均匀的渣皮，使炉型趋稳，炉况顺行，冷却壁系统热负荷也较稳定。（请用曲线（由于每一层都有八个测温点，温度变化不是很明显，在图里面表现不明显且杂乱，再一个主要想表现的是各点的均匀性和温度合理性用标准差和平均值也能表现），更好）表3示出了2016年8-11月高炉冷却壁温度的变化，进入11月冷却壁温度逐步进入控制范围且变化幅度趋小。

2.5  存在的问题

取得的成绩主要来源于操作制度的成熟、深人的原燃料管理、较高的富氧率、充足稳定的炉温、炉前技术进步及较低的休风率。但以下几个因素制约了6号高炉指标的进一步优化：

（1）2016年干熄焦炉的故障频繁，干、湿熄焦的频繁转换对高炉操作细节把控要求更高，湿熄焦其水分含量高且变化大，强度差。

（2）6号高炉地理位置特殊，其配罐周期长，跟5号高炉出铁不同步，配罐困难，有时铁次得不到保证，影响到渣铁的及时排放。

（3）喷煤系统易堵煤，在冶炼强度提高的情况下，虽然努力提高了喷煤量，但喷煤的不均匀导致气流分布变化。通过对6号炉分配器温度进行实时监控，杜绝了长时间堵枪。6号高炉的技术经济指标特别是焦比还有优化的空间。

3  结语

针对6号高炉炉役中后期冷却壁侵蚀破损的特点，通过对原燃料管理、操作制度改进与优化，经济技术指标取得了一定的进步，现总结如下：

（1）要重点关注原燃料几个参数：焦炭M10和CSR；矿石碱金属含量和小粒度组成；煤粉可磨指数。

（2）炉龄中后期高炉装料制度的调整对边缘气流的控制尤为关键，特别是十字测温边缘一点极差值；调整中还要结合原燃料条件，引出中心气流加强排碱作业；大批重需要配合大角度进行调整；找准基准装料制度后，关注气流变化来对制度微调。

（3）冷却强度的控制需要更为精准，特别是进水温度和水量的控制，把关键段位冷却壁温度变化作为调剂的参考依据。

4  参考文献

[1] 阎峰，黄海滨，黄树生. 柳钢6号高炉长期稳定顺行生产实践[C].2011全国中小高炉炼铁学术年会，2011.

[2] 奚邦华. 武钢高炉喷煤工艺技术进步[J].炼铁，2009,28(1):32

[3] 阎峰，黄海滨，黄树生. 柳钢薄壁炉衬操作技术[J].柳钢科技，2010(增)：55～58.