摘  要  为在长周期稳定顺行的情况下，寻求指标的进一步突破，马钢各级技术人员通过探索大矿批的使用，合理调整上下部制度，加强炉前出铁活跃炉缸等手段，不断优化改进操作管理制度，从而使B高炉在稳定顺行的前提下实现月均全焦负荷4.80，月均煤比170kg/t以上，月均产量9000t/d以上的突破，各项指标都取得了较大的进步。

关键词  稳定顺行  大矿批 铁次 煤比 

马钢新区B高炉（4000m3）从2007年5月24日投产以来，不断探寻适合自身的操作管理制度，通过多年的努力，已逐渐形成以“高炉长周期稳定顺行为核心，持续降本增效为目标”的操作管理理念，取得了较好的效果，并与2016年12月24日实现了稳定顺行1000天的突破。但与国内同类型高炉相比，矿批的使用一直偏小，煤比偏低，为寻求进一步的突破，各级技术人员通过与国内外先进同行的交流学习，研讨和论证，从2017年8月开始在B高炉开展大矿批冶炼及与之相适应的操作的技术探索。

1  合适矿批冶炼的探索

研究表明高炉煤气在软熔带中几乎全部从“焦窗”中通过，焦炭的批重的大小决定了软熔带的高度和“焦窗”的厚度，从而直接影响软熔带的透气性，因此“焦窗”厚度对改善整体料柱的透气性十分重要[1]。而在同等负荷条件下，矿批越大代表焦批越大，因此，大矿批的使用是增大焦批的重要手段。

矿批的大小直接影响高炉煤气流的分布，而煤气流的分布又影响着煤气利用情况。矿石 批重选择必须遵循以下原则：第一，有利于炉况顺行；第二，煤气利用率高；第三，炉墙热负荷较低[1]。从而达到高炉高产、优质、低耗、长寿、高效生产的目的。合理的矿批选择应该根据不同高炉的生产特点结合原燃料条件不断探索，同时可以通过矿石批重特性曲，计算出高炉的临界矿批[2]。通过计算可得B高炉的批重特征曲线如图1所示。

根据文献表明[2]，可将上述曲线划分为三个区：激变区、缓变区以及微变区；其中激变区矿批小于98t/ch，在此区域内矿批波动对炉内气流影响大，炉况难以稳定，同时煤气利用率相对较低；因此在正常生产情况下，矿批不宜选在此范围内。矿石批重在微变区（矿批大于116t/ch）时，炉内气流不会因矿批的变化而又剧烈的反应，在该区域内矿批的大小气流影响相对较小，煤气流稳定，有利于形成相对稳定的软熔区，对高炉的稳定顺行、改善煤气利用率均有重要作用，但受原燃料条件限制较强，操作实践也表明只有在2017年12月焦炭粒度上升后才实现使用115t/ch以上的矿批高炉稳定且随着矿石的批重过大时，容易导致入原燃料入炉粉末量的增加，堵塞气流通道，导致炉况失常，因此理论上，批重大小应尽量选择在缓变区内特别是原燃料条件不是非常好的情况下，既有利于高炉的顺行，又有利于煤气流热能及化学能的利用。

2016年11~12月以及2017年7~8月B高炉与韩方合作进行矿↓矿↓焦↓分割布料操作实践，期间高炉矿批保持在110t/ch以上，在合作结束后继续采用大矿批的思路，矿批大小从之前的最高109t/ch（不能长时间稳定），提升到118t/ch，并长时间稳定在110t/ch以上，大大增加了软熔带的“焦窗”厚度（如下表所示）。实践证明大矿批使用后，炉况稳定性明显好转，高炉指标稳定提升，煤比稳定在160kg/tfe以上。

2  上下部制度的调整

2.1  上部制度的调整优化

B高炉自2014年7月开始取消中心加焦，布料模式由“中心加焦”向“平台加漏斗”的方式转变，消除了之前高炉过分依赖中心气流的现象，而导致边缘气流长期过弱的现象。平台加漏斗的布料模式是以中心气流为主的同时，兼顾发展边缘气流的发展。日常操作中通过对比十字测温各环带的温度，以及Z、W值的变化等来判断两道气流的强弱；通过调整布料角度、环数等参数，使两道气流分布合理。2017年下半年，随着B高炉煤比的不断上升，边缘气流有增强趋势，上部调整上通过提高边缘负荷与矿焦距炉墙距离来稳定边缘气流。四班操作通过观察气流变化，灵活调整料线，控制边缘气流。

2.2  下部制度的选择

（1）风口面积及风速的选择

下部调节对风口回旋区的大小起决定作用，而回旋区的形状和大小决定着炉缸初始煤气流的分布，回旋区的深度越大，煤气越向中心扩展，炉缸径向的温度均匀性越好。B高炉根据实际炉况调整风口面积的大小，与风量使用相配合，使鼓风动能保持在130~140kj/s的水平，实际风速控制在260~270m/s，避免过高或过低的风速及鼓风动能对回旋区焦炭的影响。

（2）炉腹煤气量的控制

随着B高炉负荷增加，煤比不断提升，为保证煤粉在高炉内的燃烧率，必须保持足够的氧过剩系数。因此，随着煤比的提升，B高炉富氧率由2.5%逐步提高到4.0%左右，保证了氧过剩系数在1.05以上，提高了煤粉的燃烧率。同时，由于煤比和氧量的上升，炉腹煤气量必然有所增加，高炉采取以氧换风的方式来保持炉腹煤气量的相对稳定，随着煤比上升，入炉风量由6600-6650m3/min降低至6550m3/min左右，保证了炉腹煤气量指数在62左右，与国内的资料所述控制炉腹煤气量指数在58-66[3]较为合适相适应。

2.3  出铁优化，活跃炉缸

出铁制度稳定是影响渣液面的稳定的关键性因素，保持合理的出铁时间和重叠时间可以保持渣液面的稳定进而保持煤气流一次分布的稳定，B高炉自投产以来出铁制度不断地在摸索改进中，但是单炉出铁时间不稳定，堵口重开现象多，日均炉次偏多，铁口深度变化大等现象一直得不到解决。这种情况不仅增加了炉前工的劳动强度，而且对铁口的维护，炉缸的工作状态也会造成较大的影响，极大地限制了高炉的指标提升及节能降耗；同时，频繁的堵口重开对环境保护也不利。近年来B高炉为改善炉前出铁，活跃炉缸，主要采取了以下措施。

（1）改变出铁制度，缩小钻杆直径。从2017年下半年开始，随着高炉各项指标的提升，原有正间隔的出渣铁制度已经无法满足高炉出铁需求，同时由于水泵房冷却能力有限，高炉冷却水进水温度大幅上涨，直接影响到炉缸冷却系统的冷却能力，高炉炉缸各层侧壁温度升高，对炉缸的安全生产造成了不利的影响。为增加单炉铁口出铁时间，减少炉缸铁水环流，高炉逐步缩小钻杆直径；同时增加出铁重叠时间，保证渣铁液面的相对稳定。此外，由于钻杆缩小，在铁口深度不变的情况下，打泥量相对减少，可以减少进入炉缸的泥量，对活跃炉缸有利。

（2）增加中心焦炭粒度，增强死料柱的透气及透液性。一般认为，炉缸内铁水流动方式有两种，即透过死料堆流动和绕着死料堆流动。而死料堆渗透性较好时，通过死料堆流动的铁水就更多，相应地炉缸内环流就会减少，这样可以延缓铁水炉缸侧壁的侵蚀，增加高炉的使用效率。而中心死料堆的透液性的好坏很大程度上取决于入炉焦炭的粒度，中心焦炭粒度越大，相应的死料柱粒度也会增加，对改善炉缸工作状态起到积极的作用。

马钢的焦炭粒度（48.5mm左右）在国内处于偏小的水平，2016年12月开始，在现有焦炭基础上，通过调整1B、2B焦炭筛板的齿间距，将布入中心的焦炭粒度增加至50mm以上，很大程度地提高了中心死料柱粒度，增加了死料柱的透气、透液性，对改善炉缸的工作状况起到了积极的作用。

上述措施实施以后，炉缸工作状态明显好转，铁口出铁时间明显增加，堵口重开现象基本消除，日均铁次由2016年上半年之前的日均12炉下降至目前的10炉左右，如下图所示，为稳定气流及指标提高打下了基础。

3  量化精料管理

资料[4]显示高炉渣量大，炉缸死料柱焦层中炉渣的积聚量增大，从而会影响高炉下部的煤气流分布和风口煤气流向中心区的穿透。正因如此，国外高炉高煤比时也特别强调对渣比的控制，在高炉利用系数2.0左右时渣比一般在260-280kg/t。宝钢高炉在喷煤比不断提高的过程中，入炉渣量也在不断地下降，在喷煤比200kg/t以上时，入炉渣比控制在270kg/t以下。如果考虑大喷煤时产生的未燃煤粉使软熔带焦窗的透气性变差，它对上升煤气流的不良作用被等量视作初渣，那么总的“渣量”也在320-340kg/t，称为“概念渣比”。

通过对马钢B高炉的历史数据进行回归得出了渣比、概念渣比与煤比的关系，若保持概念渣比350kg/t（宝钢332kg/t）进行维持核算，则可得到以下煤比(PCR)和渣比(SV)对应关系公式：

SV = 350 - 0.35×PCR

通过计算可得出B高炉不同煤比下所对应的渣比情况（如表2）：

比较表2及图3可以看出，从2017比基本相适应，为煤比的提高创造了有利的原料条件。燃料方面则在正常保供的条件下，随着负荷的提年至今渣比整体维持在285-294kg/tfe的水平，概念渣比稳定在350kg/tfe的水平，与前面统计回归的数据相高通过延长结焦时间来提高焦炭的热态性能，为提煤比创造燃料条件。

4  处理效果

经过近半年时间的努力，B高炉在矿批的使用上取得了较大的进步，有之前的103-105t/ch左右提升到现在基本稳定在110t/ch以上，及时在炉况波动情况下仍然能够保持在108t/ch以上的矿批。同时，负荷、煤比产量都得到了很大的提升。具体指标如下表3。

5  结语

(1）下部调整，在负荷煤比的提高的条件下，稳定炉腹煤气量使炉腹煤气指数稳定在58-59的水平，以减少炉腹煤气量增加对一次气流分布的影响，同时通过以氧换风使氧过剩系数达到1.05左右，增加煤粉的燃烧率。同时配合上部料线及角度的调整，使边缘气流随煤比的变化控制在合适范围。使两道气流分布合理化。

（2）矿批达到115-119t/ch，根据资料显示我们的矿批可以控制在112-124t/ch的范围，从矿批调整对气流的影响来看，B高炉目前的矿批仍处于矿批的缓变区，可以进一步增大矿批，得到合适稳定的 “焦窗”厚度，稳定煤气流分布。

（3）通过增加中心焦炭的粒度，增强死料柱的透气、透液性，改善炉缸工作状态，同时缩小钻杆保证出铁时间，减少炉次，降低消耗，保持渣铁液面的相对稳定，为指标提升创造条件。

（4）通过对历史数据的总结回归，找出了渣比与煤比的关系，160-170kg/tfe的煤比渣比在285-290kg/tfe的水平，B高炉实际渣比基本控制在这个控制范围，为煤比提高创造了条件，煤比进一步提高渣比也应进一步降低，同时结焦时间的延长提高了焦炭的热态强度，有利于指标的提高。

6  参考文献

[1] 马金芳等. 迁钢号高炉大矿批冶炼实践[J].炼铁.2014，33（6）：6-7.

[2] 刘云彩. 高炉布料规律[M].第四版.北京：冶金工业出版社，2012:180-181.

[3] 项钟庸. 以高炉炉腹煤气量指数取代冶炼强度的研究[J].炼铁，2007，42（9）：16.

[4] 朱锦明. 宝钢高炉200kg/tFe 以上喷煤比的实践[J].炼铁，2005，24（增刊）：36-40.