车奎生

沙钢外聘专家、炼铁副总工

摘  要  本文通过笔者的技术指导案例，系统的阐述了经笔者反复实践、不断完善的 “高炉多点不定向边缘管道气流快速处理技术”和“失常炉况动态综合调整快速恢复技术”， 8小时快速处理严重边缘管道气流，实现高炉全风操作和喷煤富氧、炉况稳定顺行，在平均风温只有750℃的前提下，用时不到24小时，从全焦冶炼、焦比750kg/t、日产800t,快速提升到日产1650t、焦比500 kg/t、煤比120 kg/t、富氧4000m3/min。

关键词  边缘管道气流、炉墙结厚、炉缸堆积、布料矩阵、低风温、喷煤富氧、强化冶炼。

1  前言

2018年4月中旬，江苏永钢3号450高炉（14个风口，AV40-12轴流风机），由于热风炉格子砖堵塞、热风出口掉砖、热风炉大墙掉砖跑风，风温只有750℃（初温850℃，末温650℃。），再加上操作调整上应对不得当，导致高炉炉墙结厚和炉缸堆积，炉况严重失常，边缘管道气流频繁，被迫全焦冶炼，慢风低压操作，连续一个半月平均日产1000吨左右，燃料比750kg/t以上。

2  对炉况现状的分析

2.1 由于热风炉故障，高炉长期低风温操作，导致炉缸热储备不足。

2.2  由于长期慢风操作，风速和鼓风动能不足，导致料柱透气性差、炉缸中心渣焦死料堆长大，形成炉缸中心堆积。

2.3  由于布料矩阵选择不合理、导致气流分布失常，高炉频繁产生圆周方向多点不定向边缘管道气流，导致高炉受风能力极差，风量只有600~800m3/min左右,热风压力只能维持120~150kpa，稍微加风强化，边缘管道气流加剧，随之产生崩塌料，严重的会堵住管道气流导致高炉悬料。

3  对严重边缘管道气流和失常炉况的针对性措施和炉况恢复思路

3.1  装料制度的调整思路:

采取一种既能保证顺行、有利于加风，又能快速消除边缘管道的装料制度，是当务之急，也是快速恢复失常炉况的关键性技术。

3.2  送风制度：配合好装料制度和热制度、造渣制度，在管道基本消除、压量关系相对稳定、探尺下料基本正常、渣铁物理热和流动性有保障可控制的前提下，采取小批次、快节奏的加风方法，尽可能地加大风量，这也是吹活料柱、活跃炉缸、快速处理炉墙结厚、快速出净渣铁的最关键措施。

3.3  热制度和造渣制度：适当提高炉温，确保渣铁物理热，铁水含硅控制0.70~0.90%比较适宜，上限超过1.00%，下限不低于0.60%，物理热确保1480℃，下限不低于1460℃；为确保炉渣流动性并兼顾物理热和脱硫能力，炉渣二元碱度控制1.10~1.15，铁水硫控制0.030~0.040%比较适宜。

3.4  加风过程应对管道塌料的防凉和料柱疏松措施：

3.4.1  塌料不憋压：料线低于2.0米，通过带底焦提焦比20kg/t；料线2.0~3.0米，通过带底焦提焦比30kg/t；料线大于3.0米，通过带底焦提焦比40kg/t，赶上料线为止。

3.4.2  塌料憋压，立即减风降压保证透气性指数回到正常范围之内，防止塌料堵住管道气流造成悬料，然后及时补加净焦（塌料2.5米以内，加净焦1批；2.5~3.5米，加净焦2批。）疏松料柱、消除管道并防凉，待压量关系正常并稳定半小时后再逐步恢复风量。

3.5  矿石批重的选择和确定：按照风量的1~1.25/100和控制料速7批/小时，进行双向控制。

4  快速消除管道气流和快速恢复炉况综合技术的实施及过程简述

4.1  技术指导前炉况现状：（上午9:30接手前）

布料矩阵：C   26（10）   O  24 （10）    

矿批8t，风量600m3/min,料速慢3~5批料/小时、顶温高250~350度、尺型差，圆轴方向多点不定向管道气流频繁，炉温、铁水物理热和流动性、炉渣碱度均在正常规定范围。

4.2  技术指导过程简述：采用独创的 “综合调整主要操作参数、科学系统调整布料矩阵、布料矩阵与风量、气流、料速、矿批关联同步调整”的动态综合调整技术，达到快速消除管道气流、快速增加风量、快速恢复炉况之目的。

4.2.1  9:30~10:30

布料矩阵：C 30（10）   O  28（2）26（2）24（2）22（2）20（2）

 焦炭采取大角度单环布料，其目的有三个；

（1）利用单环大角度焦炭疏松边缘料柱，改善边缘料柱透气型，快速消除管道气流

（2）利用大负角差短时间强烈发展边缘煤气流，处理中上部炉墙结厚。

（3）利用大角度焦炭，把矿石布料角度带出来，为风量加起来以后， 焦炭向中心引导打下基础。 

矿石采用小角度多环布料的目的有三个：

（1）临时压住中心煤气流，把煤气流快速赶到边缘。

（2）形成大负角差，短时间强烈发展边缘煤气流，为加风创造条件。

（3）形成正常的矿石布料平台，减少矿焦界面效应，防止矿石向边缘大量滚动 ，影响边缘气流的稳定。   

矩阵执行半小时后，量压关系明显好转，圆周方向边缘多点不定向管道气流受到明显抑制，顶温下降到250~300度，风量逐步加到900m3/min, 矿批扩到10t，料速6批料/小时，尺型好转，炉温、铁水物理热和流动性、炉渣碱度均在正常规定范围。

4.2.2  10:30~11:30  

布料矩阵：C 32（10）   O  30（2）28（2）26（2）24（2）22（2）

量压关系持续好转，圆周方向边缘多点不定向管道气流变成局部小管道气流，顶温下降到200~250度，风量逐步加到1100m3/min, 矿批扩到12t，料速6批料/小时，尺型好转，炉温、铁水物理热和流动性、炉渣碱度均在正常规定范围，期间出现一次2.5米左右的塌料，不憋压未减风，加底焦300kg/批共计5批。

4.2.3  11:30~12:30  

布料矩阵：C 34（10）   O  32（2）30（2）28（2）26（2）24（2）

量压关系持续好转，局部边缘管道气流减弱，风量逐步加到1200m3/min,顶温下降到200~230度，顶温带变窄，矿批维持12t，料速7批料/小时，尺型好转，炉温、铁水物理热和流动性、炉渣碱度均在正常规定范围，期间出现一次3米左右的塌料，不憋压未减风，加底焦300kg/批共计8批。

4.2.4  12:30~13:30  

布料矩阵：C 36（7）  34（1）32（1）29（1）26（2）

  O 34（2）32（2）30（2）28（2）26（2）

量压关系持续好转，圆周方向局部管道气流基本消除，焦炭矩阵增加小角度焦炭，适当抑制边缘，顶温180~210度，风量逐步加到1350m3/min, 矿批扩到13.5t，料速7批料/小时，尺型基本正常，炉温、铁水物理热和流动性、炉渣碱度均在正常规定范围。

4.2.5  13:30~14:30  

布料矩阵：C 36（6）34（2）32（1）29（1）26（2）

O 34（2）32（2）30（2）28（2）26（2）

量压关系持续好转，圆周方向一圈边缘气流整体清晰可见，继续引导中心气流、抑制边缘气流，顶温180~210度，风量逐步加到1450m3/min, 矿批扩到14.5t，料速7批料/小时，尺型正常，炉温、铁水物理热和流动性、炉渣碱度均在正常规定范围。

4.2.6  14:30~15:30  

布料矩阵：C 36（5）34（2）32（2）29（1）26（2）

O 34（2）32（2）30（2）28（2）26（2）

量压关系稳定，探尺下料正常，圆周方向一圈边缘气流整体清晰可见，矩阵逐步向正常矩阵过渡，顶温170~200度，风量逐步加到1550m3/min, 矿批扩到15.5t，料速7批料/小时，尺型正常，炉温、铁水物理热和流动性、炉渣碱度均在正常规定范围。

4.2.7  15:30~16:30  

布料矩阵：C 36（4）34（3）32（2）29（1）26（2）

O 34（2）32（2）30（2）28（2）26（2）

量压关系稳定，探尺下料正常，矩阵逐步向正常矩阵过渡，顶温160~180度，风量逐步加到1650m3/min全风操作，变喷煤料，煤比按照100~120控制，由于风温低，24小时后富氧从正常炉况的3000m3/h逐步增加到4000m3/h，矿批维持15.5t，料速7.5批料/小时，尺型正常，炉温、铁水物理热和流动性、炉渣碱度均在正常规定范围。

4.2.8  16:30~17:30  

布料矩阵：C 36（3）34（3）32（2）29（2）26（2）

O 34（2）32（2）30（2）28（2）26（2）

量压关系稳定，探尺下料正常，矩阵逐步向正常矩阵过渡，圆周方向边缘气流清晰稳定，中心气流隐约可见，顶温160~180度，风量维持1650m3/min, 全风操作矿批维持15.5t，料速7.5批料/小时，尺型正常，炉温、铁水物理热和流动性、炉渣碱度均在正常规定范围。

至此，炉况恢复正常。

5  结语

5.1  通过本次对永钢3号450高炉多点不定向边缘管道气流的快速治理和失常炉况的快速处理，再次验证了“特殊炉况采取特殊冶炼规律和超常规处理方案”的正确性。

5.2  “综合调整主要操作参数、科学系统调整布料矩阵、布料矩阵与风量、气流、料速、矿批关联同步调整”的动态综合调整技术，实现了快速消除管道气流、快速增加风量、快速恢复炉况之目的。

5.3  针对煤气流分布失常导致炉况炉况失常快速恢复技术，有待于广大炼铁工作者借鉴和实践检验，并进一步丰富完善。