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摘  要  对玉钢3^#高炉强化冶炼的生产实践进行了总结。通过加强原料的监控和管理，优化操作制度，提高风温、富氧、风量、顶压，加强炉前及设备管理等措施，克服了长期入炉有害元素负荷高，原料质量不稳定等不利因素，利用系数大幅提升。

关键词  高炉 原燃料 操作 强化冶炼

玉钢炼铁厂3^#高炉有效容积为1 080 m³，设有20个风口，2个铁口，主体装备为串罐式无料钟炉顶、皮带上料、薄壁炉衬、陶瓷杯炉缸结构、软水密闭循环冷却系统。2019年1月20日，玉钢炼铁厂利用年检时机，在原有的基础上新建了1座卡鲁金顶燃式热风炉。复产开炉后结合公司“提量、降本、增效”的生产要求，通过严抓原料管理，加强炉前操作和设备管理，优化操作制度，在稳定的基础上不断强化高炉冶炼，大幅度提高了高炉利用系数。

1  加强入炉原燃料的监控与管理

2019年1～7月份玉钢3^#高炉原料的综合性能指标见表1～3。主要特征为：入炉有害元素含量高，特别是碱金属和Zn负荷较重；所用烧结矿粒度偏碎，返矿量大，入炉烧结矿平均粒度<10 mm的比例达19.58 %；焦炭和球团矿种类多，2019年1～7月份使用的焦炭种类就多达9种，焦炭的成分性能指标见表4。原燃料的冶金性能、成分差异大，且原料库存不稳定，导致高炉改配比、变料次数频繁，月均改配比、变料达15次，即每2天就有一次改配比或变料。因此，必须坚持“粗粮细吃 ”的思路，做好高炉入炉原燃料的质量把控。玉钢3#高炉采取的主要技术和管理措施为：一方面加强炉后筛分，通过给料机控制料流量，控制振动筛料层厚度，控制焦炭、烧结矿筛分速率<15 kg/s，球团矿筛分速率<20 kg/s；加强筛片监控管理，对磨损筛片及时更换；严格控制筛分速率和加强班内清筛工作，减少入炉粉末保证高炉透气性。另一方面根据原料库存、采购计划、物理化学性能合理搭配使用，使用质量和数量相对稳定的焦炭作为主打焦，以质量、数量不稳定的焦炭作为辅助焦，并加强对烧结矿粒度测量和焦炭水份测量，根据变化及时进行调整，减少炉况的波动。并积极与烧结工序交流沟通，提高烧结矿碱度和质量，增加酸性球团矿和进口块矿的使用比例，2019年1～7月份的综合入炉品位由2018年的54.89 %提高至55.69 %。

表1  玉钢3^#高炉原料的综合性能指标

表2  烧结矿的主要物化性能指标

表3  烧结矿的粒度组成

表4  焦炭的成分性能指标

2 高炉操作制度的选择和优化

（1）送风制度。送风制度对煤气流在炉缸内的第一次分布有决定性作用^[1]，送风制度与上部装料制度相适应，确保煤气流热能利用良好、高炉稳定顺行并具有一定冶炼强度和技术经济指标，这样的送风制度即为合理。玉钢3^#高炉在炉况稳定顺行基础上，为进一步强化冶炼，维持适宜的风速和鼓风动能，入炉风量控制在2 670±40 m³/min，风速达到220~240 m/s，鼓风动能达到13 000~15 000 kg.m/s，以保证均匀而活跃的炉缸状态。

（2）装料制度。只有合理的装料制度，高炉才能在保证长期稳定顺行的基础上强化冶炼，达到理想的效果。合理的装料制度应与具体原燃料条件相适应，玉钢3^#高炉以“稳定边缘，兼顾中心”为操作思路，2019年开炉后，随着冶炼进程和操作炉型的变化，结合送风制度对高炉布料矩阵和矿批进行优化和选择。具体为：在确保形成“平台+漏斗”布料模式基础上，进一步改善高炉顺行程度和提升煤气利用率，逐步扩大布矿布焦档位并增加边缘O/C。布料矩阵转变过程为C876543 222221O7654 2221→C98765 22222O8765 2222→C98765 12221O8765 2222并稳定，相应地，根据送风制度的调整结合炉况顺行程度，逐步将矿批由29 t/批提高至33.5 t/批。这样，3^#高炉抓住综合入炉品位上升的时机对装料制度进行合理选择和优化，效果显著：矩阵的调整改善了煤气利用和增加顺行稳定性；矿批、焦批的实际上扩大了软熔带焦窗的面积，改善高炉料柱透气性，同时减少了焦炭和矿石混合料的层数，降低了界面效应的影响，使高炉的整体阻损降低，改善了炉内透气性^[2]。高炉不仅保持了稳定顺行，并且产量接连创新高，技术指标得到改善。

（3）热制度和造渣制度。对热制度和造渣制度的选择要求是渣铁物理热量充沛，并有较好的炉渣性能和脱硫能力，玉钢3^#高炉制定适宜的热制度、造渣制度，为推行低硅生铁冶炼创造了条件。高炉日常操作中按照铁水温度≥1 450℃、w([Si])0.20～0.45 %、炉渣碱度范围1.150.02倍来进行控制。这样，在低硅冶炼条件下，炉渣的脱硫能力能够保持不降。2019年1～7月，玉钢3#高炉生铁平均w([Si])0.32 %，铁水平均温度达到1 482 ℃，在高硫负荷条件下，脱硫系数Ls仍达到36以上；生铁平均w([S])0.032 %，w([S])≤0.050 %达到98.5 %。达到了活跃炉缸的目的，整体上炉缸工作状态良好，热量均匀充沛。

3 高炉强化冶炼技术应用

3.1高风温                   

玉钢3^#高炉所配卡鲁金顶燃式热风炉，其工艺采用高炉煤气掺烧高发热值转炉煤气，空气、煤气双预热，废气余热回收利用等技术，具有结构简单、燃烧效率高、蓄热能力强、温度分布比较均匀、热工特性良好、送风风温高等优点。在高风温、高风压、高富氧的情况下，送风系统一度出现了局部过热、发红等现象，经过灌浆、浇筑等手段，逐步解决热风系统的安全隐患，为提高风温、强化冶炼措施提供了安全保障。随着2019年3月8日4^#热风炉的投入使用，充分发挥4座热风炉的优势，优化热风炉操作制度，采用交叉并联送风，风温由1 180 ℃逐步提高并稳定至1 230 ℃。风温的提高不仅提高了冶炼强度，带入炉缸更多的物理热量，使鼓风具有更大的动能，利于活跃炉缸中心，同时改善了煤粉喷吹效果。

3.2高顶压、大风量和高富氧

增加风量和提高富氧率是高炉实施强化冶炼的最积极因素^[3]，提高顶压有利于降低压差、改善透气性，同时也利于高炉接受更大风量和改善煤气利用。2019年3^#高炉开炉后，随着炉况的稳定逐步提高冶炼强度，历程为：3月份，风压由0.315 MPa提高至0.327 MPa，顶压由0.158 MPa提高至0.170 MPa, 富氧由8 000 m³/h加至9 000 m³/h，富氧率提高至4.52 %；4月份，风压提高至0.340 MPa，顶压高达0.183 MPa，富氧加至9 500 m³/h；5月份，富氧加至10 000 m³/h，高炉富氧率达到5.0 %以上；至6月份，平均风量提高至2 708 m³/min，日产高达到4 210 t，月均利用系数达到3.67 t/(m³.d)。

3.1加强炉前出铁管理，强化出铁

针对冶炼强度增加产量提高造成的铁口维护难度增大、炉前工作量增加，3^#高炉进一步规范炉前操作和加强炉前沟坝维护，从炮泥的使用、打泥量、铁口深度、角度、钻头直径大小、出铁间隔和时间等对出铁质量有影响的因素均作了相应明确的规定，并加大对潮铁口出铁、铁口跑泥等开、封炉门异常情况的考核力度。实践中根据具体情况选用合适的钻头，控制铁口深度2.8～3.1 m，出铁炉次17～18次/天，从生产实践看，保证了渣铁排出速度大于生成速度，实际出铁量与理论出铁量之差控制到了5 %以内，有效避免了渣铁排不尽对高炉炉外、高炉冶炼行程和炉内操作的不利影响，为强化冶炼下炉况稳定提供了有力的保障。

3.2强化设备管理

设备的可靠性和稳定运行是高炉顺行实现强化冶炼、高产稳产的物质基础，玉钢3^#高炉以设备运行“零故障”为目标，强化设备基础管理，推进设备精细化管理。不断深化设备包机点检制，优化设备检修周期，提高设备运行水平，将设备故障由事后抢修向预防检修方向推进。坚持以日常点检、包机到人、责任到人为中心，落实关键设备的隐患排查和管理维护工作。避免因设备故障造成的空料、慢风和非计划休风，安全、有序、高效的组织高炉生产，保持单系统生产的稳定顺行。2019年1～7月，玉钢3^#高炉实现慢风率为零，累计休风率仅为0.79 %，与2018年同比下降2.01 %。

4  强化冶炼的效果

玉钢3^#高炉通过严把高炉入炉原料质量关，对高炉基本操作制度和主要冶炼参数进行优化选择，充分发挥出4座热风炉的优势，应用高风温技术，并提高富氧、风量、顶压操作，加强炉前出铁和设备管理，实现了高炉强化冶炼下的长周期稳定顺行。2017～2019年7月，玉钢3^#高炉的主要技术指标和控制参数见表5。

表5  玉钢3^#高炉主要技术指标和控制参数

注：2018 年12 月 23 日至2019年1月20日停炉年检。

5  结语

（1）通过加强原燃料的监控和管理，加强筛分过程控制，建立原燃料质量和高炉炉况发展进程、参数控制跟踪管理分析制度，积极应对原燃料品种变化和质量波动，为高炉强化冶炼打下了坚实的基础。

（2）保障热风系统安全稳定的生产，是保障高风温的基础，也是保障高炉强化冶炼的基础，实现高风压、大风量、高富氧，是进一步提高高炉强化冶炼的有效途径。

（3）在摸索、改善、进一步提高强化冶炼的过程中，始终坚持“上稳下活”的操作方针，将炉缸活跃放在首位。结合高炉内、外部的各种条件变化，优化操作制度，安全顺畅的排放渣铁，保证了炉缸良好的工作状态和炉况的长周期稳定顺行。

（4）强化设备管理，保障设备平稳运行，是高炉实现强化冶炼的物质基础。

参考文献

[1]周传典.高炉炼铁生产技术手册[M].冶金出版社.2002:42-115.

[2]任立军，魏红旗.首钢京唐1号高炉强化达产实践[J].炼铁2010.29（3）:16-20.

[3]谢勇，黎玉新，黄海东.达钢3#高炉强化冶炼生产实践[J].炼铁2010.29（6）:59-60.