王宏强 （长治市方圣喷吹技术有限公司）
摘 要：当今高炉喷煤比占总燃料比例逐步由20%提高到40%，如此高比例的煤粉直接在风口前燃烧汽化，不仅彻底改变了回旋区焦炭的燃烧进程，而且对煤气流的分布、炉料的运动产生巨大的影响，煤粉均匀喷吹不能不引起高炉操作者的重视，均匀喷吹不仅仅是单位时间内喷入高炉的煤粉的速度、数量均衡，更应该注重的是分配到每根支管到每个风口的煤量、速度均衡，后者往往被忽视。 关键词：煤粉、均匀喷吹、高炉、冶炼
随着高炉冶炼技术的不断进步，高炉煤比逐步提高，喷煤占总燃料比例逐步由20%提高到40%，如此高比例的煤粉直接在风口前燃烧汽化，不仅彻底改变了回旋区焦炭的燃烧进程，而且对煤气流的分布产生巨大的影响。近年来，随着喷煤技术的进步，一键智能喷吹逐步在高炉普及化，这对定时定量准确喷煤及减少人力成本起到了较大的作用。而煤粉均匀喷吹不仅仅是单位时间内喷入高炉的煤粉的速度、数量均衡，更应该注重的是分配到每根支管到每个风口的煤量、速度均衡，后者往往被忽视，但它确实是均匀喷吹的本质。对分布在高炉的每个风口，我们在强调鼓风均匀的同时，往往却忽视了煤粉的均匀喷吹。笔者走访过国内许多钢铁公司的大小高炉，吃惊的发现有近六成以上的高炉或多或少都存在有一个或多个风口长时间不喷煤的情况，有的是因为风口漏水后在养护期间不喷煤，有的是喷枪的角度不正，怕煤线磨着风口不喷煤；有的是支管或煤枪堵了不喷煤。不喷煤的风口时间有十天半个月，也有几个月或半年以上的，这些现象对高炉的长期稳定、低耗运行产生的隐形的巨大影响往往被管理者忽视，进而成为高炉精细化管理的盲区。 这座高炉常年煤气流分布不均，料面有火的区域料面高，而对面无火的区域料面低，经常伴随小滑尺、崩料现象，炉况稳定性差，燃料比相对较高。同样在这座高炉旁边有一座和该高炉一模一样的高炉，其配置、原燃料、料制、矿批都基本一样，也是在同样的部位，出现同样的反应，这就让人不能不怀疑其共同的某个环节出现了问题，经过调查发现，这两座高炉共同的特点就是炉台喷煤的分配器都布置在风口平台上5米的平台一测，正好风口在料面有火区域的一测，从分配器出来的各个支管明显的没有做等长设计，就近安装，这样煤粉到达各个喷枪的距离差距很大，而且分布在支管的拐弯处也不一样多，阻力损失相应差距就大不一样，这就造成靠近分配器近测的风口喷煤量大于远端的风口，远端的风口因为煤量少，在风量、氧量基本相同的情况下，煤量少的自然就多燃烧焦炭，煤量多的自然就少燃烧焦炭所以距分配器较远的一侧料下的比较快，料面低，区域风口的铁产量高。这就是出现以上料面偏料的主要原因。为了高炉能够均匀喷吹，该公司特别对该高炉分配器出来到达各风口的支管做了等长、等阻力设计改造，该高炉的生产稳定性大大改善，下面图是改造完毕后料面： 据调查，这一现象在国内许多高炉都有类似的情况发生，尤其是单一分配器的高炉。不均匀喷吹还有另外一种情况对高炉影响更大：一个（或几个）风口断煤，更有甚者是谋个风口长期不喷煤，极端情况表现在有两个相邻、相近的风口断煤现象发生。就会导致高炉经常性的偏料、小管道、局部气流出现，严重了会周期性的滑尺甚至崩料。从理论上讲，单一风口停煤对高炉有多大的影响呢？以下引用马丁·戈德斯的计算加以说明： 
一个风口停喷煤，则该风口的产量将增加为230%，可见对高炉的影响之大啊！在国外许多大型的高炉喷煤系统，从分配器到各个风口的支管上装有煤粉流量计及陶瓷调节阀，可以根据流量的反馈自动调节分配到每个支管的煤量，但这些装备多数为进口设备，比较昂贵，而目前国产的流量计及调节阀质量还有待验证，所以没有得到普及。但从安装设计讲，日本的高炉大多数分配器都放在高炉炉顶平台或者距离风口区较远的高炉平台，通过拉大支管总长度来缩小从分配器到每个风口的相对差距，同时在设计上考虑了等距离、等阻力设计。我国已经有一些大高炉也做到了这样的布局，比如由中冶京城设计的乐亭钢铁三座3200M3高炉。而有的2000M3以上的高炉则采用双分配器+等距离+等阻力设计实现了均匀喷吹。 
现有的高炉喷煤系统因为原设计的缺陷，可能喷吹压力、平台的位置等限制动起来麻烦一些。笔者提供一种简单的思路供参考：2000M3以下的高炉因为风口数目少，大多数原设计都是一个分配器，可以将分配器移到炉顶平台，等距离容易走管；也可以分配器不动，支管延高炉圆周做等距离等阻力绕行实现等距离等阻力布管；（见图四） 
2000M3以上的高炉，炉缸直径大，风口数目多，建议设计双分配器，并且布置到炉顶平台（封闭棚之外好维护），且考虑齐数、偶数风口配置，但需要强调一点，不管是总管二分配器还是炉前总分配器，一定要安装规范才能确保均匀喷吹。（见图五）
结语 煤粉的均匀喷吹要从分配器、支管到喷枪的设计、安装着手，每个环节都要规范；大中型高炉可以考虑加装支管流量计、陶瓷调节阀来实现精准控制；煤粉的均匀喷吹对高炉长期稳定运行至关重要，不应该成为精准操控管理的盲区。
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