鞍钢3号高炉控制渣皮脱落措施的研究

鞍钢3号高炉控制渣皮脱落措施的研究

范崇强，王飞，李永胜

（鞍钢股份公司炼铁总厂，辽宁鞍山 114021）

摘要：在高强度的生产下，渣皮脱落成为限制三高炉进一步提高强度的主要因素。通过对闭路冷却能力、送风制度以及装料制度等几个方面进行调整，渣皮脱落的现象得到有效控制，高炉的各项指标有了进一步的提高。

关键词：渣皮脱落；冷却能力；送风制度；装料制度

1 概况

鞍钢三号高炉是2005年12月集团公司技术改造投产的串罐式无料钟炉顶，皮带上料的大型高炉。2010年三高炉经过大修后，通过逐步的调整，高炉的富氧量由16000m³/h提高到了23000m³/h，高炉的利用系数由2.2提高到了2.5。但是随着强度的逐步提高，特别是大富氧的生产条件下，边缘气流发展，而闭路冷却系统的冷却能力明显不足，三高炉闭路系统水温偏高，从而导致了冷却壁上渣皮不稳定，经常出现渣皮脱落的现象。而壁体温度波动，成为影响三高炉高强度生产的一个关键因素。经过逐渐的摸索研究后，通过对闭路冷却能力、送风制度以及装料制度等几个方面进行调整，三高炉的壁体温度逐步稳定，渣皮脱落的现象有了明显的减少，高炉的各项指标有了进一步的提高。

2 冷却水温对高炉壁体温度稳定性的影响

高炉炉体冷却壁内部特别是炉腹部位，主要靠在冷却壁上形成的渣皮进行工作。因此在冷却壁内部形成稳定的渣皮，是确保壁体温度稳定的一个重要因素。而冷却壁的壁体温度低是渣皮形成和稳定存在的必要条件，而温度较低的冷却壁表面，也为渣皮脱落后，在较短时间内的重新形成提供了保障。较低的冷却水温，有利于高炉冷却壁内部渣皮的形成和稳定。从图1可以看出，当水温较高的时候，渣皮容易脱落，造成系统水温差升高；而水温较低的时候，渣皮温度，系统水温差较低。

图1 三高炉闭路系统水温与水温差对比图

由于三高炉闭路冷却能力不足，造成闭路系统的整体水温偏高，特别是夏季外界气温较高的情况下，闭路系统的冷却能力相对下降，使得三高炉炉体水温高于正常水平，不利于渣

皮的形成和稳定。

3 大富氧对高炉壁体温度的影响

富氧量增加后，由于氧浓度的提高，氮气含量降低，单位生铁的煤气量减少，由于风量的减少，影响风口前焦炭回旋区的缩小，从而导致边缘气流发展。而当边缘气流过分发展时，对冷却壁的冲刷加剧，从而导致渣皮脱落，并且在短时间内难以形成稳定的渣皮。而渣皮脱落后，冷却系统水温升高，形成恶性循环。

长期以来，三高炉一直处于大富氧生产状态，边缘气流发展，容易出现渣皮脱落现象，这也是限制三高炉进一步提高冶炼强度的一个主要问题。

4 采取的措施

1）为解决三高炉炉体闭路系统冷却能力不足的问题，在2013年5月份三高炉年修期间，将炉体闭路冷却系统的空冷器由9组增加到了10组，提高对闭路系统水温的冷却强度，降低闭路系统的水温，从而达到提高闭路系统对冷却壁的冷却能力的目的。特别是在夏季外界温度比较高的情况下，增加一组空冷器对降低闭路系统的水温有着显著的作用。从图2可以看出，三高炉在2013年修以后，炉体系统的水温，明显低于2012年同期。

图2 2012年与2013年6—12月水温对比图

2）针对大富氧后容易出现的边缘气流发展、渣皮脱落等一系列问题，主要是通过送风制度和装料制度进行调整。由于大富氧后边缘气流发展，壁体温度波动，必须采取抑制边缘气流的送风制度和装料制度。三高炉在2013年6月份年修以前，32个风口中有14个直径为140mm，18个直径为130mm，风口面积为0.4542㎡；而在2013年6月年修后，将直径为140mm的风口个数减少为2个，其余30个采用直径130mm的风口，风口面积缩小为0.4288。通过缩小风口面积，提高鼓风动能增大风口回旋区来减弱边缘气流。与此同时，采取了增加边缘矿石比例，减少边缘焦炭比例，增加中心焦炭比例的装料制度，将气流引向中心，抑制边缘气流。表1为三高炉装料制度调整情况。

表1 三高炉装料制度调整情况

环位11 10 9 8 7 6 5 1

调整前的装料制度2 2 2 2 2 2 3

3 3 3 2 2 2

调整中的装料制度2 2 2 2 2 2 4 4 4 3 2 2 2

调整后的装料制度1 2 2 2 2 2 4.5 4 4 3 2 2 2

5 效果

通过提高闭路系统的冷却能力和抑制边缘气流两个方面进行调整，三高炉的渣皮脱落现象得到了有效的控制，从而为三高炉进一步提高强度创造了条件。从图3可以看出，在2013年6月三高炉年修后，氧量的使用有了明显的增加，而日产量也稳定在7800以上。

图3 三高炉2013年富氧量和产量变化图

6 结论

1）要控制渣皮脱落现象，冷却系统要有足够的能力来保证冷却壁内部形成稳定渣皮。

2）要保证渣皮的稳定，应避免边缘气流过分发展，抑制边缘气流并将气流引向中心。

3）对闭路冷却能力、送风制度以及装料制度等几个方面进行调整，其产生的效果是相辅相成的，应根据实际的生产情况对一个方面或者几个方面进行调整，以保证高炉的稳定顺行为原则，避免出现中心气流过分发展或者边缘过重的情况。