提高顶压操作探索

炼铁厂3#高炉提高顶压实践探索

宋会召

摘要南阳汉冶特钢有限公司炼铁厂3#高炉，自2008年12月7日开炉后，经过两年的操作实践和摸索，在外出对标学习后，最终确立了大风量、高顶压操作技术，并摸索出适合与之配套的各项工艺操作参数，使高炉的技术经济指标逐步转好，逐步实现高炉的高产低耗的目标，高炉各项经济技术指标均达预期目的。

关键词高炉顶压经济运行

1概况

南阳汉冶特钢有限公司炉容为1530m3，于2008年12月7日点火。该高炉采用了长寿高炉本体、24个风口、双铁口、铜冷却壁、陶瓷杯综合水冷炉底、自动化皮带上料、低压脉冲干法除尘、卡鲁金热风炉、嘉恒法处理水渣等多项先进工艺。

在高炉开炉后，由于之前我们的操作人员对大高炉的操作缺少足够的操作经验和操作实践，在开炉初期及之后的一段时间，高炉利用系数一直在2.5左右徘徊，高炉的风量、风压、顶压使用都较低，高炉冶强一直没有达到上限，高炉产能始终没有达到预期目标。

自2012年开始，公司多次组织炼铁厂相关人员到先进企业对标学习，对标学习后，炼铁厂在高炉炉况顺行的前提下，通过调整各种操作参数，主要表现送风参数、装料制度、热制度，实现压力突破，提高风量，提高顶压、提高冶强等措施来降低煤气流速、改善煤气利用，最终达到高炉高产、低耗的目标。

表1 主要经济技术指标

年份

产量

（t）

利用系数

（t/m3.d）

入炉焦比

（kg/t）

冶强

(t/m3.d)

风压

（KPa）

风量

（m³/min）

顶压

（KPa）

2009年3166.53 2.07 429.17 0.94 340 3350 170 2010年3234.45 2.11 405.05 1.10 340 3350 170 2011年3794.15 2.45 391.17 1.18 320 3250 175 2012年3895.87 2.55 380.14 1.30 355 3450 185 2013年1月3863.69 2.53 376.02 1.28 330 3246 180 2013年2月4008.97 2.62 369.56 1.32 340 3305 188 2013年3月4000.83 2.61 366.25 1.32 335 3250 190

2提高高炉顶压课题的确定及实施

我厂高炉的设计属于矮胖型高炉，高炉边缘气流容易发展，加之我厂使用的焦炭全部为外购焦炭，焦炭质量不稳定，高炉容易出现管道、悬料、炉墙结厚等失常现象，2009-2010年高炉经过不断调整送风参数，最终确保了高炉的顺行，高炉顶压最终使用在170KPa，一直不敢上攻顶压，高炉一直不能经

济运行。2012年3月份炼铁厂高炉技术人员到同行业先进企业进行对标学习，发现我高炉目前的参数特别是高炉顶压与同级别的高炉相差甚远，长期的低顶压不仅造成了发电量的减少，最重要是导致高炉煤气利用变差，对高炉降低燃料比和提高产量影响至关重要。

2012年4月份开始成立了以高炉车间主任为组长的高炉提顶压攻关小组，通过分阶段实施，逐步将高炉顶压提高到210KPa。

第一阶段(4月1日-20日)，炉顶压力按照每天提高1Kpa的指导思想提高至185Kpa；

第二阶段(4月20日-5月1日日)，炉顶压力提高至190Kpa；

第三阶段(4月20日-30日)，炉顶压力提高至195Kpa；

第四阶段（5月1日-5月31日），顶压提高至205Kpa；

第五阶段（6月1日-6月30日），顶压提高至215Kpa；

在提顶压的同时，高炉采取了相应的操作措施，由于高炉顶压提高对高炉中心气流进行适当抑制，为确保高炉中心气流，高炉采取提高风量至3450m³/min，风口面积由原来的0.2388㎡缩小至0.2317㎡，提高风速，确保吹透中心，同时采取增加边缘负荷，减少中心焦环数，保证中心不过吹，加大矿石布料角度，减少中心矿石量。

外围关注好入炉物料变化、送风装置、炉顶设备、和炉前出铁变化，高炉操作上做好炉温、碱度、物理热的控制，为高炉提高顶压创造良好的条件。

3高炉高压操作各参数的调整

3.1送风参数调整

高炉风口回旋区对冶炼过程起十分重要作用，是高炉初始煤气分布的七点，它的形状和大小决定高炉煤气的一次分布，对高炉炉缸工作状态有着重要影响。为此，高炉操作人员结合高炉实际情况，对风口布局进行调整，选择合适的送风面积，之前高炉面积一直在0.2388㎡以上，风口采取ø120mm和ø110mm 布局并采用斜4°风口，由于风口面积大，且高炉风量使用较低，造成高炉风速偏低，鼓风动能一直偏小，炉缸活跃程度和热量不稳定，仅能维持高炉顺行。2012年开始，风口面调整为0.2317㎡，开始尝试使用风量，在2012年4月份风量由原来的3150 m³/min提高到3450m³/min，风速至245m/s，由于风量增大后，与之匹配参数不合理，造成高炉运行过程容易出现管道和中心过吹现象，在逐步提高顶压的强化的过程中，继续对风口面积、风速、和鼓风动能进行调整，在6月份随着高炉风量用至3500-3600m ³/min，风速进一步增加，对风口面积进行调整，即18个ø110mm+6个ø120mm，风口面积由原来的0.2317㎡调整为0.2388㎡，标准风速保持在250m/s，高炉顶压增至210KPa，炉缸工作有显著提高，铁水物理热充足，基本维持在1480-1500℃，初始煤气流得到合理分布，炉缸活跃程度增加，高炉顺行程度和经济指标明显提高。

随着顶压的提高也相应的增加了风量，延长了煤气在炉内停留时间，改善煤气利用，促进了间接还

原，有利于高炉的稳定顺行和焦比的降低，风量增加和炉型稳定，又为高炉减少波动创造了条件，从而形成了高炉操作中的良性循环。

3.2装料制度优化

高炉开炉以来对料制进行不断的摸索，最终长期形成了中心加焦的布料模式，即3#高炉在开炉之前结合设计院和公司现有的原材料采购现状，确定了烧结（75%）+球团（15%）+块矿（10%）的入炉结构。由于焦炭品种频变及含水量的不稳定，通过生产实践最大矿批确定为38t,料制在开炉及复风时使用C222222876541

O343765，矿批25t ，为了进一步引导气流和稳定炉况，料制分别改为C222222876541 O443765 、C222222876541

O14438765

、C222222876541

O1333187654

，通过对料制的变动发现，对流的引导并没有达到预期的效果，反而气流更加紊乱，逐步将矿批扩大到28t 、30t 、32t ，在2011年之前矿批基本保持在38吨，料制形成了C

222213

876541

O

13322

98765中心加焦的布料方法，此方法大大提高上部块状带的透气性，使软熔带形状分布趋于倒V 型合

理分布，有助于高炉风量的提升和抵抗外围变化，但随着高炉逐步的强化，中心加焦也带来了煤气利用变差，燃料消耗较高等不利于高炉经济运行的因素，为此随着高炉风量的增加，逐步采取了去中心焦的布料方法，在2012年4月中下旬将中心的3环焦炭去掉一环，十字测温中心温度变化不明显，保持在300℃左右，随着风量和顶压的进一步增加在6月中旬将中心焦全部去掉，矿焦统一外移一档，同时，为与大风量、高顶压相匹配矿批由原来的38吨增加到45吨，通过以上调整，高炉中心气流得到保证，边缘气流受到适当抑制，煤气利用率提高到49%以上，在保证高炉顺行的同时降低了燃料消耗。高炉技术参数见表2

表2 3#高炉2012年对标提顶压后参数变化及指标

日期

产量 （t ）

系数 （t/m 3.d ） 焦比 （kg/t ） 煤比 （kg/t ） 矿批

（t ） 风量

（m³/min ） 风口面积 (㎡) 风速 （m/s ） 顶压 （KPa ） 2012年1-3月 3907.82 2.55 393 133 40 3107 0.2317 220 172 4月1-20日 3994.73 2.61 386 134 41 3220 0.2317 225 180 4月21-30日 4337.13 2.83 381 137 42.5 3448 0.2317 244 197 2012年5月 4139.13 2.71 382 139 42.5 3433 0.2317 240 200 2012年6月

4374.69

2.86

374

145

45

3551

0.2388

247

208

4高炉高压操作带来问题

4.1设备问题。高炉提高顶压后，整个高炉生产系统的压力上升，直接使设备承压和密封受到挑战。3#高炉在提顶压的过程就曾出现炉顶下密封漏气造成高炉休风，热风炉送风管道末端波纹膨胀节开裂，高炉紧急休风事故，送风装置好热风炉送风系统承压和密封出现跑漏现象，这些都需要高炉操作者需要考虑，是制约高炉顶压提升的瓶颈。

4.2风温问题。随着高炉顶压提高，高炉的风量的也随之增加，使热风炉的送风能力受到限制，高炉风温的不足与喷煤的提高是面临的首要矛盾。