高炉冶炼过程操作分析

浅谈高炉操作

摘要：高炉操作是一项生产实践与理论性很强的工艺流程。本文介绍了高炉冶炼对原燃料（精料）的要求和高炉冶炼的四大基本操作制度（装料制度、送风制度、热制度、造渣制度）以及冷却制度的内容与选择；也介绍了高炉的炉前操作对高炉冶炼的影响，高炉操作的出铁口维护等内容；同时，还阐述了高炉冶炼的强化冶炼技术操作如高炉的高压操作，富氧喷煤操作（富氧操作、喷煤粉操作、富氧喷煤操作），高风温操作（风温对高炉的影响和风温降焦比等）等操作细节。本文介绍的内容对高炉冶炼都很重要，望与高炉的实际情况结合，减少高炉操作失误，从而使高炉冶炼取得更好的经济技术指标。

关键词：基本操作制度、冷却制度、炉前操作、强化冶炼

绪论：

中国是世界炼铁大国，2007年产铁4.894亿吨，占世界49.5%，有力地支撑我国钢铁工业的健康发展。进入21世纪以来，我国钢铁工业高速发展，新建了大批大、中现代化高炉。在当前国内外市场经济竞争更加激烈的情况下，各企业都面临如何进一步降低生产成本的问题。在高炉炼铁过程中，如何操作，改善操作，保持炉况稳定进行，降低消耗，提高经济效益是高炉工作者的一项重要任务。在遵循高炉冶炼基本规则的基础上，根据冶炼条件的变化，及时准确地采取调节措施。

一．高炉炼铁以精料为基础

高炉炼铁应当认真贯彻精料方针,这是高炉炼铁的基础.，精料技术水平对高炉炼铁技术指标的影响率在70%,高炉操作为10%,企业现代化管理为10%,设备运行状态为5%,外界因素(动力,原燃料供应,上下工序生产状态等)为5%.。高炉炼铁生产条件水平决定了生产指标好坏。因此可见精料的重要性。

1.精料方针的内容:

·高入炉料含铁品位要高(这是精料技术的核心)，入炉矿含铁品位提高1%，炼铁燃料比降低1.5%，产量提高2.5%，渣量减少30kg/t，允许多喷煤15 kg/t。

原燃料转鼓强度要高。大高炉对原燃料的质量要求是高于中小高炉。如宝钢要求焦炭M40为大于88%，M10为小于6.5%，CRI小于26%，CSR大于66%。一般高炉M40要求为大于80%，M10为小于7%，CRI小于30%，CSR大于60%。

·熟熟料比(指烧结矿和球团矿)要高。目前炼铁企业已不再追求高的熟料比，如宝钢熟料比为81%。增加高品位块矿，可有效提高入炉料含铁品位，有利于节能减排；减少造块过程中的能耗和环境污染。但我们认为熟料比不应小于80%。否则炼铁燃料比会升高。

·净即筛除粉末，保持炉料干净。粒度小于5mm的原料为粉末，无论是人造富矿或天然矿，含有粉末对高炉上部的透气性影响很大，粉末增多会导致炉况不顺，产量降低，焦比升高。我国一些先进高炉的入炉料经过多次筛分，使入炉料的粉末尽量少。

·稳即提高入炉矿石化学成分的稳定性，以保证高炉生产的稳定。矿石化学成分的波动会引起炉温、炉渣碱度和生铁成分的波动，从而破坏高炉的顺行，使高炉焦比升高，产量降低。另外“稳”也是高炉生产实现自动化的要求。

·匀即缩小原料粒度上下限的差别，保持粒度均匀。这样料柱透气性好，有利于高炉顺行，从而提高产量降低焦比。对于粒度相差较大的矿石要按粒度分级分别装入高炉。

·小即缩小原料粒度。矿石的还原过程是从表面向中心发展的，如果快度过大，当还原速度和炉料在炉内停留的时间一定时，就可能使矿石的中心部分来不及被气体还原，表面就已经软化了，从而引起直接还原度增加，导致焦比升高。缩小矿石的粒度对降低焦比具有积极意义。但粒度不能小于5mm因粒度过小会影响料柱透气性，使高炉炉尘增加。

二．高炉基本操作制度的选择

1 送风制度的选择

1.1送风制度

高炉炼铁是以风为本，要尽量实现全风量操作，并且要稳定送风制度，以维持好合理炉型，煤气流分布合理，炉缸活跃。

选择风量的原则：风量必须要与料柱透气性相适应，建立最低燃料比的综合冶炼强度在1.0~1.1t/m³·d的概念，是高炉炼铁节能降耗工作的重要指导思想。

冶炼每吨生铁消耗风量值（不富氧）（表1）

风机的选择为：送风量为炉容的二倍左右。目前中小高炉大多数是选择大风机。

1.2 固定风量操作

进行脱湿鼓风可使一年四季送风量均衡。

稳定操作制度，三个班的要求要统一，实行固定风量操作要求各班装料应装规定批数<±2批料。风量波动不大于正常风量的3%。

1.3 调剂风量的原则和方法

每次调剂风量要在总风量的3%左右，两次加风之间时间要大于20分钟，加风量每次不能超过原风量的10%。以透气性指数为依据进行调整风量。

一般炉热不减风。炉凉时要先提风温，提高鼓风温度，增加喷煤量，不能制止炉凉时可适度减风（5%~10%），使料速达到正常水平。

低料线大于半小时要减风，不允许长期低料线作业。

休风后复风一般用全风的70%左右（风压，压差不允许高于正常水平），待热风压力平稳或有下降趋势时才允许再加风，加风后的热风压力和压差不允许高于正常水平。

煤气流失常时，应以下部调剂为主，上部调剂为辅，上下不调剂相结合。

1.4 不同容积高炉风速和鼓风动能的选择 (如下表2)

鼓风动能低一些，但也有相反情况，富氧后，风速和鼓风动能均要提高，冶炼铸造铁的风速和鼓风动能比炼钢铁低。

长风口比短风口风速和鼓风动能均低一些。风口数目多，鼓风动能低，但风速高。矮胖多风口高炉，风速和鼓风动能均要提高。

随高炉炉容的扩大（生产中后期），风速和鼓风动能均要增加。一般情况下，风口面积不宜经常变动。

2.装料制度的选择

高炉煤气流合理分布取决于装料制度与送风制度的相互配合。装料制度优化可使炉内煤气分布合理，改善矿石与煤气接触条件，减少煤气对炉料下降的阻力，避免高炉憋风，悬料。提高煤气利用率和矿石的间接还原度，可降低焦比，促进高炉生产稳定顺行。

2.1 装料制度

装料制度包括：装料顺序，炉料批重，布料方式，料线等。

2.2 炉顶设备装料方式

正同装 OOCC↓正分装 OO↓CC↓半倒装 COOC↓

倒分装 CC↓OO↓倒同装 CCOO↓

大钟倾角一般为50~53°，大钟行程一般为400~600mm。

加重边缘装料的影响：由重到轻，

正同装→正分装→混同装→半倒装→倒分装→倒同装。

2.3 无料钟炉顶设备

一批料，流槽旋转8~12圈，矿和焦的α角差为2°~4°。

α0 = αc + (2°~4°)

可实现单环、多环、扇形，螺旋布料，定点布料，中心加焦。大高炉可选择α角12个档位。

无料钟布料易形成的料面：周边平台和中心漏斗，促进边缘和中心两股气流共同发展。a布料效应

使用不同炉料，加重边缘效应为

天然矿石→大粒度球团矿→小粒度球团矿→烧结矿→焦炭→小粒度烧结矿

石灰石要布到中心，防止边缘产生高粘度的炉渣，使炉墙结厚。