浅析首钢2号高炉炉缸工作状态

摘要本文浅析了首钢2号高炉的炉缸工作状态及其影响因素，以炉缸工作活跃指数来指导高炉操作，使炉缸工作保持活跃，在此基础上2号高炉实现了高煤比下的顺稳生产与炉缸长寿。

关键词高炉炉缸工作出铁

The simple analysis of furnace hearth operating mode in Shougang No.2 BF

Zhang Heshun Ma Hongbin

(Shougang Ironmaking Plant)

Abstract This article simply analyses the furnace hearth operating mode in Shougang No.2 BF and some factors which affect the furnace hearth operating mode. Furnace hearth operation retains active by activity index of furnace hearth operation governing blast furnace operation. So No.2 BF achieves the smooth operation and stabilization, and furnace hearth achieves long life.

Key words BF furnace hearth operating iron tapping

1.前言

高炉顺行稳定生产要求炉缸工作活跃，中心死焦堆具有足够的透气性和透液性，炉缸环流减弱。若炉缸中心死焦堆透气性和透液性差，铁水积聚在炉缸边缘，在出铁时易形成铁水环流导致炉缸内衬局部出现象脚侵蚀，引发炉缸局部过热及炉缸烧出等事故。炉缸中心死焦堆透气性和透液性差，大量渣铁滞留在死焦堆中导致炉缸初始煤气难于渗透到中心，破坏炉内煤气分布，影响高炉炉内顺行及经济技术指标。因此，在高炉操作方面要采取活跃炉缸中心死焦堆的措施，保持适当的炉缸炉底及侧壁温度，维持活跃的炉缸工作状态。

首钢2号高炉2002年5月开炉，有效容积 1780m3，24个风口，炉身下部、炉腰、炉腹安装三段铜冷却壁，先后装备了高炉基础数据采集系统、炉缸侵蚀模型等先进设备及软件，完善的监测设备为客观分析高炉冶炼进程提供了数据基础。本文结合首钢2号高炉的冶炼经验，以2号高炉150天生产的各项高炉冶炼参数为基础，浅要分析2号高炉炉缸工作状态及其影响因素，寻找不同高炉之间炉缸工作状态的普遍规律。

图 1 高炉经济技术指标随时间推移图

2.炉缸工作状态的关键影响因素

2.1.送风制度

鼓风离开风口时所具有动能，在风口前端形成一个疏松的椭圆形区间，焦炭在这个区间进行回旋运动和燃烧，回旋区的形状和大小决定着炉缸初始煤气的分布。回旋区的深度越大，煤气越向中心扩展，炉缸径向的温度匀一性越好，这使炉缸中心保持一定的热度，控制中心堆积的焦炭数量，维持死焦堆良好的透气透液性能，避免因下落的渣铁滞留在死焦堆中影响煤气向中心的渗透。回旋区中的传热传质过程，不但影响风口燃烧温度和煤气的分布，而且影响炉缸内渣铁的温

度和铁水质量，因此送风制度从根本上决定了炉缸工作状态，维持尽量大的动能以尽量扩展回旋区深度，这对于保持炉缸工作状态活跃至关重要。

2.2.装料制度

装料制度通过改变炉料在炉喉径向的分布状态来调整煤气在径向各点的流速，从而达到高炉顺行稳定的目的。在上部固体散料层，由于焦炭对煤气产生的阻力要比矿石对煤气产生的阻力小得多，煤气在径向位置上主要沿着矿焦比小的路径上升，或者说煤气沿这一路径的上升速度最快、煤气利用最差。但煤气的上升速度不能无限制的增加，否则会导致固体散料层的流化，出现管道行程，破坏炉况顺行。炉况顺行被破坏后，煤气利用率急剧降低造成渣铁热度下降、流动性变差，或者管道行程造成塌料使未充分分离的渣铁落入炉缸，继而未充分分离的渣铁在炉缸继续大量吸热进行分离，这都导致炉缸工作活跃程度下降。装料制度的主要作用是针对炉缸初始煤气的分布状态，控制中心与边缘煤气的流速，维持炉况顺行、提高煤气利用，装料制度不合适造成中心与边缘煤气的比例失衡后，极易导致炉缸工作状态不活跃。

2.3.原燃料质量

原燃料质量对炉缸工作状态的影响体现在：一方面焦炭高温冶金性能差导致炉缸死焦堆中的焦炭粒度过小、透气透液能力下降，下落的渣铁不能迅速透过死焦堆渗透到炉缸底部，渣铁易滞留在死焦堆中；另一方面因原料化学成分而导致的炉渣高Al2O3、高碱度现象使渣铁流动性下降，增加了渣铁的渗透难度，也使渣铁易滞留在死焦堆中；第三方面原燃料化学成分、冶金性能的不稳定导致炉缸热度的变化，低温渣铁流动性下降，这些都将导致炉缸工作活跃程度下降。3.炉缸状态

3.1.炉缸结构

2号高炉内衬采用国产耐火材料，炉缸炉底砌筑结构采用“小块热压炭砖－陶瓷杯组合内衬技术”砌筑，炉底采用大块刚玉莫来石陶瓷垫，在炉缸和炉底热应力、铁水冲刷侵蚀、碱金属侵蚀严重的区域采用了小块热压炭砖。满铺炉底和炉缸环形炭砖采用半石墨质大块炭砖，炉底最上一层满铺炭砖采用优质微孔大块炭砖，炉底采用水冷。风口组合砖采用稳定性和整体性好的大块棕刚玉组合砖。

图 2 2号高炉炉缸结构

3.2.炉缸清理后的状态

2008年2号高炉停炉检修99天，8月7日-8月20日2号高炉清理炉缸，底部清理至死铁层，底部平面距离风口中心线4.0m，炉缸侧壁清理至仅剩原有的渣铁保护层，约0.4~0.5m厚。炉缸清理过程中发现，风口中心线至其下部2.5m，炉缸内部主要为松散的焦炭，圆周炉缸碳砖上附着渣铁保护层，在渣铁保护层与焦炭之间有一层粒度很细的焦炭粉末，其中夹杂着纯铁、渣子，风口中心线下部2.5m至4.0m，渣铁与焦炭相互粘结在一起，成为大块粘结物，其中的渣铁主要以渣为主，含少量的铁，越靠近死铁层，焦炭的劣化程度越高，至死铁层处，焦炭已经无法分辨原有形状。

3.3.炉缸理想状态