天钢3 200 m3高炉操作技术优化

姚红新 杨晓栋 张国忠 徐巍 （天津钢铁集团有限公司炼铁厂,天津 300301)

天钢3 200 m3高炉操作技术优化

姚红新 杨晓栋 张国忠 徐巍 （天津钢铁集团有限公司炼铁厂,天津 300301)

天钢3 200 m3高炉开炉后一直处于低水平冶炼状态，为改变这种状态，学习了宝钢的先进经验和操作理念，通过主抓精料、探索适合天钢高炉的装料制度、提高炉顶压力和高炉整体压差、富氧大喷吹和加湿鼓风等强化措施，取得了较好的冶炼效果，促使天钢3 200 m3高炉各项冶炼指标处于全国前列。

高炉 强化冶炼 焦炭 精料 风温 操作 优化

1 概况

由中冶京诚工程技术有限公司设计的天钢3 200 m3高炉炉型为矮胖型，高径比为2.15，共32个风口，4个铁口，铁口夹角为39.375°。炉底采用水冷炭砖炉底、炉缸采用陶瓷杯等先进技术，炉体为全冷却壁设计薄壁炉衬，其中炉腹、炉腰及炉身下部共5段铜冷却壁。冷却系统采用软水闭路循环冷却，炉顶为PW公司串罐式无钟炉顶，INBA法水冲渣工艺，及4座俄国卡鲁金顶燃式热风炉等先进设备。2006年5月2日，3 200 m3高炉送风点火开炉投产，开炉顺利，但一直维持较低冶炼强度。2009年邀请宝钢专家组专家来2#高炉帮助调整炉况，同时派炉内操作人员到宝钢学习、交流，经过近一年的反复学习、摸索，汲取炉况波动的经验，结合宝钢先进的操作理念和天钢自身的原燃料条件，摸索出了一套适合天钢原料特点的高炉操作制度，使3 200 m3高炉2010年各项技术经济指标大幅度改善，打破了3 200 m3高炉长期处于低水平生产并且容易波动的局面，保证了炉况长期稳定顺行。

2 强化冶炼措施

2.1 抓好精料工作

（1) 抓好焦炭筛分

焦粉入炉过多会影响高炉整体料柱的透气性，致使压损过高，影响风量的增加，不利于高炉长期顺行。3 200 m3高炉加强入炉料的管理，2010年2月份，焦炭预筛分投入，减少了高炉焦筛的筛分压力，入炉粉末明显减少。同时对焦筛进行改造，焦炭筛网从28 mm到现在25 mm。焦筛改造后效果比较明显，使槽下焦炭原先小于25 mm大约占25%，到现在大约占5%。为了充分利用好当前的焦炭，高炉增加对小焦炭的用量，入炉小焦丁比从20 kg/t增加到30 kg/t。结果证明，加大对焦炭的分级入炉，有利于改善料柱的透气性和透液性，降低料柱压差，使高炉顺行、稳定。高炉焦炭和矿石仓均为双层筛网，通过增加下料闸门，可以控制料流的大小，既满足了生产供料量，又使炉料充分通过双层筛网，保证筛分效果。中控程序上通过排料延时的方法，使入炉料混匀，减少了原料入炉时的边界效应。严格控制焦炭粉末率，对焦炭槽下振动筛要求每班进行四次清筛工作，减少焦粉入炉。

（2) 烧结矿实行T/H值管理

对高炉入炉料进行精细管理，确保精料入炉。通过控制下料闸门及加装料流挡板等措施，控制烧结矿的过筛量，保证烧结矿的充分过筛效果。要求烧结矿的T/H值（小时过筛量)＜120，在中控室电脑增加了实时曲线图，并纳入全员投入产出管理进行考核;每天对筛分情况进行抽查，并抓好筛网的清堵工作，使筛分率提高，降低了入炉料的粉末。

（3) 优化炉料结构

为降低吨铁成本，对高炉采取了合理的炉料结构，同时兼顾高炉顺行情况，在减少球团的同时，增加块矿的使用量，提高入炉品位，减少渣比。炉料结构为：烧结矿75%（最低)+乌球13%+块矿12%，充分保证入炉品味大于57%。在造渣制度上，由于原燃料经常变化，尤其烧结的变化较大，工长每班最少看料两次，密切关注焦炭水分和烧结矿的变化，烧结碱度波动大时，及时进行校料，保证炉渣碱度的稳定。同时，关注渣中Al2O3的变化，在渣中Al2O3高时，Al2O3上升到16.5%，保证高炉充足的热量以利于渣的流动性，同时关注MgO的变化影响。

（4) 提高原料进厂质量

2009年，公司原料部对焦炭质量严格考核，炼铁厂生产技术科对焦炭监督取样，焦炭各种指标与2009年相比有了较大的变化，冷热强度的提高也为高炉技术的攻关奠定了基础。2009年5月份后，公司购买了优质的卡拉加斯矿粉，使得烧结矿品位及融滴性能有了大幅提高，使得烧结矿品位在2009年8月份后突破了57%，在2010年2月份出现了58%。入炉品位的提高使得渣铁比大幅下降，促进了高炉料柱的透气性，为高炉强化冶炼奠定了坚实的基础。

2.2 提高压差，加大风量

高炉操作观念对炼铁技术的进步起着十分重要的作用，决定了高炉操作者在所允许的范围内能采取的措施和调节的方向。以前受原燃料条件等其它因素的制约，3 200 m3高炉一直维持低水平顺行的思路，通过与宝钢专家的交流，意识到高炉需要在一定的高强度上才能保证长期稳定顺行。2010年初对3 200 m3高炉进行了大胆尝试，突破原来的操作思维，采取了许多有益于强化冶炼的措施。

以前为了防止心压差过高引起炉况不顺，探尺走不好甚至引起悬料，经常将压差控制在160 kPa左右。2010年初改变传统观念，在保持炉况稳定顺行的基础上，将压差提高到185 kPa以下，控制并维持在上限，炉况整体上保持稳定顺行。压差提高后，风量由原来的5 900 m3/min增加到现在的6 200 m3/min，提高了入炉的实际风速和鼓风动能，保证了中心气流的稳定，促进了炉缸的活跃，另一方面也有利于煤气流的合理分布。风量加大、料速加快使产量又上了一个台阶。

2.3 提高炉顶压力

根据理论计算，炉顶压力每提高0.01 MPa，可增加冶炼强度2%左右，提高炉顶压力，高炉工作空间压力也随之提高，煤气体积缩小流速降低，压差损失也随之降低，从而促进高炉顺行。3 200 m3高炉在设备允许的范围内逐步提高炉炉顶压力。高炉在强化冶炼的过程中,炉顶压力从原来的220 kPa提高到235 kPa，进一步提高了高炉煤气利用率，为强化冶炼奠定了基础。

2.4 合理的上下部调剂

2009年3 200 m3高炉炉况一直不稳定，邀请宝钢专家组来3 200 m3高炉帮助调整炉况，下部调剂利用休风机会将原来8个ø140 mm的风口全部换成ø130 mm的风口，缩小了风口面积，提高了标准风速和鼓风动能，保证中心气流的稳定。调整前和调整后参数对比见表1。最初上部采取宝钢无中心加焦的装料制度，见表2，炉况一直处于波动状态，经常造成管道和悬料。后结合宝钢先进的操作理念和天钢自身的原燃料条件，摸索出了一套适合天钢原料特点的高炉装料制度，见表3，基本上确立了边缘平台+中心漏斗+少量中心焦的布料模式。同时引进宝钢高炉各项操作参数，尤其是Z、W、Z/W值对两股煤气流的匹配起到了关键的作用。在保证中心煤气流的基础上采用了大矿批增加料层厚度，并适当抑制边缘气流的布料制度，获得了合理的煤气流分布，炉况基本能保证稳定顺行。当然，生产工作在不断进行中，影响炉况的各种因素也在不断变化中，操作制度也不是一成不变的，要在生产实际中根据不断变化的实际炉况，不断改善、完善现有的操作制度。

表1 调整前后参数对比

表2 宝钢装料制度

表3 天钢现装料制度

2.5 高富氧大喷煤、高风温和加湿鼓风相结合

富氧大喷吹是高炉强化冶炼的重要标志。天钢3 200m3高炉喷煤系统采用新型总管+分配器，浓相输送煤粉浓度监测等新技术设备，实时监测每根煤枪的喷煤量，发现有赌枪的情况及时处理。既提高了喷煤量，又使煤粉在高炉内均匀分布，有利于煤气流分布合理，保证了高炉的稳定顺行。2009年，天钢3 200 m3高炉逐步提高风温的使用水平，4座卡鲁金顶燃式热风炉采用空气煤气双预热系统，保证了稳定的高风温操作，实施快速烧炉法，增加换炉次数，保证高风温。2009下半年开始给高炉装上加湿设备，同时认识到鼓风加湿的重要性，为高富氧后维持稳定的风口前理论燃烧温度创造了条件，并按照风口前理论燃烧温度的合理范围操作鼓风湿度。以上先进的设备为高炉强化冶炼提供了保证，3 200 m3高炉逐步将煤比提高到150 kg/tFe，富氧率达到3%的水平，风温基本维持在1 200℃。2010年4月，3 200 m3高炉主要操作指标创开炉以来历史最好水平，实现了高效炼铁的技术效果，见表4。

2.6 保护合理的操作炉型

合理的操作炉型是高炉顺行的保障，操作炉型不规矩，高炉难以维持顺行，更不利于技术指标的创新。3 200 m3高炉强化后尤其重视炉型的管理，强化后边缘气流容易发死，通过装料制度调整控制合适的边缘温度，防止铜冷却壁波动造成渣皮脱落破坏炉型，同时又要预防炉墙结厚造成炉况波动。高炉休风装料采取了宝钢的高炉休风减矿管理模式，休风减矿率的选择应根据具体休风的时间长短，做到认真、谨慎、合理，否则减矿率过高会造成不必要的成本上升而且复风后炉温高，[Si]长时间降不下来，炉墙脱落，高炉整体热量上升，引起冷却壁破损。而减矿率过低会造成炉缸亏热，送风后炉温低下，影响顺利加风，进一步影响产量。2010年，3 200 m3高炉打破了以前长时间休风大幅度提高焦比的方式，为长时间休风快速恢复炉况提供了保障。通过以上措施，3 200 m3高炉操作炉型得到了控制，强化冶炼得以顺利进行，促使高炉各项技术指标更上一个新台阶。

表4 天钢3 200 m3高炉2010年1～6月主要技术指标

各种措施的实施相互制约又相互影响，压差和顶压的提高促使入炉风量加大，保证了炉缸的活跃性，同时煤气量增大有利于炉墙的冲刷，保持了合理的操作炉型。高富氧和大喷吹有利于降低焦比，同时下料速度加快，下料速度加快对炉墙结厚也有一定的抑制作用。适宜的风口面积会在一定程度上抵消原燃料变化影响和其它不利因素给高炉带来的波动。以上各种措施相互促进，保证了3 200 m3高炉长期稳定顺行。通过操作技术优化，3 200 m3高炉指标取得了质的飞跃，特别是产量实现历史性突破，焦比、煤比、燃料比等主要技术指标处于国内领先水平，见表5。

3 经验总结

3.1 严格控制压差在规定范围内，禁止长时间高压差操作，压差控制以调整气流为主，摆脱以前炉况波动就提焦比的思想，用调整上部料制来适应当前的原燃料的变化对高炉的影响。

3.2 保证充足的热量是一切调整和顺行的基础。现在纠正了以前靠低炉温维持顺行的思想，铁水温度都控制在1 510℃以上，同时控制好适宜的碱度，出现变化及时调整，减少高炉波动。

表5 天钢3 200 m3高炉前后的主要操作参数比较

3.3 在操作理念上，摆脱之前低水平维持顺行的思路，意识到高炉需要在一定高的强度上才能保证长期稳定顺行。

3.4 在管理上，统一四班操作，从作业区到各班工长现在已经意识到高炉风量需要维持在一个较高的水平。目前的平均风量已达到6 200 m3/min，比以前上升约300 m3/min。各班工长都具有较强的加风意识，在作业区制定风量目标，尽量达到目标风量。在操作上，作业区放开管理，工长的操作空间进一步扩大，对工长的水平提高有很大的作用。

3.5 在产量上升的过程中，吸取了以前的经验，严格控制铁口深度、出铁正点率，杜绝出现因为炉前出铁影响高炉顺行的情况，为高炉的进一步上强度创造了条件。

4 存在的不足

4.1 炉况到目前为止仍在不断调整过程中，在上强度的过程中仍有一些问题需要解决。现在的原燃料对应3 200 m3高炉仍不适应，煤气利用在45%～46%还可以承受，若要再上指标，进一步降焦比、提煤比需要原燃料的改善来支持，对高炉顺行和进一步控制成本有影响。

4.2 高炉泵站的冷却能力偏弱，当发生壁体脱落时，不能及时将进水温度及时控制在规定数值内，在气温低时还可勉强坚持，到夏季对安全生产将有较大的影响，存在安全隐患，同时对高炉的稳定顺行也不利。

4.3 炉前出铁产量提高后，现有的炮泥质量不能满足正常的铁口深度，炉前铁口的压力较大，需要较好的炮泥来保证铁口深度。现在到出铁后期，渣流偏大导致出现泡沫渣，严重时需要带铁堵口，否则易造成高炉憋渣，影响高炉顺行，不利于强化冶炼。

4.4 矿槽的各种筛子仍存在不合理的地方，在日常生产中，筛子的点检、清理存在一定的困难，还需要进一步的改造。

4.5 目前焦炭水分值采取人工设定值，焦炭的中子水测定不准，使入炉的焦炭量不能随焦炭的含水量变化，经常造成热量的不稳定，引起炉况波动，不利于操作技术的优化。

Optimization of TISCO 3 200 m3BF Operation Technology

Yao hongxin,Yang Xiaodong,Zhang Guozhong,Xu Wei

TISCO 3 200 m3BF had been maintained in a working state of low level since start-up.In order to change the state,strengthened measures of focusing on high quality burden,attempting a charging system suitable to TISCO BF,increasing the pressure difference between top of BF and the furnace and adopting big blasting flow rate with enriched oxygen and humidified blasting were taken after a study of the advanced experience and operating concept on BAOSTEEL was carried out.Good smelting results were obtained and all indices of TISCO 3 200 m3BF promoted to the front rank domestically.

BF,strengthened smelting,coke,high quality burden,blast temperature,operation,optimization

（收稿 2011－07－28 责编 赵实鸣)

姚红新，男，2005年毕业于内蒙古科技大学冶金工程专业，现任天津钢铁集团有限公司炼铁厂3 200 m3高炉工长。