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稳炉芯温度 促高炉顺行

曹锋

近年来，随着我国高炉大型化的进程，新建高炉在炉底砌筑层铺设了较多的热电偶。炉底砌筑层中心热电偶的温度称为炉芯温度，作为表征高炉炉缸工作状况的重要参数，炼铁工作者非常关心炉芯温度。

炉芯温度对高炉生产管理至关重要

由于炉底构造的不同，以及热电偶位置的差异等因素，炉芯温度大相径庭。考虑到侵蚀等因素，一般随着高炉炉役的延长，炉芯温度呈上升趋势。对于炉况良好(炉缸活跃)的高炉，在一定的时间段内，炉芯温度保持相对稳定。

保持炉芯温度的相对稳定有重要的意义。对于新建高炉，炉芯温度维持相对高位稳定或逐步上升可以不用担心；若炉芯温度渐下降就要注意，应找出引起下降的主因，并采取措施。对于炉役后期的高炉，炉芯温度若上升幅度较大应高度重视，炉芯温度过高，可能会加速炉底的侵蚀，当然通过钛护炉等技术，在特定时间段内可维持炉芯温度趋于稳定或下降。

炉芯温度受多个因素综合作用的影响，控制起来较为困难，炉芯温度的合理控制对大型高炉生产管理非常重要。在一定热水平的基础上，炉芯温度的高低主要受炉芯死料柱的透气、透液性及煤气流向中心渗透强弱的影响，与精料水平特别是焦炭质量密切相关。对炉芯温度进行调整，应做好各种制度的匹配工作，只是通过单一制度的调整就想达到调控炉芯温度的目的，可能适得其反。

炉芯温度在反映炉缸工况上有滞后性，有针对性地进行炉芯温度的分析和管理，对指导高炉生产有一定的意义。新建大型高炉炉缸炉底一般都有较多的热电偶，在日常管理中，重视炉芯温度的同时，对炉缸炉底等其余热电偶温度也应有蹲的重视，从而对炉缸炉底的状态有较为全面的认识。炉芯温度与大型高炉的炉缸侧壁温度相关性很强，炉缸侧壁温度上升时，炉芯温度通常表现为下降；炉缸侧壁温度由偏高逐步下降，或趋于稳定时，炉芯温度则表现为相对的稳定上升。

结合高炉在生产实践过程对炉芯温度变化规律进行探索，从炉底结构、原燃料情况、基本制度等方面，对炉芯温度受这些因素影响的变化规律进行分析，对保持炉芯温度的相对稳定从而对维持良好的炉缸工况来说意义重大。下面对影响炉芯温度的各种因素进行分析，以有利于企业更好地采取有效措施使其实现稳定。

构造和成分的影响

炉底构造：炉底构造的不同，从根本上决定了炉芯温度的差异，炉底耐材、热电偶标高位置等对炉芯温度有较大影响。从首钢京唐公司高炉炉底结构和高炉炉底所用耐材比较可以看出，由于距炉底上层距离的不同，同一座高炉在不同标高位置的炉芯温度差异很大。在同样的标高位置，由于炉底耐材的不同，高炉各层的炉芯温度也不同。

原燃料质量和构成：原燃料质量差或入炉料构成恶化，会影响料柱的透气透液性，导致炉缸中心活跃性变差，炉芯温度逐步降低。原燃料质量对炉芯温度的影响尤以焦炭质量的影响为重，若焦炭的强度(特别是热强度CSR)和粒度等指标差，不仅导致死焦堆内焦炭粉末增多，造成中心死料柱的透气性变差，高温煤气流向中心渗透变弱，而且焦炭质量恶化，死焦堆的透液性也变差，熔融的铁水从死焦堆中心流下的量减少，同时死焦堆内大量滞留的渣铁会造成死焦堆的下沉，导数炉底流动的铁水量减少，造成炉缸工作不活跃、炉芯温度降低。

随着焦炭热态强度CSR的降低，高炉炉芯温度呈逐步下降的趋势。因此，改善和稳定炉料嚣构和质量，特别是焦炭质量，强化入炉筛分管理，做好精料工作，有利于炉芯温度的稳定提高。

渣铁成分：渣、铁成分对炉缸活性有着非常重要影响。渣、铁成分控制不合适，渣铁黏度大，流动性差，易导致炉芯死料柱透气、透液性变差，出现炉芯温度下降的现象。高炉炉渣吨MgO质量分数不断下降，炉芯温度不断下降。

适当降低炉渣R2，可稀释炉渣，活跃炉缸工作。为加速改善炉缸工作进程，也可配用萤石，来改善炉渣的流动性，调整配矿比。配用锰矿，提高铁水[Mn]，改善铁水的流动性，从而利于炉芯温度提升。

制度和操作的影响

装料制度：炉芯温度的高低与装料制度密切相关。装料制度不合理，中心气流受抑制或干扰，炉内压量关系波动时，往往会引起炉芯温度下降。调整装料制度，确保合适的料面平台区域的宽度和中心漏斗区，防止矿石布料时滚到漏斗中心，保证有足够的中心煤气流，同时兼顾边缘气流，稳定炉内压量关系，有利于炉芯温度的稳定上升。

此外，采取适当中心加焦的措施，可加快炉缸死料柱焦炭的更新，死料柱焦床的平均粒度、孔隙度增大，渣铁更容易从死料柱穿过，使得死料柱内部温度升高，向炉底传递的热量增加，可促使炉芯温度上升。

送风制度：对风口面积、风口长度、风量、风温、富氧率、鼓风湿度等送风参数进行调整，改善炉内煤气流分布，有助于炉缸工作均匀活跃，对炉芯温度有一定的调整作用。合理的风口规格布局，如适当缩小风口面积，增加长风口数目，调整小直径风口到出铁时间偏短的出铁场上方；增大鼓风动能，保持合适的风速，加强高炉中心吹透能力，控制适宜的边缘气流，保持良好的气流分布状态。可促进炉芯温度上升。

热制度：渣、铁化学热和物理热不足，炉缸亏热，炉缸中死焦堆内空隙被黏稠的冷凝渣铁填充，透液性大幅度下降，会导致炉芯死料柱温度下降，进而导致炉芯温度下降。保持炉缸区长期稳定充沛的热量，才能保持炉芯温度相对稳定。

文献指出，炉芯温度和铁水温度之间存在很强的相关性，但笔者在分析首钢京唐1号高炉炉芯温度和铁水温度后发现，由于炉芯温度受多重因素的影响，两者并不能严格的对应起来。只有在炉况稳定，炉缸活跃的情况下，两者才具有较严格的对应关系。

炉底冷却：炉底冷却制度的调整，可引起炉芯温度的升降。炉底冷却水量下调，对遏制炉芯温度下降有积极作用。视炉底温度下降的程度和炉底实际冷却水量大小，逐步减小炉底冷却水量，减少通过炉底冷却带走的热损失，可加快炉底温度的回升。炉底冷却总水量保持不变，减少炉芯部位水冷管给水量，降低炉芯部位的冷却强度，适当提高给水温度，亦可提高炉芯温度。增加炉底冷却水流量，炉底冷却强度加大，炉芯温度降低。

面对首钢京唐1号高炉炉芯温度的计算及实践操作表明，炉底冷却水量的调整，对第三层炉芯温度的影响并不是特别大。

出铁情况：炉芯温度和出铁状况有很强的相关性。炉芯温度高，表明炉缸工况均匀活跃，有利于炉前出渣铁，铁次下降，出铁时间长；反之，当炉芯温度降低时，死焦堆变得不活跃，渣铁在死焦堆内凝固，不能穿过它而滴落，只能沿着其硬壳向下流动到炉缸内圆柱形的活跃部分，炉缸的可操作空间被大大缩小，安全容铁量减少，炉前出铁次数增加，出铁时间缩短。炉芯温度低，可能引起炉前渣铁排放困难，强化炉前出铁管理，加强炉前渣铁排放，有助于实现炉芯温度的稳定。

喷吹煤粉：随着喷煤量大幅提高，炉内焦层厚度减薄，炉缸中心不活跃区直径扩大，若煤粉燃烧率较低，未燃尽煤粉大量集聚在死料柱内，将加剧死料柱空隙度的下降和透液性的降低。高煤比也会加剧入炉焦炭的粉化，使死料柱内粉焦的比率显著增加，使回旋区缩短。因此，在煤比不断提高的过程中炉芯温度里下降趋势。

文献指出，大喷煤时控制理论燃烧温度不低于2000℃，炉芯温度基本保持不变。在高煤比的生产过程中若出现炉芯温度长期低下的情况，根据炉况的稳定性可适当降低煤比，有助于改善煤粉燃烧状况，使得炉芯死料柱的未燃煤粉量减少，有助于提高炉芯的透气、透液性，从而对提高炉芯温度有一定的效果。

其他因素的影响

加钛矿时，由于钛矿会恶化死料柱的透液性，并使炉底凝铁层增厚，引起炉芯温度下降，用量越大其影响越大。

一般来说，产量高时，炉芯温度趋于上升。但因炉芯温度受多个因素综合作用的影响，通过采取合理的措施，在产量不断增加时，炉芯温度也可能里下降趋势。

在高炉操作上消除偏尺、崩料和炉体热负荷波动等煤气流不稳定的状况，实现合理的煤气流分布和操作炉型的稳定，对炉芯温度的稳定至关重要。

经对首钢京唐高炉炉芯温度的分析，笔者发现季节(气温)对炉芯温度直接的影响不大。但季节对原燃料质量、鼓风湿度、炉底冷却水水温等的影响，势必会对炉芯温度间接产生影响。