摘要对涟钢2200m³高炉富氧喷煤实践进行了总结。通过狠抓入炉原燃料质量、改善高炉透气性、优化高炉操作制度、提高风温、狠抓炉前管理等措施，高炉富氧率已接近2％，利用系数达2．67，煤比达148k/t。

关键词高炉富氧喷煤布料矩阵

1概述

  涟钢6号高炉(2200m³)是由中冶南方(原武汉钢铁设计研究总院)总承包建造的，采用了胶带机上料、PW串罐式无料钟炉顶、砖壁合一的薄内衬结构、铜冷却壁、联合软水密闭循环冷却、高风温内燃式硅砖热风炉以及嘉恒轮法渣处理系统等多项先进的工艺技术和新设备。6号高炉于2003年12月4日点火开炉，投产以来高炉运行较为平稳，各项技术经济指标逐步改善。尤其是2005年6月下旬以来，高炉紧紧抓住21 000 m³／h制氧机投产富氧较为充足的有利时机，狠抓炉前工作，调整送风制度和布料矩阵，不断提高富氧率和喷煤量，高炉炉况稳顺，利用系数达2．67，煤比达到148 kg／t，入炉焦比降至362 kg／t(主要技术经济指标见表1)。

2富氧喷煤高炉操作

    富氧和喷煤对高炉冶炼过程的影响大部分是相反的，比如说富氧能提高理论燃烧温度、减少煤气发生量，而喷煤则降低理论燃烧温度，增大煤气量，这样两者相互配合，可以起到稳定炉况、增产降耗的作用。为了使高炉能较快地接受较大富氧和喷煤，我们主要从以下几个方面开展工作：

2．1狠抓入炉原燃料质量，改善高炉透气性

    (1)2005年，烧结矿由于产能不足，加之矿粉采购困难，因此，量与质的矛盾较为突出。一方面，烧结矿产量不足，被迫经常提碱度(最高达2．6倍)，致使高炉烧结矿配比严重偏低且不稳定，最低时为53％，高炉炉料结构见表2；另一方面，烧结矿粒度偏小，返矿量大，重新烧结时又影响烧结矿质量，形成恶性循环。针对这种情况，公司决定将槽下烧结返矿集中筛分，>5 mm部分返回高炉直接入炉，大大减少了烧结矿生产过程中返矿的配入量，此举有力地促进了烧结矿粒度组成的改善和碱度稳定。

    (2)2005年5月，涟钢新焦炉投产，通过优化配煤和优化炼焦工艺，焦炭质量得到较大改善，M₄₀从8l％提高到83％左右，M₁₀降到7％以下。但在新焦炉投产初期，水分偏高且波动大，焦末含量高，在发现这些问题后，通过优化熄焦工艺，改造焦炭振动筛，较好地解决了上述问题。

    (3)加强对人炉原燃料质量的监测管理。每班两次现场查看焦炭水分及焦末含量，并对人炉烧结矿进行筛分检查，及时对烧结矿及焦炭筛筛速进行调控，确保筛分效果，较好地控制了人炉粉末。经检测，入炉烧结矿<5mm所占比例基本控制在3％以下。

2．2  富氧大喷煤条件下高炉操作制度的调剂

    (1)富氧以后，单位生铁煤气量减少，而随着煤比的增加，焦炭负荷不断加重，料柱透气性也会随之不断恶化。为保证炉况顺行，高炉上下部制度必须合理而且相互适应。为此，我们在高炉定修时，对风口布局和进风面积进行了适当调整。首先，考虑热风围管只有一个进风口，28个风口存在风量偏析，我们将进风口下部21—23号风口尺寸全部改为ø120mm，而将背面的5～7号风口改为ø130mm，较好地解决了风量偏析的问题。从冷却壁温度及上

升管4点温度的分布来看，煤气流分布圆周方向变得较为均匀。其次，考虑高炉风未开全，原进风面积偏小，因此把进风面积从0．336 5 m²微调扩大到0．3383 m²，以利于高炉接受风量，全风时标准风速仍达230 m/s，这样保证了较为适宜的鼓风动能和风口回旋区，高炉目前风口布局见表3。

    (2)上部布料矩阵必须根据冶炼条件的变化与下部制度相适应。开炉初期，根据料面测试确定的基本矩阵为C⁷⁶⁵⁴¹ ₂₂₂₂₃ O⁷⁶⁵⁴ ₂₃₃₂，生产中发现该矩阵只适宜小风恢复炉况，当风量达到4000m³／min时，崩塌料较为频繁，炉况欠稳且煤气利用较差。休风后，检查料面发现中心焦堆及中心漏斗过大，判断应属中心无料区过大，中心过空，而边缘煤气流不足。通过多次摸索试验，我们将矩阵调整为C⁸⁷⁶⁵¹ ₁₂₂₂₃O⁸⁷⁶⁵⁴ ₁₂₃₃₃，较好地满足了生产需要。富氧喷煤以后，焦炭批重减少，中心焦炭量由2t减少至1．5 t左右，压差明显偏高。我们认为1号角位的中心加焦量决定中心煤气流的发展程度，必须保持稳定。于是，我们再次将矩阵调整为C⁸⁷⁶⁵¹ ₁₂₂₂₄O⁸⁷⁶⁵⁴ ₁₂₂₃₃，保证足够的中心焦炭量，进一步将矿石布往中心和边缘，这样既保持合理的中心煤气流，又改善煤气利用，约提高煤气CO₂含量l％左右。

2．3提高风温

    实行大喷煤以后，风口前理论燃烧温度大幅度降低。根据经验，每增加煤比10kg/t，约降低理论燃烧温度20～25℃，为保证适宜的理论燃烧温度，加快煤的挥发物挥发速度和燃烧速度，就必须通过富氧和提高风温来予以补偿。通过掺烧转炉煤气，热风炉基本能提供1 200℃左右的热风温度，当实行低硅冶炼，生铁含硅在0．2％～0．3％时，也能保证铁水温度在1480℃左右，渣铁流动性较好。

2．4狠抓炉前工作

    随着风量风压的增加，炉前的压力越来越大，尤其是富氧以后，产量的大幅攀升使得炉前成为了高炉生产的限制性环节，首先，炮泥强度偏低，耐冲刷性能较差，出铁时间不到一个小时，难以出净渣铁；其次，开铁口困难，经常需要烧氧甚至闷炮才能打开铁口，漏铁口多；再次，堵口冒泥频繁，铁口难以维护，深度不够。针对这些情况，我们成立炉前攻关组，分炮泥、设备，炉前操作等多个项目明确负责人进行攻关，通过引进外单位优质炮泥进行试验、试用新型开铁口钻头以及提高开口机吹扫气压、加强设备维护和统一规范炉前操作等方面人手，较好地缓解了炉前工作的压力，因渣铁出不净引起憋炉的现象大大减少，这也为高炉接受富氧大喷煤创造了良好的条件。

2．5喷煤操作

  随着炉况顺行程度的改善和富氧率的增加，煤比不断提高，小时喷煤量从30 t／h逐步加到最高42t/h，最高煤比已经达到170k/t，这种情况下喷煤对高炉冶炼过程的影响显得极为重要。一是煤粉质量、灰分波动对炉温及炉渣碱度影响较为明显，有几次炉温持续下行，炉渣碱度偏低，经抽查发现煤粉灰分剧升至25％以上。针对这种情况，我们开始每班对煤粉取样检验灰分，发现问题及时处理。二是喷煤量增加，磨损风口数量增加，由于喷枪位置不可调，喷煤压力及高炉炉内压力变化都会影响煤粉喷吹，容易磨损风口。因此，有必要使用改进型可调煤枪。三是突然限煤甚至停煤对高炉影响增大，我们的经验是一旦停煤或少煤，必须立即打附加焦补足煤量，并视情况减风，否则炉况一旦向凉，回热极为困难，并容易导致事故发生。

3富氧喷煤对高炉长寿的影响

  涟钢6号高炉设计一代炉龄15年，富氧以后，高炉冶炼得到较大程度强化，高炉长寿成了我们重点考虑的一个问题。

  (1)炉缸炉底采用的是陶瓷杯技术，炉缸炉底耐材内衬损坏主要受铁水溶损、环流冲刷以及铁水和重金属物质的渗透侵蚀为主。从高炉操作来讲，关键在于活跃炉缸，缩小中心死料柱范围，抓好2个铁口深度的维护，尽量让2个铁口出渣出铁均匀，防止一边出铁一边出渣现象的发生，减少渣铁环流对炉缸炉底的侵蚀。铁口工作正常，也有利于铁口附近炉缸冷却壁的维护。从我厂经验，铁口工作状况较差的高炉在炉役后期热流强度偏高的冷却壁均集中在铁口附近。

    (2)冷却壁的维护也关系着高炉能否长期正常运行。6号高炉采用的是砖壁合一的薄内衬结构形式，炉腹、炉腰及炉身下部采用了3段铜冷却壁，冷却壁的保护关键在于渣皮是否稳定。要保证渣皮稳定，一是冷却壁进水温度和水量必须严格控制，进水温度波动不允许大于0．5℃，冷却水量的调剂必须报铁厂批准；二是边缘煤气流保持稳定，冷却壁进出水温差反映出冷却壁整体热负荷的大小，其实也反映出渣皮的稳定和煤气流的强弱。根据铜冷却壁温度变化的幅度和频率，我们一般控制进出水温差4～6℃左右，过低则铜冷却壁渣皮过厚，温度几乎没有大的变化，而过高则可看到渣皮不稳，温度剧烈波动。在实际操作中，这也是我们观察和控制边缘煤气流强弱的一项主要依据。对中心煤气流强弱的判断，则更主要通过炉顶的红外摄像和炉底上层中心测温点的温度变化来进行，在目前高炉稳顺，炉缸活跃的情况下，炉底中心温度一般在800℃左右。炉腹以上各段冷却壁温度及炉底温度见表4。

4  结语

    (1)富氧喷煤对于国内大多数高炉都有比较成熟的经验，但对于涟钢2200 m³高炉来说尚属于摸索阶段。通过较短时间的生产实践，我们基本达到了通过富氧喷煤提高利用系数、增大煤比、降低焦炭消耗的目的。

    (2)入炉原燃料质量是高炉富氧强化冶炼的基础，根据原燃料质量和炉料结构的变化进行上下部灵活调剂，保持炉内煤气流的合理分布是高炉稳顺的关键。在生产实践中我们成功摸索出了低烧结矿配比和添加小粒度烧结矿的使用经验。

    (3)富氧喷煤提高产能以后，要抓住炉前等关键的制约性岗位，采取多种形式的攻关和竞赛，为其创造条件，尽量减少对高炉炉况的影响。

    (4)如进一步提高富氧率，实现大喷煤，应结合高炉长寿整体考虑，防止过分强化影响高炉寿命。