摘要通过对高炉炉型影响因素的分析，结合武钢6号高炉炉型管理的实践，总结出高炉炉型管理和日常维护的主要经验是：加强原燃料管理、水系统管理和高炉日常操作管理。炉内参数调剂合理，炉前渣铁排放及时均匀，炉况稳定顺行是高炉炉型合理稳定的有力保障。

关键词 高炉 炉型 管理

1  引言

    由中冶南方工程技术有限公司设计的武钢6号高炉于2004年7月16日10：18送风点火开炉，开炉顺利。第12天利用系数即达2．009，8月平均利用系数2．052，10月平均利用系数达2．507。2005年1～12月平均利用系数连续刷新历史记录，最高月均利用系数达到2．749，全年年均达到2．488。2006年3月月均利用系数2．586，焦tL285．7 kg／t，煤比196 kg／t，风温1 194℃，居于世界领先水平。

    尽管产量渐高，6号高炉的炉体、炉底各点温度却非常均匀稳定，炉型控制极为合理，可以说是高炉强化冶炼与长寿生产相结合的较为成功的范例。6号高炉目前炉型的主要特点是：炉体温度低，各段温度分布均匀，软熔带位置低，炉况长期稳定顺行、稳产高产、低耗。

2高炉炉型的影响因素分析

2．1炉型设计

    高炉炉型设计是基础，炉型是否合理将直接影响开炉生产后煤气流的分布是否均匀，从而影响正常生产时炉型的维护。与5号高炉相比，6号高炉炉身下部、炉腰、炉腹(6、7、8段)为铜冷却壁，整个炉体结构为砖壁合一的薄炉衬全冷却壁结构，开炉即可形成操作炉型，具有炉缸容积更大，死铁层更深，炉腰直径更大，炉身角、炉腹角更小，高径比更低等显著特点(见表1)，从而使高炉更具可操作性和抗波动性，有利于高炉强化冶炼、长寿和炉型维护，大大缓解了长期困扰高炉的强化冶炼与长寿生产之间的矛盾。

2．2炉体冷却壁及镶砖材质

    高炉在冶炼过程中，由于炉体各部位的工作条件不同，所需的冷却壁及镶砖材质也大不相同，材质的优劣将直接影响到该部位的使用寿命，从而影响高炉炉型；还将影响该部位渣皮的稳定。炉体冷却壁及镶砖材质质量不好不利于炉型维护。6号高炉炉体冷却壁及镶砖材质见表2。

2.3原燃料

  高炉原燃料质量的优化和炉料结构的合理配置是高炉炉况顺行稳定的基础，是高炉煤气流控制的前提条件。因此，原燃料的质量和结构配置必将影响到高炉炉型的维护。

2．4水系统

  优化的冷却系统和供水参数将使炉体各部位温度均匀稳定合适，从而使高炉长期保持较好的操作炉型。武钢6号高炉水系统采用联合全软水密闭循环冷却新技术，具有不结垢、传热效率高、冷却效果好、水电消耗量低、金属元件使用寿命长、环保和系统稳定性好等优点，对高炉炉体长寿意义重大。高水速、高水压、大流量以及合适进出水温度等冷却参数的采用，不仅能大幅提高冷却器的使用寿命，同时也将影响炉体渣皮的稳定、渣皮的厚度，从而对高炉炉型的合理、稳定产生深刻影响。

2．5煤气流分布

  边缘煤气流的过分发展，不但会造成炉体热负荷升高，影响高炉长寿，而且煤气利用率变差，能量消耗高，同时也影响长期稳定顺行；边缘煤气流的合理抑制，则有利于炉墙、冷却元件的保护和渣皮的稳定。中心煤气流不仅将对煤气利用、能量消耗、强化冶炼产生重大影响，也将对边缘煤气流产生直接影响。而原燃料性质和炉顶装布料决定着炉料分布和中上部煤气流走向，送风参数和渣铁排放则决定着下部初始煤气流分布。因此，煤气流的控制合理是高炉操作制度优化的集中体现，是高炉炉型管理的关键。

2．6软熔带

    软熔带的位置高低、温度高低、区间大小直接影响到初始煤气流的走向，从而影响整个煤气流的分布状态。因此，软熔带的控制对炉型管理来说是至关重要的。

2．7  炉前操作

    维护稳定合理的高炉炉型，炉前操作极为重要。能否及时均匀排净渣铁对初始煤气流分布稳定影响巨大，从而影响到中上部煤气流分布，同时又极大地影响着其他各项调剂作用的发挥。

3炉型管理措施

3．1  炉内操作管理

    (1)下部调剂。下部调剂以稳定炉缸工作状态为主，高炉下部调剂主要是选择合适的送风参数。6号高炉共有32个风口，风口长度643 mm，下沉5⁰。除开炉时全部为直径130mm风口外，2004年8月10日至今一直没有改变过其风口布局(具体分配为8个直径为140 mm，其余为130 mm)。在这种布局条件下，风量长期稳定在5 800～6000m³／min，热风压力0．405 MPa左右，风温1 100～1 200℃，顶压0．230MPa，压差0．170～0．180MPa，矿批80t，料速7批料／h，日产量8000t／d左右。也正因为有这种稳定的送风参数(见表3)，炉缸工作才变得如此稳定，初始煤气流分布才能规律持久，高炉炉型才得以稳定保持。

    由表3可以看出，煤气成分一直较为稳定，表明煤气流分布一直较为稳定，从而使炉型也保持着稳定。

    (2)上部调剂。上部调剂以高炉稳定顺行为主。上部调剂主要应满足炉温充沛合适、渣铁流动性良好、铁水质量合格；下料均匀稳定；炉体温度合适稳定。

    ①解决炉渣中Al₂O₃含量高的问题。开炉初期，由于炉渣中Al₂O₃含量高达21％，碱度不得不按高位控制，严重影响了渣铁的流动性，从而影响初始煤气流分布和炉型维护，这些将最终影响到炉型稳定。针对6号高炉所用烧结矿主要是澳大利亚精矿粉的实际情况，一方面，协调烧结厂采取有力措施降低Al₂O₃入炉量；另一方面，高炉调整炉料结构，如烧结矿配比由82％降至70％以下；球团矿配比由15％增至21％；块矿停用澳块，改用南非、海南矿等措施，有效地使炉渣中的Al₂O₃含量由21％降至17％以下，炉渣碱度逐步稳定在1．13左右，(MgO)基本稳定在10％左右，从而保障了渣铁及时顺利排放，避免炉况失常，使炉型仍在可控之中。

    ②装料制度的调整。6号高炉开炉前进行了测料面工作，找到了静态布料规律，确定了基本布料矩阵。随着高炉生产的逐渐强化冶炼，边缘焦炭角位逐步由8号移向9号、矿石角位逐步由7号移向10号，中心4号角位焦矿均逐步拿掉(见表4)，边缘煤气流逐渐得到抑制，而在这逐步转变的过程中始终却保持着炉体温度的平稳过渡、合适稳定，有力地控制着炉型的合理稳定。

3．2特殊炉况的调整

    (1)风量少、炉温低。2004年11月11日夜班，风量5900m³／min，矿批80t／批，焦炭负荷3．60，装料

制度   ^{9876541    987654      9876541     987654     98}

C_2222214O_L233322+C_2222214O_L233322O_S33，[Si]0．6％，高炉处于正常运行状态。11日白班

^{85             85                                                                                                                          5}

O_L32变为O_L23，焦炭负荷调为3．62，风量炉温变化不大。12日白班，第52批O_L3变

 ^{5                  8     98}

为O_L2第58批O_L2O_S33变为            ^{8      87}

O_L3O_S33，[Si]下降为0．45％。中班中期[Si]进一步下降为0．3％，风量由6 000 m³／min下降为5400m³／min，于是，第146批开始停用小烧，负荷由3．62逐渐降为3．35，矿批缩为70 t／批，第150批加30t净焦。13日夜班，接班风量仅5 100m³／min，管道、崩料、快慢料，于是将顶压由0．230MPa降为0．200MPa，尽量做到风量与风压相适应，上班净焦下达后[Si]仅0．2％，于是再加20t净焦。这说明炉内煤气流分布几近失常，高炉正逐步向凉，此时调整煤气流分布已刻不容缓。于是13日白班果断用小烧抑制边缘且溜槽倾角每个角位增加1。，并扩批重至75、80t／批，风量5 h后迅速上升至5 850 m³／min，[Si]逐渐由0．20％提高到0．45％，管道、崩料、快慢料基本消除，没有出现渣皮脱落和结厚。这次调剂有力地遏制住了炉温的进一步下滑并成功地避免了大量加净焦造成炉温的大幅波动，从而使高炉炉型得以持续稳定。这次调剂还启示我们小烧不能轻易停。由此可见，传统的风少疏松边缘、中心，同时发展两股气流并不是万能的，特别是对安装有铜冷却壁的高炉更是如此。

(2)顶温高、炉凉。2005年5月23日至30日，6号高炉出现顶温高(最高达450℃)、炉凉([Si]最低仅0．2％)。在布料制度上及时做了调整(见表5)，稳定了煤气流，避免了炉况失常，从而确保了炉型的稳定。

 这次顶温高、炉凉的主要原因有：1号料罐称量不准，造成下料闸开度变小，中心焦布得过多，使中心煤气流过旺；焦炭质量变好，粒度偏大，造成透气性变好；炉温连续偏低([Si]最低仅0．2％)；煤粉质量下降，灰分增加等。

 这次调剂有针对性地先抑制中心后抑制边缘并辅以负荷调剂，使得煤气流逐步变得均匀稳定，炉型保持合理稳定。

3．3水系统管理

 开炉前，根据中冶南方提供的设计参数对6号高炉的软水密闭循环系统进行了14项功能测试、各部位压力降测试，并通过计算高炉水系统的最大水温差、最大热负荷，从而优化选择出了最为合理的水系统主要参数(见表6)。

6号高炉刚开炉时基本是按调试所确定的参数来进行操作运行的，效果良好。但随着高炉冶炼的不断强化，原有的参数已与生产越来越不相适应了，为此，进行了一系列的探索与调整，取得了令人满意的结果(2004年8月～2005年4月有关参数见表7)。

从表7和图1可以看出，随着高炉冶炼的逐渐强化，冷却强度在不断增大，而炉体各部位温度前后基本变化不大，各部位温度均较低且相近，这进一步说明高炉炉型较为稳定。而且还可发现，6号高炉软熔带位置一直控制在铜冷却壁段，最低位置为炉腰、炉腹区域，且炉体温度极低，高温区下移较多(2、3月份炉身下部温度虽偏高，但仍仅80℃左右)，有效地保护了炉体各区域砖壁，使炉体渣皮更易维护，从而使高炉炉型更易控制。

3．4原燃料管理

    与宝钢等先进企业相比，6号高炉原燃料条件并不好，因此，加强对原燃料的管理变得尤为重要。

    (1)使用好分级筛。分级筛的使用使烧结矿形成了大于14mm和5～14mm两个不同粒度的系列，有效地控制了装料过程中的粒度偏析，有利于改善中间环带料柱的透气性和边缘煤气流的抑制，并使炉顶布料更加灵活。因此，在日常工作中，定期检查分级筛的筛网和工作状态非常必要。

    (2)关于小烧的使用。小烧是指经过槽上分级筛筛分后的粒度为5～14mm的烧结矿，它对煤气流的阻力比大烧(大于14 mm)大得多，能较好地用于抑制边缘煤气流。6号高炉小烧布料方式为CO_L+CO_LO_S，主要用于抑制边缘煤气流。6号高炉采用并罐无料钟炉顶，使用小烧比串罐布料更省时、更灵活、更有效，还可减少因布小烧而造成炉况的波动。事实上，6号高炉几次停用小烧都对炉况造成了较大影响，因此，作为抑制边缘煤气流的一种手段，小烧不能轻易停用且只能微调。

    (3)筛子的控制。6号高炉设计时均为梳形筛，参考其他高炉成功使用棒条筛的经验，逐步将各原料筛子改为棒条筛，并对各筛速作了相应的调整(见表8)。

3．5炉前操作管理

    6号高炉开炉初期，由于炉前设备、人员均处于磨合期,经常造成炉内减风降压,严重地威胁着炉况的顺行稳定.为此,6号高炉车间对炉前进行了攻关,取得了明显的进步(见表9),保证了渣铁的及时顺利排放,有力地保障了初始煤气流分布的合理稳定,从而使高炉炉型的正常管理变得较为实际.

4  高炉炉型管理规律的探索

    通过以上分析和实践，找出高炉炉型管理的一些规律：

    (1)对高炉炉型管理应逐步建立健全有针对性的日常管理制度，及时、准确、量化应成为所订制度的主题，该制度应有专人负责实施。

    (2)高炉应加强对原燃料系统、水系统的日常管理，要知变化、常联系、勤调整。

    (3)应切实加强日常高炉操作管理，操作上要勤调微调、正确量准。

    (4)炉前工作不容忽视，要切实做到及时均匀排净渣铁，避免因此而造成炉内慢风和减风操作。

    (5)对安装有铜冷却壁的高炉，水温、水量、水压等参数的控制应与炉体温度的变化相结合，定期测量水温差，做到铜冷却壁与相邻的其他冷却壁的壁体热面温度尽量平稳过渡，偏差不大，这将有利于渣皮的稳定和炉型维护。

5  结语

    综上所述，高炉炉型管理是一项综合性的管理。除优化的炉型设计和优秀的设备配置外，原燃料管理、水系统管理必不可少，更为重要的是日常高炉揉作管理。炉内参数调剂合理、炉前渣铁排放及时均匀、炉况稳定顺行、勤调微调、正确量准、小幅波动将是高炉炉型合理稳定的有力保障。