摘要在焦炭品种变化频繁、质量波动较大的条件下，首钢2号高炉进行重负荷冶炼，通过抓好原料筛分、出铁排渣，炉内调整基本操作制度，适应了高压差操作，较好地解决了高产和低耗之间的矛盾。

关键词高炉高压差重负荷操作

l  引言

       2005年，首钢原燃料整体质量较差，特别是外购焦炭品种变化频繁、质量波动大，对高炉的长期稳定、顺行造成了一定影响，限制了高炉进一步达产降耗。首钢2号高炉有效容积l726m³，日常操作风量3800m³／min，顶压180kPa。2005年5月开始，高产和低耗之间的矛盾日益突出，2号高炉在抓好原燃料筛分、出铁排渣的同时，炉内通过积极调整，适应了高压差操作，炉况达到了长期稳定、顺行。

2高压差冶炼

2．1  高压差操作的原因

    2005年5月，2号高炉焦炭负荷(O／C)由4．67逐步提高到5．06，6月稳定在5．0以上，如图1所示。随着焦炭负荷的提高，焦炭在高炉炉料中的比例减少，焦炭的骨架作用降低，料柱透气性能变差；同时，重负荷、大喷吹后(煤比日平均最高达150kg／t，5月煤比达到137 kg／t)，炉腹煤气量大增；由于设备影响，高炉不能富氧，必须通过提高风温来

提高煤粉的燃烧率，保证一定的理论燃烧温度。由于重负荷、大喷煤、无富氧、高利用系数的矛盾比较集中，所以炉内采取了高压差操作。

2．2高压差操作带来的问题

    炉内压差提高后，和高炉顺稳性之间的矛盾成了问题的关键，给炉外组织生产和炉内工长的操作带来了一定难度，对渣铁的准时排放率和工长的操作水平要求更高，同时对原燃料的质量和高炉基本冶炼制度的合理性要求也相对较高，特别是一个活跃的、良性循环的炉缸工作环境，更是炉内高压差生产的保障。高压差后，煤气流的控制不易，对炉内气流的控制成了生产的瓶颈，既要保证一定的全风率，又要控制煤气流的合理分布。2号高炉采取了一系列措施，保持顶压180kPa不变，压差逐步由152kPa提高到165 kPa(如图2所示)，达到了长期稳定生产。

3调整措施

3．1  精料

      高炉煤气在软熔带的压力损失占到总损失的70％左右，合理的软熔带形状及透气性能，受原燃料质量和煤气分布的直接影响，特别是焦炭质量对软熔带透气性起着决定性作用。

      2号高炉于2005年3月开始，陆续对焦炭筛进行了改造，使用聚氨酯筛板，筛板在强度不变的前提下，上筛板网孔率提高了21％，下筛板网孔率提高了17．8％；为了增加焦炭在筛板上的停留时间，由原型号倾斜角10⁰增加到20⁰，振动筛整体倾斜角由20⁰减小到10⁰；筛条齿由原先的垂直设计改为斜面设计(倾斜角为6⁰)，振动筛在工作时不卡焦炭，防止了堵塞现象。改造后，成品焦中小于25mm的焦炭明显减少，改造前后焦炭筛分效果比较见表1。

      2号高炉焦炭为干熄焦和外购焦(冶金性能比较见表2)，干熄焦比例50％，质量稳定，其余为外购焦，品种变化频繁，质量波动大，采取混焦入炉，尽量减少其对炉内压差和热制度的影响。

      含铁原料为烧结矿、球团矿、澳块矿和钛矿，澳矿开始软化温度较低，软化终了温度较高，软化温度区间大，高温熔滴性能较差。根据经验，澳块矿比例控制在13．6％，含铁炉料具有相对优良的软熔滴落性能(高炉含铁原料结构见表3)。

3．2合适的矿石批重

    高压差操作矿石批重不能太小，随着O／C增大，过小的矿石批重、焦炭批重不易稳定煤气流，容易出现气流或小管道，同时抑制煤气利用率的进一步提高。而大喷吹后，大矿石批重和透气性又是一对矛盾，对应目前原燃料条件和装料制度，应力争一个合适的矿石批重。

    2005年5月，2号高炉矿石批重稳定在42．5 t，在矿石批重上没做任何调整。6月高炉风机供风能力有限，不能保证3 800m³／min风量(风量最少时，不能保证3700m³／min风量)，有计划的使用顶压，月初顶压降为172 kPa，中下旬风量增加，顶压逐步提回178 kPa；随着风量的变化，适当增加矿石批重(调整情况如图3所示)；调整下部送风制度，6月7日停风堵20号风口，13日捅开20号风口，缩3个风口。

3．3稳定的边缘煤气流

    2号高炉的装料制度是典型的煤气流中心开、边缘稳定的装料制度，适宜大煤比、重负荷冶炼。在轻负荷、低煤比的生产情况下，煤气中心开，边缘稳定；在重负荷、高煤比的生产情况下，煤气流边缘略有发展，形成了边缘弱于中心的两条煤气通路，缓解了大煤比后炉腹煤气量增加与透气性的矛盾。

    大喷吹后，边缘煤气流有所发展，煤比在不同数值范围内，煤气流的分布规律是不一样的。2005年5、6月煤比基本稳定在150kg／t以内，对边缘煤气流影响较大，下部坚持以较高的风速、动能来适应，达到吹透中心的目的，全月平均动能达到96lkJ／s。煤比超过150 kg/t以上，会发展边缘煤气流，应根据实际情况，对上部装料制度稍做调整，适当引导中心煤气流。

    随着大煤比后，中心煤气流没有以前通畅，矿石批重对中心影响比较明显，随O／C的增大，过小的矿石批重、焦炭批重不易稳定煤气流，对透气性也影响较大，同时也抑制煤气利用率的进一步提高。2005年6月27日对装料制度做了进一步调整，矿焦角统一外扬1⁰，意在继续让开中心，适当扩大矿石批重、加重焦炭负荷，提高煤气利用率，缓解高压差，提高炉况的稳定性，调整后十字测温中心和边缘温度、透气性比较见表4，此次调整取得一定效果。

 3．4活跃的炉缸环境

    煤气流在炉内的压力损失主要集中在下部，所以高压差操作，一定要求有合理的、分布均匀的初始煤气流，如果风量频繁大幅波动，再加上热制度大幅波动，容易造成炉缸不活跃，初始煤气流不稳定，进一步导致边缘煤气流不稳定，中心煤气流不畅，形成恶性循环，破坏顺行，日常生产应坚持全风冶炼，2005年5～6月，2号高炉生产风量如图4所示(5月21日后，由于大气温度升高，2号风机供风能力达到极限，最大供风能力已不足3 800 m³／min。24日，由于主控设备影响，上料能力不足，减风5 h适应，25日停风40min，更换13号风口，其他时间一直全风冶炼)。

 初始煤气流的合理分布对炉缸的活跃性很重要，且直接影响到煤气在炉内的二次分布、三次分布，从顶温上可以直观的反映出来。从图5可以看出，顶温温带较窄，4点温度较为接近，没有分岔现象，边缘气流稳定，说明初始煤气流和炉缸工作环境很好。如原燃料质量不稳定、日常炉况波动影响到初始煤气流的合理分布，从顶温和料尺可以直接反映出来，同时参考十字测温曲线和炉顶摄像，应立即采取退负荷或其他方式尽快调整。

3．5高水平操作

    在重负荷、高产量生产情况下，一定要高度重视排渣、出铁，其对炉内压差和顺行影响很大。日常坚持定风温操作，通过控制冶炼强度来稳定热制度，煤粉的使用可以根据原料的变化情况，灵活掌握，综合负荷可以在小范围波动，做合适炉温，保证炉缸热量充足，铁水物理热稳定在1500℃左右，提高高炉的适应能力。

4生产效果

    经过一系列的调整和适应，2号高炉达到了高压差操作下长期顺稳生产，2个月只损坏1个风口(此风口是在设备影响不能加料，长期减风后回风过程中损坏)，2005年5—6月平均压差达到162 kPa，平均日产生铁4 638 t，利用系数2．61，焦比330kg／t，煤比130kg／t，取得了可观的经济效益。

5结语

    在高炉长期炉缸活跃、炉况顺行稳定的基础上，通过抓好原料筛分、出铁排渣，炉内调整基本冶炼操作制度，针对高炉自身特点，做好日常调剂，配合精心操作，高炉可以适应高压差生产，达到高产低耗的目的。