摘  要首钢2号高炉在精料的基础上，通过积极调整送风制度和装料制度，合理采用强化冶炼措施，加强系统管理和设备管理，实现了焦比280kg/t、煤比185 kg/t的生产指标，在喷煤降焦方面取得了新的进展。

关键词  高炉  喷煤  降焦

1引言

    首钢2号高炉第8代炉役于2002年5月23日开炉，有效容积1 726m³，24个风口。炉缸部位采用美国热压小块炭砖，炉底采用法国莫来石质陶瓷垫，风口采用法国大型组合砖，满铺炉底采用国产大型微孔炭砖和半石墨高炉炭砖，炉底采用水冷。炉腹6层至炉身15层冷却壁为软水密闭循环系统，1层、4层、5层冷却壁和16层、17层冷却壁通常压工业水，2层、3层冷却壁通高压工业水，其中，7层、8层、9层为铜冷却壁。2006年4月18日，利用4天计划检修对风口带以上进行了喷涂造衬，4月22日14：30送风后，炉内恢复顺利，焦炭负荷4月30日达到5．16，5月份平均风温1235℃，6月全月平均焦比291．3 kg/t，平均煤比161．9kg/t，7月4日负荷达到6．03，生产指标实现了焦比280kg／t、煤比185 kg／t，在喷煤降焦、降低综合燃料比方面取得了新的进展。在实际生产中，2号高炉主要解决了以下几方面问题。

2精料

 2．1原燃料质量

  高炉强化冶炼后，为保持炉况顺行、高产低耗，原燃料质量成为决定性的因素。首钢2号高炉所用焦炭为干熄焦和外购焦，干熄焦比例50％，质量稳定，其余为外购焦，采取混焦入炉，在一段时间内稳定外购焦炭品种，尽量减少外购焦对炉内顺行和热制度的影响。喷吹用煤粉质量相对稳定，灰分基本保持在12％以下。含铁原料为烧结矿(自产二烧)、球团矿(矿山球)和块矿(哈默斯利)，3种原料的质量波动不大，综合入炉品位保持在59．5％左右。

2．2含铁炉料结构

    适当提高含铁炉料结构中酸性料的比例，球团矿加块矿的比例由27％提高至33％，改善渣铁的渗透性能。同时，通过对送风制度和装料制度的调整，保持炉缸工作活跃，从冶炼效果看，并没有出现铁水高硫的现象，且渣铁在炉缸的循环性好、易出净。

2．3原燃料筛分

    原燃料筛分不好，大量粉末入炉，容易在块状带堵塞料柱空隙，使阻损增加，大量不合格的碎焦在软熔带会影响“焦窗”的透气性，进入炉缸又影响炉缸死焦柱的透气、透液性，使煤气初始分布紊乱。2号高炉借检修机会，对所有原燃料筛网进行了清扫或更换，特别是将焦炭筛2层网眼尺寸由20mm调整为25mm，提高了焦炭筛分效果，定时清扫筛网，尽最大限度筛除<5 mm的原料粉末，提高料柱的空隙度，保证煤气流的合理分布。

2．4原燃料比例

    2号高炉由于上料设备陈旧，在实际生产中供料准确性差。如焦炭同时启动两个振动筛，且两个筛子上分别是干熄焦和外购焦，由于两种焦炭的粒度、水分差别较大，比例难以控制，从而给炉内顺行和热制度稳定带来影响。2号高炉根据焦炭实际情况，制定了详细的闸口牙板开度管理办法，严格控制焦炭比例，对于烧结矿、球团矿同样处理，以尽量消除各仓原燃料差异对炉况的影响。

3送风制度及初始煤气分布

3．1  炉型及风口设置

       2号高炉有效高度26．70m，高径比为2．46，高径比大，煤气行程长，易提高煤气利用率、降低综合燃料比，但强化冶炼的难度较大。高炉的炉型特点对其煤气分布有一定影响，2号高炉中心煤气流容易控制，但中心无矿区不能太宽，边缘煤气不能太重，适宜高风速、大动能冶炼。由于2号高炉风机供风能力制约，借检修机会将24个风口调整为Ø130mm×18+Ø120 mm×6，风口面积缩小为0．3066 m²，6月进一步调整为Ø130mm×12+Ø120mm×12，风口面积0．2948m²，且12个直径120mm风口沿圆周均匀布置(2号高炉风口布置见表1)，全开风口冶炼。

3．2喷煤对煤气初始分布的影响及对策

       在原燃料稳定的前提下，要实现炉况的稳定、顺行，就得解决好物料下降和煤气上升的矛盾。通过适当的送风制度，配合相应的装料制度，达到合理的煤气分布。大喷煤冶炼后，2号高炉的经验：煤比在120kg／t以下，有利于发展中心；120～150 kg／t，回旋区径向长度缩短，边缘煤气流强，有利于发展边缘；大于150kg/t，对中心起抑制作用。针对大喷煤对2号高炉煤气分布的影响特点，随着炉内焦炭负荷的增加，煤比逐步达到150kg／t以上，随之对送风制度进行调整，实际风速提高到240 m／s，确保强大、稳定的中心煤气流。

3．3  全风冶炼

       高炉稳定、顺行的关键是保持炉缸活跃，初始煤气流稳定、合理。要保持炉缸活跃就需要合适的高风速、大动能，使炉缸径向工作均匀。保持风量、风温相对稳定，靠煤粉来调剂热制度，使热制度平稳，炉内的软熔带长久成型稳定，使煤气流形成稳定的上升通道。全风一方面使高炉持续强化冶炼，另一方面为高风速、大动能提供了基础，使煤气流初始分布稳定、合理，炉缸始终处于活跃状态。

3．4  高风温

    高风温一方面提高了实际风速，活跃了炉缸；另一方面给炉内带来了大量直接热收入，为煤粉分解提供了热量补偿，保证一定的理论燃烧温度，促进了煤粉的燃烧。大喷煤一定要维持合适的煤粉燃烧率，否则既不能降低成本，又破坏高炉顺行。伴随着煤比的提高，2号高炉风温逐步提高到1 240 ℃以上，同时保证全风口喷吹，提高煤粉的燃烧率，使各风口的风口回旋区尺寸大致相等，使初始煤气流分布均匀。

4装料制度及原料在炉内分布

4．1  装料制度的调整

    2号高炉紧紧围绕“打开中心、稳定边缘”的煤气分布思路，在一定程度上分步对原有的装料制度进行了调整。焦角由4个发展到5个，向内拓宽焦平台，适当减轻中心矿焦比，中心形成坡度较小的漏斗，既为煤气流提供了稳定、畅通的中心煤气通路，又减少了矿石向中心的滚动；边缘环带形成稳定的焦炭平台，减少了矿石向边缘的滚动，达到稳定的边缘矿焦比；焦炭层形成了平台+中心小坡度漏斗的料面形状。矿角由2个逐步发展到5个，矿石逐渐平铺，有利于减少矿石的滚动，达到矿石层的稳定分布，且随着料面的下移，矿石层趋于平坦，这又为焦炭的稳定分布提供了条件；矿石堆尖在中间环带，有利于提高煤气利用率；在原燃料条件较好的情况下适当提高中心矿焦比，进一步提高煤气利用率。

  由于物料在炉内的径向下料是不均匀的，靠近炉墙的下料速度快，所以要保证在布料初期料面呈小斜角向内倾斜，待下一次布料开始，料面呈平坦状，保证了布料的准确性。鉴于此特性，2号高炉装料制度经过不断调整，逐渐发展为

     33⁰  35⁰  37⁰  39⁰  40⁰   40⁰  38⁰  35⁰  32⁰  28⁰

O   1      2      3      2     2  C 5      3      1      2     1。在对布料调整时，不只参考十字测温温度，还要综合考虑炉墙热负荷变化情况、铜冷却壁壁后温度变化情况、煤气利用率变化情况及通过炉顶摄像观察到的煤气火柱变化情况等。2号高炉十字测温温度如图1所示。

4．2原料在炉内分布

       利用上料N1皮带铺料的时间差，控制不同原料在N1皮带的前后顺序，从而相对控制了不同原料在炉喉不同环带的分布，使小焦块远离中心，球团矿和块矿尽量布在中间环带，最大限度减少小焦块对煤气流分布和中心死焦柱透气、透液性的影响，减少球团矿和块矿冶金性能差、熔融滴落区间大给边缘煤气分布和高炉顺行带来的影响。

       前后两批料入炉间隔合适，则装料前的料面平坦．下一批入炉的料就更容易控制布料位置，减少料的滚动，大矿批适当延长了布料间隔，能够进一步稳定矿石的径向分布，保证布料的稳定性和准确性。注意对料速的控制，保持在6．8批／h左右，合适料速既保证了适当的布料间隔，同时顶温也控制在范围之内。

4．3大矿批

  适当增大矿石批重，矿石分布均匀，有利于煤气流的稳定，减少矿焦界面效应，且增大矿石批重可以相应增加焦炭批重，保持相对较厚的焦炭层，有利于增加软熔带的透气性。2号高炉矿批44．0 t／批(最大矿批47．0 t／批，炉顶装料设备极限)，同时坚持“小矿批当药吃，大矿批当饭吃”，根据炉况表现及时调整矿批大小，以保证炉况的顺行。

5强化冶炼措施

5．1  综合喷吹

    煤气流分布合理，炉况就顺行、生产指标就改善。大喷吹后，炉腹煤气量大幅增加，又由于焦炭量减少，焦炭自身消耗提供的炉料下降空间变小，下部压差升高，同时未燃煤粉的增加，易堵塞料柱，使煤气分布紊乱。

    采用高风温、富氧鼓风与喷吹煤粉的综合喷吹，可以改善喷吹煤粉的燃烧条件，提高煤粉燃烧率，增加其替代焦炭的比例，进一步降低焦比。同时富氧鼓风可以提高风口区的理论燃烧温度，弥补增加喷吹煤粉所需的热补偿。2号高炉根据喷煤量的大小，调整氧气用量在1500～3000m³／h，在风温、煤粉极限操作情况下，有效改善了煤粉的燃烧，保持炉内顺行。

5．2  高顶压   

    提高炉顶压力，使煤气在炉内的流速降低，延长了煤气在炉内停留的时间，改善了煤气利用，促进了间接还原的发展，有利于高炉的稳定、顺行。2号高炉原来在风量3800 m³／min水平，将顶压控制在0．176 MPa，2号高炉风机能力不足后，在风量3500m³／min水平，将顶压逐步提高至0．179 MPa，在顶压的使用上实现了突破，顶压提高后紧张的炉内压量关系得到缓和，高炉的顺行和稳定性得到提高。

5．3  高压差

    通过对送风制度和装料制度的调整，保证了炉缸的长期活跃、炉况的稳定顺行。在此基础上，通过抓好原燃料筛分、出铁排渣，针对2号高炉自身特点，做好日常调剂，配合精心操作，高炉逐步适应高压差生产，正常生产时压差保持在0．165 MPa，瞬时压差不超过0．175 MPa。压差提高使风量增加，提高了实际风速和鼓风动能，有利于活跃炉缸和促进煤气的合理分布，提高煤气利用率，达到高产、低耗、稳定、顺行的目的。

6设备管理

6．1料面连续监测

    利用6台雷达探尺探测的料面高度数据，对炉内的料面形状实时监测，并综合运用测量技术、数据采集技术、数据传输技术对高炉料面进行连续的高度测量，给出不同炉料的截面分布状态和变化规律，实现高炉料面连续监测及料面形状的动态仿真。

    高炉料面连续监测及料面形状动态仿真，可以为调整装料制度提高技术参考，进而优化高炉基本冶炼制度，特别是高炉检修降料面时，可以为高炉操作者提供准确的料面高度、形状信息。2号高炉料面形状动态仿真(焦炭入炉后)如图2所示。

   6．2精确布料

    炉顶装料仅角控制精度由±0．5⁰提高到±0．25⁰，保证多环布料的准确性、均匀性，为高炉精确布料奠定了基础。

    为准确控制高炉布料圈数及料流量，将节流阀的控制精度由±0．5⁰提高到±0．25⁰，有效地控制了下料的料流量，进而更准确地控制了每批料的布料厚度、环数及布料的起点与终点，保证了煤气的合理、稳定分布，进一步改善煤气利用。

7  系统管理

    坚持各项工作超前、主动，抓住苗头，把一切影响高炉的因素消除在萌芽状态；做好天、周、月、年的阶段性总结，坚持继承创新；加强原燃料管理，抓好炉前出铁；炉内规范化、标准化操作，四班统一；各班组结合实际，制定更高标准，向精细管理、精细操作要效益。

    在重负荷、大喷煤生产情况下，炉内操作者要勤于观察、细心分析、精心操作、严格管理，随时了解风口工作状况、渣铁热度变化，对原燃料成分、综合负荷的变化和冶炼强度进行综合分析、判断，避免人为造成炉况波动。日常坚持定风温操作，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，通过控制冶炼强度来稳定热制度，保证炉缸热量充足，铁水物理热稳定在1 500℃以上，提高高炉的适应能力。

    炉前高度重视排渣、出铁，在现有条件下尽可能缩短出铁间隔，加强炮泥的管理和炉前操作管理，加强铁口维护，及时出净渣铁。精料是炉况长期稳定、顺行的关键，及时检查并清理筛网，严格控制筛分速度，保证筛分效果，严格控制混料准确，避免人为原燃料质量波动。

8生产指标的提高

    2006年4月22日中修开炉后，2号高炉围绕高炉煤气流分布的特点，借高炉内型规整、各子系统设备得到强化的时机，在抓好精料工作的基础上，通过上下部装料制度和送风制度的综合调整，在高炉强化冶炼和炉况稳定、顺行的情况下，克服5月和6月炉顶装料设备B角堵转、6月风机能力不足及鹅颈管跑风、7月风机突然停风及TRT煤气管道泄露造成多次无计划休风的困难，焦炭负荷逐步提高，2号高炉生产指标情况如图3所示。

9结语

    2号高炉的煤气分布调整思路是“打开中心、照顾边缘”。在装料制度上保持较轻的中心矿焦比发展中心煤气流，在送风制度上有意识地提高实际风速和鼓风动能，保持炉缸活跃，径向工作均匀，压量关系稳定，煤气利用大幅度改善。基于此煤气调整思路，并通过对高炉各岗位的科学实践和系统管理，2号高炉实现了焦比280kg/t、煤比185kg/t的生产指标，在喷煤降焦方面取得了新的进展。