摘要对天钢2000m³高炉冶炼工艺发展过程进行了分析总结。天钢2000m³高炉经历了长达1年的慢风低强度冶炼过程，通过对生产制度的调整保证了炉况的稳定。随着高炉外围条件的改善，通过对生产制度的调整，天钢2000 m³高炉冶炼全面得到强化。

关键词 高炉 低强度 高强度

l概况

     天津钢铁有限公司2000m³高炉于2004年2月29日投产，设有3个铁口，28个风口，采用新日铁外燃式热风炉，微孔炭砖一陶瓷杯综合炉底、炉缸结构，软水闭路循环，铜冷却壁与铸铁冷却壁结合冷却系统，PW串罐无料钟炉顶，旋风除尘器一环缝洗涤塔煤气处理系统等新技术、新设备。

2低强度冶炼的炉况调剂

  天钢2000 m³高炉开炉初期，一直处于低强度冶炼状态，慢风时间长达1年左右。天钢炼铁厂工作者克服困难，保证了高炉的稳定顺行。

2．1送风制度的调整

  受外围生产条件影响，2000 m³高炉风量长时间保持在正常水平的2／3左右，风速和鼓风动能长期偏低，使煤气流的初始分布难以向中心发展，容易造成炉缸中心堆积，影响了炉缸内的环流，给炉前出铁工作带来困难，也使铁水成分和物理热的稳定难以保证。为了使在较低的风量下维持正常的风速和鼓风动能，天钢2000 m³高炉采用了堵部分风口的方法。风量和风速如图1所示。

    长期堵风口容易造成煤气流分布不均，使炉缸内产生局部堆积。煤气流在上升过程中，圆周方向上由于质量流速分布不均匀，使炉内的等温线、等压线分布混乱。炉内等温线分布不均，容易造成偏行和炉墙粘结，等压线分布不均容易造成局部管道行程、崩塌料、悬料。天钢2000m³高炉采用了定期调整风口布局的方法，最大限度使风口进风均匀，保证炉况稳定(悬料次数统计如图2所示)。

2．2热制度调整

    高炉是一个内部高温的反应容器，热量收支的平衡稳定是炉况顺行的保证。天钢2000m³高炉开炉初期，面对风量低、高炉热量收入明显不足的状况，采取了保持高燃料比的方法，使铁水热量充足，保证了高炉的顺行(如图3所示)。

2．3上部料制调剂

天钢2000m³高炉开炉初期，在全焦、慢风、低强度冶炼的情况下，为了稳定炉内的透气性和渗透性，采用了小料批发展边缘和中心两股煤气流的上部料制，并在矿批中加入焦丁，确保了炉况的顺行。布料制度为 

    39⁰  36⁰  33⁰  29⁰    39⁰  35⁰  32⁰  29⁰  15⁰

O 3      3      3       3  C  2      2      2     2      2，矿批35t，

焦批12．25 t，矿批中焦丁350 kg，料线1．8 m。

    在这个阶段，炉顶十字测温曲线为双峰型，因此煤气利用率较差，也造成了燃料比偏高(如图4所示)。

3提高冶炼强度的措施

    2005年4月份以后，天钢2000 m³高炉实现了全风口作业，逐步将风量加至4200m³／min以上，使实际风速达到250 m／s，拉开了强化冶炼的序幕，至2005年年底，平均日产4780 t／d，利用系数达到2．39。天钢2000m³高炉从低强度冶炼向高强度冶炼的转变过程中，作了大量周密细致的工作。

3．1精料

    (1)提高烧结矿碱度，改善了烧结矿的碱度和还原性能，增加烧结矿中MgO含量，改善炉渣流动性能，并使烧结矿低温还原粉化率降低。为了保证高炉内直接还原度稳定，控制FeO在7．5％±1．5％。

    (2)为了降低焦炭人炉粉末，抓好筛网清堵工作，使筛分率提高，并安装了焦炭中子测水仪，对焦炭水分进行适时补偿，避免炉温波动，重视焦炭的热反应性和反应后强度，做到提前处理，保障炉况的稳定顺行。

    (3)维持合理的炉料结构。天钢2000m³高炉采用75％高碱度烧结矿+18％酸性球团矿+2％国产酸性球团矿+5％块矿的炉料结构。做到配料中不加石灰石，使炉内软熔带薄，炉料的透气性良好，炉料粒度均匀，并保证人炉料品位的稳定。

3．2  富氧喷煤

    2005年7月27日高炉喷吹煤粉系统投入使用。在保证炉况顺行的基础上，逐步增加喷煤量，至年底提高到140kg／t左右。9月19日，高炉实现富氧鼓风，高炉冶炼得到进一步加强。

    天钢2000m³高炉在提高富氧喷煤量的过程中，采取了循序渐进的谨慎态度，充分考虑到两者的匹配关系，使两者对炉况的影响达到平衡。至2005年12月，天钢2000m³高炉煤比达到140kg/t，焦比369kg／t，富氧率1．4％，利用系数2．66(如图5所示)。

 3．3  综合调剂

(1)上部调剂。为了适当抑制边缘煤气流，提高煤气利用率，在炉况顺行的前提下，逐步扩大料批，并且适当增加中心焦量，保证中心煤气流。布料制度为

    39⁰  36⁰  33⁰  30⁰   37.5⁰  34.5⁰  31⁰  27⁰  17⁰

O  3      3      3    2   C   2        2        2      2     2，矿批39 t，焦批13．2t，料线1．5 m。2005年7月，高炉开始喷吹煤粉，9月，开始富氧鼓风。在这一阶段，天钢2000m³高炉全面提高了强化冶炼的进程，在不断提高煤比、降低焦比的同时，为了稳定炉内煤气流，采用了扩大料批保证焦层厚度的方法。随着煤比的提高，炉腹煤气量增加，鼓风动能也相应提高，中心煤气流得到了保证。为防止边缘煤气流自动加重，采用了适当发展边缘的布料制度：①在不断降低焦比的同时，为了保证炉内焦层厚度，以稳定炉内煤气流分布，适当扩大料批，保证焦批大小。②增大大焦角，减小小焦角，焦圈增加一挡，使焦层更趋向于平铺，既照顾了边缘，又保证了中心气流。③矿批和焦丁混装入炉，在槽下筛分出的焦丁量不足的情况下，用小块焦代替焦丁，改善炉料透气性。布料制度为

38⁰  35.5⁰  33⁰  30⁰   39⁰  36⁰  32⁰  29⁰  23⁰  13⁰

 O  3      3        3      2   C  2     2      2     2     2      3，矿批46 t，焦批10．57 t，料线1．7m。

    天钢2000m³高炉充分利用了PW无料钟炉顶的布料特点，坚持多环平铺布料的方法，使煤气流稳定提高了煤气利用率，为高炉强化冶炼创造了条件（2005年下半年十字测温曲线如图6所示)。

  (2)下部制度调节。下部调节主要是监测炉缸工作状态，调整风口配置，控制初始煤气流圆周均匀分布，保持炉缸工作均匀活跃和渣、铁物理热充沛。2005年4月以后，天钢2000m3高炉开始全风作业，日产量达到4800t／d，利用系数2．40。高煤量，高风量，使鼓风动能不断提高，为了维持合理的鼓风动能，适当的扩大了风口面积，更换了8个大风口（Ø120mm一Ø130 mm)，保证了煤气流初始分布合理，为高强度冶炼创造了条件。

3．4冷却制度调节

  冷却制度调节主要是要监控炉身中、下部至炉腹部位冷却壁水温差及热电偶温度变化，根据变化情况及时调整水量和水压，保持合理的操作炉型。在调整效果不佳的情况下，配以上、下部进行短期局部调节，以达到满意效果，确保炉况长期稳定顺行。天钢2000 m³高炉随着冶炼强度不断提高，冷却制度也相应调整，采用了提高水系统压力(800 kPa一850kPa)，增加4个区水流量(4个区提高近100 m³／h)，降冷却水温度(50℃一42℃)等方法提高了冷却

强度。通过对冷却制度的调整，渣皮更加稳定，有利于保护冷却壁，保证了高强度冶炼的顺利进行。

4设备管理及技术进步

  天钢2000m³高炉在保证生产设备状态稳定的同时，从工艺上不断挖掘潜力，为今后的不断发展，打下基础。

4．1炉前系统

  (1)使用浇铸泥套这项新技术，自主创新加强棍套的维护，使泥套平均寿命超过30天，保证了铁口合格率。

  (2)改良开口机，研发出水气冷却钻头一钻杆技术，不但大幅度节省了钻杆，也提高了开口效率，保证出铁率。

    (3)改进耐火材料，主沟通铁量提高至9．14万t。

    (4)开展“定置管理”，改善炉前作业现场环境，减少生产事故，确保生产顺利进行。

4．2热风炉系统

    (1)采用快速烧炉方法，将烧炉时间从120min缩短至80min，确保高炉送风温度的平衡。

    (2)利用废气预热空气和煤气的方法，将空气和煤气温度提高到100～140℃，提高送风温度100℃，保证高风温的使用。

    (3)热风炉蓄热室拱顶温度测温电偶改为红外测温仪，针对外燃室热风炉拱顶连接处易变形的特点，重点监测拱顶温度的变化。

4．3  冲渣系统

    (1)为了提高转鼓的脱水能力，对粒化塔下料口、渣水比以及转鼓液位进行了调整，把原设计控制转鼓程序里的25个点改为5个点，系统冲渣能力由设计峰值6t／min提高为现在的12 t／min，降低了水耗。

    (2)针对皮带粘渣现象，改造和增加了皮带清扫装置，又增设了清吹、清洗管线，对皮带进行清理，大大降低了皮带及托辊的磨损，延长了设备使用寿命。

    (3)调整自动控制程序，克服系统缺陷，保证了设备安全运行。

4．4上料系统

    (1)原振动筛过筛效果差、易堵塞、寿命短，现改为济南中燃科技有限公司的振动筛，寿命延长，筛分效果明显提高。

    (2)采用悬臂棒梳齿式新型筛网，不易堵塞，减少了人炉粉末，有利于炉况顺行。

    (3)在槽下料仓安装废气管道，用废气烘干原料水分，降低了原料湿分。

    (4)在焦中斗安装中子测水仪，监控焦炭水分，采用时时补偿的方法，确保人炉焦比的稳定。

    (5)炉顶称量罐采用电子秤和γ射线料位计相结合的方法，确保人炉料的准确。