摘要对太钢4号高炉提高煤比的生产操作经验进行了总结。通过采取精料、高风温、改进高炉操作、加强喷煤操作等措施，并努力协调好高炉护炉和增加煤比、增产、改善铁水质量、低硅冶炼的关系，使太钢4号高炉月平均煤比达到161．22kg/t。

关键词 高炉 喷煤 煤比

1概况

        太钢4号高炉始建于1989年12月，第一代炉役于1991年11月8日投产，2000年9月13日停炉大修。第二代炉役同年11月17日投产，有效容积为1650m³，24个风口，无渣口，全冷却壁结构，冷却方式为软水密闭循环冷却，槽下采用分散过筛，分散称量，皮带上料，炉顶采用PW并罐式无料钟炉顶，4座热风炉，蓄热面积为73．6 m²／m³，热风温度为1100

～1 180 ℃，平均风温为1150℃左右，喷煤采用并列罐式单管路加分配器的喷吹方式，近年各项技术经济指标见表1。

2提高煤比的措施

2．1做好精料工作

  精料是高炉稳定顺行的基础，也是提高煤比的基础。随着喷煤量增加，料柱的矿焦比增大，软熔带焦窗面积减少，高炉下部压差升高成为限制喷煤量的主要因素。因此有效改善人炉原燃料质量，强化整粒效果，提高高温冶金性能，降低低温还原粉化率，保证高炉料柱足够的透气性是提高煤比的基础。我们采取的主要措施是：

  (1)在尖山精矿粉提铁降硅的基础上实现了低硅烧结。烧结矿品位由57％提高到59．5％，SiO₂由7．5％降到4．5％。为保证烧结矿的强度，烧结矿的碱度提高到1．8，降低了渣比，最低时为280kg／t，高炉内透气性改善。

  (2)在生产中加强了原燃料的筛分．改造了振动筛，筛分效果较好，使人炉粉率≤5％，满足了高炉冶炼要求。通过这些措施的实施，料柱的透气性改善，使高炉容易接受高煤比。

2．2理论燃烧温度、氧过剩系数、鼓风动能等参数的匹配

    提高煤粉燃烧率是增加煤比的重要措施。煤粉在风口和回旋区只有10ms左右的燃烧时间，要在短暂的时间和很小的空间把大量煤粉烧尽相当困难。而提高风温可以使煤粉升温加快，开始燃烧时间提前，燃烧速度加快，从而改善燃烧条件，提高煤粉燃烧率。高炉增加喷煤比，一般情况下理论燃烧温度和氧过剩系数要下降，但是为确保风口前煤粉保持一定的燃烧率，且形成未燃煤粉量能在高炉内通过气化反应和渗碳消耗掉，而不影响炉芯透气透液性和软熔带的透气性，必须维持足够高的燃烧温度和氧过剩系数。通过2004年提高煤比的高炉冶炼实践，得出的初步结论是：理论燃烧温度在2 120～2200℃，氧过剩系数在0．92～1．05时，风口前煤粉燃烧状况良好，即使形成少量的未燃煤粉，也可以在炉内通过气化反应和渗碳消耗掉，反映在炉顶煤气除尘灰中的碳含量目前在15％以下，煤粉利用率较高，炉顶吹出量很少。图1为4号高炉煤气灰碳含量分析变化情况。

    从2004年2月10日～12月10日对4号高炉煤气灰可燃分的抽样分析看，喷煤在高炉内的燃烧比较好，没有出现煤气灰可燃分急剧升高的现象。4月16日停配烟煤后，煤气灰中的挥发分和碳含量，未见升高；沉淀灰中的挥发分和碳含量稍微有些升高，5月10日后恢复正常，说明4号高炉在煤比为140kg,/t的条件下，炉况仍然正常，煤粉燃烧仍然充分；在烟煤停配后，沉淀灰中的挥发分和碳含量稍微有些升高，说明无烟煤的燃烧率低于烟煤的燃烧率。经过不断地调整操作，使煤气分布更趋合理，提高煤气利用率，高炉接受了155～160kg/t的高煤比。

    鼓风动能影响风口回旋区的深度和初始煤气流的分布，实践表明，在目前原燃料条件和喷吹量条件下，105～125 kJ／s的鼓风动能可以满足以上两方面的工艺需求。实际操作中充分发挥1160℃的高风温，随着煤比的提高，富氧量由900～1000m³／h提高到2500～3500m³／h，风口面积的调整按计算的鼓风动能来调整(见表2)，而且利用在线计算程序提供的计算参数(燃烧温度和鼓风动能)随时动态跟踪这两个工艺参数是否在控制范围内，发现超范围时及时调整操作量来纠正。

2．3协调好与护炉的关系

    提高煤比的过程中炉缸炉底温度基本控制在允许值范围，短期内发现炉缸侧壁及铁口区域温度升高时，及时通过安装铜柱冷却器(2004年9月22日计划休风13小时33分，焊炉缸，在炉缸标高8．5—9．0m、305⁰方向、北铁口各安装1个铜柱冷却器)、短时间堵对应区域的风口、提高钒钛护炉料的配加量、调整鼓风动能等措施来降低侧壁温度。2004年7月份以后新增软水系统投用，将旧炉底水冷管由工业净环水切换为软水冷却，2004年l～11月炉缸侧壁温度大多数时间控制在780℃以下，铁口区域的温度大多数时间控制在660℃以下(见图2)，侧壁温度都控制在历史最高温度以下。侵蚀模型的数据表明：侧壁和炉底的侵蚀线一年来没有向外和向下推移，凝固层维持比较合理的厚度。

2．4控制合理的煤气流分布

提高煤比的同时，因焦炭批重减小和炉内矿焦比径向分布不均，造成的透气性指数差、边缘趋于发展，高炉顺行状态变差，煤气利用率降低。在这个问题上我们引用了边缘指数(W值)和中心指数(Z值)以及炉缸活跃指数(HAIN)的概念，将高炉煤气流分布及炉缸活跃程度定量化；并根据冷却壁温度变化，来调整矿石和焦炭的布料角度和每个环带的矿石量及焦炭量，逐步抑制边缘气流，矿石和焦炭的布料角度最后调整为 

    39⁰  33⁰  28⁰  39⁰  33⁰  27⁰  12⁰

O  3     3       2 C 4      3     1      2；逐步抑制边缘煤气流，同时疏导中心煤气流(如图3所示)，控制合理的煤气流分布。炉喉十字测温边缘控制在150～200 ℃，中心温度控制在600±50 ℃；W值控制在0．7～0．83，Z值控制在13～15，炉缸活跃指数控制在O．45～0．70(炉缸活跃指数统计见表3)。图4为煤比不同时，炉顶十字测温对比。

    在调整布料角度的同时探索合适的焦层厚度，4号高炉的提高煤比的过程中，焦炭负荷从3．8提高到4．7，最后稳定在4．6～4．7。焦批逐渐缩小，焦层变薄，影响了煤气流的二次分布，料柱透气性降低，对提高煤比不利，对此，矿批由33．8 t逐步增大到36．8t，焦批保持在7．8～8．Ot。这样就可以保持焦炭在炉腰的厚度为180～200 mm。

 2．5减少风口结渣

  煤比提高到155～160 kg／t，富氧为1 500 m³／h时，喷煤过程中经常出现风口结渣结焦现象，尤其是在2004年11月份，风口结渣现象比较严重，风口结渣结焦使风口通道面积减小，造成风压升高，影响喷煤作业和炉况顺行，易磨损风口。取样化验和显微观察发现，结渣物主要是煤粉灰分的熔融沉积物，风口结渣的产生不仅与煤枪插入位置、角度、风口衬套材质、鼓风条件有关，还与煤的粘结性、挥发分、灰成分及性质有关。通过研究，采取的措施有：

    (1)通过反复试验，发现结渣与氧过剩系数有关系，逐步提高富氧用量到3000 m³／h，保证氧过剩系数大于0．92，氧过剩系数的提高，在一定程度上抑制了SiO₂的分解，取得了较好的效果。

    (2)更换喷枪的次数增加。每支枪的使用周期由原来的一个月缩短为10～15天，保证喷枪的完整性，有利于喷粉流的稳定，不会是煤股直接接触风口，在风口内腔生成附着物，减少结渣、结焦的可能。

    (3)探索喷枪的合理插入深度。根据风口结渣、结焦机理，为了控制煤粉中的SiO₂分解产生低熔点的化合物，通过改变煤枪的插入位置，来降低煤粉在风口里的停留时间。但是煤枪到风口前端的距离并不是越短越好，因为太短会影响煤粉的燃烧率，对炉缸状态和经济喷煤都是不利的，而且太短还会对煤枪的材质提出更高得求。因为太短煤枪距风口燃烧区的距离越近，容易受高温辐射变形。通过探索，我们认为在目前的这种情况下(喷煤比为150kg/t左右时)，煤枪前端到风口前端的距离400 mm较为合适。

    (4)稳定均匀喷吹。提高喷枪工的责任心，工长每小时要对风口及堵枪情况做好记录，并通知喷枪工及时处理，尽力做到均匀喷吹。

3  结语

    (1)精料是提高煤比的基础，主要包括使用合理的炉料结构，降低渣量，加强人炉矿石筛分工作。

    (2)提高喷煤比过程中控制适宜的风口前燃烧温度、氧过剩系数、鼓风动能，有利于改善煤粉燃烧和炉况顺行。

    (3)不断探索高炉冶炼操作规律，总结经验，保持高炉的稳定顺行是提高煤比的关键，抓好日常操作和基础管理工作可获得事半功倍的效果。