摘要  调查分析了安钢两座380m³高炉严寒季节生产状况，就严寒季节高炉稳定顺行和优化指标进行了探讨。

关键词  高炉  冬季  调整  分析

安钢炼铁厂现有两座380m³高炉，均设计为14个风口，一个渣口，一个铁口，陶瓷杯综合水冷炉底。第一座6号高炉1999年元月建成投产，采用液压双钟布料，D1300—31离心鼓风机；第二座7号高炉2002年5月开炉出铁，使用了一些先进技术，象串罐无料钟布料，大型水冷模块，AV40—12轴流鼓风机。两座高炉同时生产后，都取消了放上渣操作，在未配置喷吹系统的情况下，技术经济指标逐步优化，其中7号高炉2004年9月，利用系数达到了3.89t/ m³ּd 。但是每进入冬季后，两座高炉的技术经济指标都曾不同程度出现过下滑，天气变暖后又逐渐好转。本文试对两座380m³高炉严寒季节生产进行调查分析，以便共同总结经验及教训。

1  严寒季节生产特点

1.1  加湿急剧下降

进入11月后，由于冬季岗位取暖，两座380m³高炉生产所用蒸汽锐减。蒸汽压力在夏季最高达400kPa，一般在320 kPa左右，但随着天气逐渐变冷，降至210 kPa或更低。6号高炉加湿流量由仪表显示41g/m³降至5g/m³左右，并且蒸汽压力长期徘徊在180kPa~210 kPa之间，常与6号高炉风压200 kPa不相上下，实际加湿流量大多时间为几乎0。到了次年3月中旬以后加湿才能完全恢复正常。

1.2  原燃料质量降低 

1.2.1  焦炭

冬季天气寒冷，由于运输不便等原因，致使焦炭质量降低，并且波动较大。以严寒季节某月抽查为例（见表1），灰焦炭分偏高，由正常的12.55%左右最高变为15.80%，m₄₀和m₁₀指标也有所下滑，其中m₄₀最低降至73.6%，也曾经抽查测得焦炭热强度CSR为43.68%，反应性CRI为37.24%^[1]。

1.2.2  原料

烧结矿突出表现在碱度波动大, 5mm~10mm粒度比例变大，由约20%增加到30%多。2005年冬季烧结分仓化验碱度最低1.42，最高2.36，高炉不好配料入炉。2005年1月16日，6号高炉矿批11900kg，烧结配比78%，烧结返矿每车达450 kg，返矿率较高。高炉生产用的水冶球团和唐山球团粉末也有所增多，特别是唐山球团有时粉末更多。

表1  冬季某月19日～28日焦炭质量指标

1.3  称量误差增加

天气寒冷，海南等生矿仓不同程度冻结，常堵塞下料斗，造成配料不准确。380m³高炉焦炭为直接供给，没有设计经过中间仓转运，冬季运至焦仓，有时还冒着水汽，水分波动较大，以满罐即料车容积为准则拉焦炭，称量误差还是比较大，尤其当6、7号高炉日产量分别达到1350t、1400t时，两座高炉必须从原料场倒运焦炭约150t～230t，例如2004年12月5日，6号高炉上午9：00～10：40倒焦炭140t，下午14：35～15：10倒焦炭89t。这些焦炭露天在原料场存放，特别在雨雪天气，加剧了称量误差。

2  高炉运行情况

2.1  顺行变差

进入冬季，两座380m³高炉风压、风量开始不稳定，时有滑料发生，悬料、坐料次数增多。6号高炉2004年3月底至10月初，仅发生一次坐料，但在11月中旬至次年2月中旬坐料达6次，严寒季节期间有时还出现高炉两料线差别大，有炉料偏行现象产生。7号高炉由于种种原因，曾出现过恶性炉况，严重影响了高炉经济技术指标。两座380m³高炉2002年9月～2005年4月利用系数具体情况如图1所示。

2.2  [Si]、[S]偏差大

高炉[Si]偏差较大，一方面由于炉况顺行变差，或连续滑料、加净焦等原因造成，另一方面原燃料质量问题也是不可忽视的因素。6号高炉2004年12月26日炉况顺行可以，各种操作参数平稳，但是出现了[Si]0.70%、[S]0.072%。尽管高炉状况有所变差，当时焦炭中S含量却变为了0.690%，比正常时0.500%左右增加较多，也是重要原因。同时表明焦炭固定碳减少，质量不好。此外，炉渣中Al₂O₃增加，三元碱度降低，同样是影响因素。例如12月23日炉渣成分（见表2）中Al₂O₃高达16.65%。

表2    2004年12月23日6号高炉炉渣成分    %

2.3  炉墙、炉缸、炉底温度下滑

这时，高炉炉墙温度不稳定，时有粘结、滑块发生，整体呈下降趋势，经常从风口中还可以看到有滑块产生。6号高炉曾出现炉腰四点温度均在100℃以下，最低炉腰北部温度降至39℃，炉身温度波动较大。炉缸温度相对有所降低，但幅度不大。炉底温度以7号高炉为例，由原来的约448℃降到最低时的402℃。

3  采取措施

3.1  改善原燃料入炉质量

针对冬季原燃料特点，在烧结矿上喷洒CaCl₂溶液，降低了其低温还原粉化率^[2]。采取控制高炉槽下烧结给料料流，提高集中筛筛分效率，减少小于5mm粉末入炉。加强烧结及焦炭抽查力度，缩短信息反馈时间，及时指导高炉操作。每周定期清理振动筛筛眼，充分保证有效筛分。对于从原料场倒运焦炭，加强协调联系，尽量做到定时定量定仓，值班工长要勤观察、及时调剂，减少称量误差。如果烧结碱度波动大，可以烧结单仓分仓化验其化学成分，采用两仓料化学成分的平均值，输入计算机配料计算入炉，粉末较多的烧结可以间隔四、五批料搭配入炉。另外，在生矿仓内对接了蒸汽，防止上冻堵料。

3.2  调整操作制度

3.2.1  装料制度

由于原燃料变差，两座高炉都改变了装料制度。2004年11月，6号高炉由4OOCC+CCOO改为了5OOCC+2CCOO，矿批由12300 kg最低减到11900 kg；7号高炉经过数次反复调整，由O₃²⁹O₃²⁷O₃²⁵+C₃²⁹C₃²⁷C₃²⁵C₃¹⁸改为了边缘煤气流较发展的O₇²⁷C₉²⁵，矿批由18000 kg多降至13000 kg左右。两座高炉料线分别稳定在1500mm和1100mm。

3.2.2  送风制度

2004年进入冬季，为了稳定顺行，6号高炉曾短期将风压由200kPa控制在180~190kPa，7号高炉炉况则出现了较大波动，稳定性差，也控制了风压，数次调整风口布局，减小风口面积，进行异常炉况处理。在鼓风参数上，由于加湿急剧下降，为了维持合适的风口理论燃烧温度，风温、富氧使用都偏低，6号高炉由原来的950℃降至880℃或更低，富氧由原来的1800m³/h减到1000m³/h以下；7号高炉冬季风温、富氧也减少较多，只是在处理炉缸堆积时，富氧使用在1500m³/h左右。

3.2.3  热制度

两座高炉由于炉况不尽相同，[Si]控制也有差别。6号高炉操作方针中[Si]要求在0.45%~0.65%，实际[Si]基本控制在上限，2004年11月、12月和2005年元月分别为0.60%、0.64%、0.65%。7号高炉由于炉况波动大，高炉操作方针中[Si]也相应上调，由原来的0.50%~0.7%改为了0.60%~0.80%。

3.2.4  造渣制度

一般规定以炉温正常时，控制[S]在0.030%~0.045%之间来调整渣碱度。6号高炉常在1.15＋0.03范围之内，但是由于硫负荷增加，为了保证生铁质量，渣碱度最高调到1.23。在2005年春节前后的一天中，渣碱度由1.23连续下调到1.12，期间还走了数批酸料，高炉因渣碱度变高坐料一次。这也进一步印证，原燃料条件变化的确很大。当烧结中MgO由1.60%左右上升到2.00%时，曾稍微下调渣碱度，最低大约在1.05。7号高炉渣碱度控制在中下限。

3.3  中部调剂

运用中部调剂，消除炉墙粘结，有利于维护规则的操作炉型。以6号高炉为例，2004年进入冬季，高炉水压由原来的0.27MPa降至0.25MPa，临时控制了炉身、炉腰和炉腹冷却水流量。规定每班至少测量四次水温差。7号高炉在恢复炉况时，根据风压和时间的不同，对水压和炉墙冷却壁水温差做了调整；处理炉缸堆积，还暂时对炉底和炉缸冷却水水温差做了控制。

3.4  强化管理

加强人员和设备管理。统一四班操作思想，要求值班工长团结、协作，精心操作，认真协调好各工种之间的密切配合；炉前实行安全出铁确认制，加强对铁口的维护，及时出净渣铁，提高出铁均匀率，避免出铁跑大流、跑渣、撇渣器冻结等恶性事故发生；配管工加强对冷却设备的检查，2人8小时不断巡视，发现问题及时向值班工长汇报，果断采取措施，杜绝冷却设备向炉内漏水。在设备管理上，两座高炉都制定了周密严格的点检制度，对主要设备实行专业点检，责任到人，为高炉稳定顺行提供保障。

3.5  适当控制Al₂O₃、MgO入炉量

Al₂O₃对韶钢炉渣有如下影响：在一定条件下，含量低于15%时，对炉渣的熔化温度影响不大，对炉渣粘度影响也很小；含量在15%~18%时，炉渣熔化温度明显上升，炉渣粘度增加^[3]。安钢高炉炉渣与其相类似，渣碱度在1.15~1.20，炉渣中Al₂O₃≤14%，MgO 约在10%，炉渣流动性和脱硫能力良好^[4]，高炉生产实践中也是如此。为此，在炉料结构上，6号高炉去掉了Al₂O₃含量相对高的南非矿，减少了唐山球团配比，规定其配比一般不超过15%；7号高炉结合粉末含量情况，综合考虑去掉了唐山球团，增加了Al₂O₃含量相对低的海南矿使用比例，改用舞阳（水冶）球团，具体情况见表3。同时，向烧结配料反馈信息，以尽量提高烧结中MgO比例。

表3  　安钢380m³高炉2005年元月原料成分及炉料结构  　　　　　　%

4  分析及探讨

4.1  关于加湿

连续两年严寒冬季，6、7号高炉加湿大幅度下降后，炉况就出现波动，次年3月恢复了加湿，炉况就逐渐稳定顺行，生产指标逐渐变好，高炉稳定生产与加湿关系较大。分析认为，除原燃料在冬季质量不好外，更重要的是在风口理论燃烧温度变化不大时，加湿可以与高风温和大富氧相匹配综合应用于高炉。6号高炉加湿由5 g/m³使用到41g/m³，风温可以由880℃上用到950℃~1010℃，富氧由原来的1100m³/h加至2000m³/h，高炉顺行状况明显好转。较高的湿分可使炉缸热量和温度分布较均匀，利于高炉顺行^[5]。提高风温和氧量，可以改善渣铁物理热和流动性，从而活跃炉缸，促进高炉稳定顺行。此外，高炉顺行后又利于加足风压，采取措施逐渐抑制边缘煤气流，进一步打开中心煤气流。中心煤气流相对发展后，炉墙温度趋于稳定，炉底温度有所上升，煤气利用率提高，降低了炉顶温度，改善了炉顶设备工作条件，对6、7号高炉干法除尘系统十分有利。加湿对调节炉温较为经济实用。2005年4月下旬，6号高炉一中班全用风温后，料速连续两小时都各多跑一批料，若在冬季必须减风压控制料速，会造成煤气流有大的变化。但是工长逐渐关完了加湿1～2小时后，料速减慢，炉温回升，这避免了减风减产，便于稳定炉况。

4.2  合理控制煤气流

原燃料变差，为了维护顺行，两座高炉都采取了改变装料制度，发展边缘煤气流，缩小矿批等措施。但是，一段时间内观察出铁出渣，6号高炉有如下现象：出同一炉铁，铁水[S]前后差别较大；高炉风口较以往明亮，看风口预测的炉温与实际炉温相比，往往比实际要高。天气转暖，使用加湿41g/m³，风温用到950℃以上后，此类现象减少很多。高[Si]高[S]生铁也有所减少。这说明除了原燃料因素之外，边缘煤气流发展相对较多，中心煤气流相对不开，炉缸工作活跃程度降低，不利于脱[S]。如果一味地被动适应原燃料变差，过于发展边缘煤气流，由于煤气对粉末的抛掷作用，常常出现“过重”的中心^[6]，形成中心死料柱，使高炉适应原燃料波动能力变差，对高炉稳定顺行极为不利。

6号高炉在2004年11月初，装料制度由4OOCC+CCOO改为了5OOCC+2CCOO，后又根据炉况再次改为了4OOCC+CCOO，走发展边缘和中心两道煤气流，其夏冬两季节煤气曲线对比情况如图2所示，图中当日煤气利用率CO₂%由19.3%降到18.9%，变化仅为0.04%，高炉基本保持了炉况未出现大的波动。而7号高炉，由于使用无料钟技术时间短，缺乏实践和经验，边缘煤气流长期过于发展，其夏冬两季节煤气曲线对比情况如图3所示，图中当日煤气利用率CO₂%由19.5%变为了15.8%，相差达3.7%，致使高炉冬季对原燃料反应特别敏感，容易造成恶性炉况。这从两季节高炉平均煤气利用率可以进一步印证。6号高炉CO₂%夏季在18.5%~19.6%，与冬季17.7%~19.0%相差不多；而7号高炉CO₂%夏季在18.7%~19.7%，与冬季15.6%~17.5%相差较多。

炉底温度热电偶，插在高炉炉底中心，也能说明。6号高炉炉底温度在冬季降低不多，

大概有20℃，而7号高炉冬季炉底温度降低达40℃或更多。边缘煤气流过于发展反映在高炉操作上，7号高炉在2005年1月，炉温不好稳定，在炉温下行时，大幅度使用风温往往效果不大，常常被迫退焦炭负荷，甚至采取减风压、加净焦来防止炉温持续下滑。当轻负荷料或净焦下达时炉温偏高，又被迫采取大幅度撤风温来降炉温，恶性循环，更加不利于稳定

况。找出合适时机及幅度，控制煤气流，逐渐向相对中心发展型靠拢最为关键。这在实际

生产中往往不好、不宜把握。对于7号高炉，采用了大型水冷模块薄壁炉衬技术，容易造成

边缘煤气流发展^[7]，加上刚使用无料钟布料，更有待摸索。

4.3  维护操作炉型

合理的操作炉型对高炉长期稳定顺行十分重要，而且两者互益互利。2004年冬季，6号高炉曾由于边缘煤气流相对比较发展，致使炉身温度偏高，且不稳定，时粘时滑频率变多，炉腰温度偏低，炉底温度有所下降。如何做到既能适应原燃料，又控制好操作炉型呢？6号高炉首先短期适当控制了炉底冷却管水流量，使水温差由0.2℃上升到0.4℃~0.7℃，其次进行中部调剂。还在尽量稳定风口面积、长度、角度和布局的情况下，采取偏布料，定点压料，控制煤气流，效果不错。7号高炉在恢复炉况期间，在铁口两侧或对侧采取变速布料、扇形布料等，对稳定炉况起到积极有效的作用；在处理炉况时，果断降料线休风处理炉墙粘结，堵铁口对侧风口，从铁口两侧逐渐捅开风口，以先形成局部操作炉型进而逐步调整整个操作炉型，也对炉况的处理起到了十分有效的作用。

“小幅度稳步调整”，在两座高炉冬季炉况调整思路中比较明显。6号高炉打破了按照罐容拉焦炭，以调矿批来调焦炭负荷的传统思路，而是稳定矿批，以调焦丁来调焦炭负荷。采取中矿批，一般约在12200kg，避免了大矿批不适应质量较差的原燃料，小矿批压不住煤气流 。一方面稳定矿批有利于稳定煤气流，另一方面“小幅度稳步调整”，调整幅度不大，逐步加重边缘，等高炉适应些时间，再继续调整，便于适应能力差时的高炉逐渐适应小的调整。7号高炉在恢复炉况时由O₇²⁷C₉²⁵调为O₇^{27. 5}C₉^{25. 5}、O₇^{27. 8}C₉^{25. 8}、O₇²⁸C₉²⁶，最后经过数次小幅度调整，改为了O₇³¹C₉³⁰，炉况逐步趋于稳定。

6号高炉曾在2003年初，也是边缘煤气流比较发展，为了加重边缘，常采用循环加焦，加正装由4OOCC+3COOC改为6OOCC+CCOOC，加矿批由11400kg改为约13200kg，调整幅度较大，数次加上正装和矿批后，都被迫退回来，反复多次，有时还不得不再次退正装，适得其反，效果不太理想。还有我厂兄弟高炉在入炉炉料中配加白云石^[8]，一些厂运用了中心加焦技术。这些有待在380m³高炉上进一步实践、探索。

5         结语

严寒季节原燃料条件变差，不利于两座380m³高炉稳定顺行，高炉未上马喷吹系统时，保证足够的加湿压力和流量，可以与高风温和大富氧综合应用，便于高炉优化指标。两座380m³高炉在严寒季节生产，要针对外围条件和高炉当时炉况，适时适量控制合理的煤气流分布，走双峰型煤气曲线，逐步相对打开中心煤气流，尽量提高高炉抗波动能力，积极使用风温和富氧。在刚进入冬季，高炉出现不稳定征兆初期，及时果断控制住塌滑料，活跃炉缸，稳定操作炉型，对能否搞好整个严寒季节生产最为关键。