供稿|林鐵森，謝孔明 / LIN Tie-sen, XIE Kong-ming

本鋼7號高爐于2005年9月開爐，有效容積為2850 m3，共設(shè)30個風(fēng)口。采用了諸多新技術(shù)，主要有串罐無料鐘爐頂、新INBA法水沖渣、銅冷卻壁、比肖夫煤氣清洗系統(tǒng)、軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)、高爐余壓發(fā)電(TRT)等。

7號高爐自開爐以來，高爐煤氣利用率始終在43%~45%之間徘徊，為進(jìn)一步提高煤氣利用率，降低生鐵成本，2012年4月在操作上采取各種有效措施對提高煤氣利用率進(jìn)行了技術(shù)攻關(guān)，高爐煤氣利用率逐步達(dá)到48.5%~49%國內(nèi)領(lǐng)先水平，燃料比逐步下降每噸鐵到495~510 kg。

限制因素分析

高爐煤氣自爐缸風(fēng)口區(qū)產(chǎn)生向上運(yùn)動與下降的爐料相互接觸，把煤氣的熱能和化學(xué)能傳給爐料，完成冶煉過程。煤氣流攜帶的熱能和化學(xué)能，在與固體爐料和液態(tài)渣鐵逆向運(yùn)動中完成動量傳遞和熱量傳遞，它決定著煤氣化學(xué)能和熱能的利用效率。爐料下降與上升煤氣流相互運(yùn)動是否順暢，煤氣流分布是否合理等將直接影響高爐活躍狀態(tài)、料柱透氣性和透液能力。這些因素將直接影響到高爐鐵水的生產(chǎn)成本，在高爐生產(chǎn)實踐中提高煤氣利用率的意義至關(guān)重要。

未燃煤粉對煤氣利用率的影響

7號高爐目前煤比在每噸鐵165 kg左右，在高煤比冶煉條件下，未燃燒的煤粉量增加并吸附在爐料表面和沉積在焦窗中，特別是沉積在中心部位，會嚴(yán)重惡化爐料透氣性，造成中心氣流受阻，邊緣氣流發(fā)展和爐況不順。影響煤氣流的合理分布和爐料的順利下降，導(dǎo)致煤氣利用率降低、燃料比升高。7號高爐采取高富氧率、高風(fēng)溫和合理的理論燃燒溫度、廣噴和均噴等技術(shù)措施，進(jìn)一步提高煤粉燃燒率。

提高煤氣利用率對順行的影響

高壓差與煤氣利用率是對立統(tǒng)一的。一方面，沒有壓差就沒有煤氣利用率，保持高煤氣利用率需要有一定的壓差。但爐內(nèi)壓差升高后，爐料下降的阻力將增加，這樣不利于高爐順行。為此我們采取適當(dāng)擴(kuò)大風(fēng)口面積，并配合上部疏導(dǎo)邊緣，增加鼓風(fēng)動能，保證中心和邊緣兩股氣流的發(fā)展，在保證高爐順行的基礎(chǔ)上提高煤氣利用率和降低燃料消耗。

原燃料質(zhì)量與煤氣利用率的關(guān)系

原燃料質(zhì)量對高爐煤氣分布的影響體現(xiàn)在：一是原燃料粒度，原燃料粒度越小越不均勻，對煤氣的阻力越大，越易引起煤氣分布紊亂；二是原料的低溫還原粉化性能，球團(tuán)礦的還原膨脹性能，這在爐內(nèi)中、低溫區(qū)引起原料粒度的變化，從而引起煤氣分布紊亂；三是原料荷重還原軟熔性能含鐵料的品位，它決定著高爐冶煉過程中的軟熔帶的位置，形狀和厚度。四是焦炭的高溫冶金性能，焦炭高溫冶金性能差導(dǎo)致爐內(nèi)軟熔帶以下焦炭粒度過小，增加渣鐵在焦炭中的滯留時間，煤氣難于透過滴落帶，易導(dǎo)致下部煤氣分布紊亂。

提高煤氣利用率的措施

通過不斷優(yōu)化裝料和送風(fēng)制度，采取一些強(qiáng)化手段，如高風(fēng)溫(1200~1205 ℃)，高富氧率(3.99%以上)，穩(wěn)定高頂壓操作(225 kPa)，大礦批冶煉(礦石批重83 t、焦炭批重16.3 t)，大噴煤技術(shù)(煤比每噸鐵165~170 kg)等，無疑對提高煤氣利用率起到了關(guān)鍵作用。在高爐穩(wěn)定順行前提下，進(jìn)一步提高煤氣利用率，為此，采取了相應(yīng)措施。

以精料為基礎(chǔ)，減少入爐原料粉末和穩(wěn)定原燃料成分波動

精料是高爐穩(wěn)定順行和強(qiáng)化冶煉的基礎(chǔ)，同時也是提高煤氣利用率的重要條件。煤氣利用率提高后，爐內(nèi)壓差升高，為保持爐況順行，加強(qiáng)入爐原燃料管理，減少粉末和成分波動至關(guān)重要。

◆ 加強(qiáng)燒結(jié)礦篩分工作，減少粉末入爐

7號高爐爐料結(jié)構(gòu)為64%燒結(jié)礦，29%球團(tuán)礦，7%天然塊礦，其中燒結(jié)礦主要是燒結(jié)機(jī)面積為75 m2和265 m2兩種燒結(jié)礦。經(jīng)過燒結(jié)、破碎、運(yùn)輸和落下裝入燒結(jié)礦槽易產(chǎn)生粉末，8個燒結(jié)礦槽和5個焦槽均設(shè)有振動篩，在日常生產(chǎn)中，每班定期檢查及時清理振動篩，以提高篩分效果。

◆ 穩(wěn)定入爐原料成分

燒結(jié)礦主要來自本廠自產(chǎn)75 m2和265 m2兩種燒結(jié)礦，采取1~6號礦槽主要裝75 m2燒結(jié)，7~8號礦槽主要裝265 m2燒結(jié)。265 m2燒結(jié)礦每批穩(wěn)定在25 t左右。焦炭采用本鋼焦化廠焦二干熄焦和老爐大塊水熄焦混合使用。這兩種焦的水分、強(qiáng)度差別很大，采取焦二生產(chǎn)的焦炭裝在1～3號焦槽、老爐焦炭裝在4~5號焦槽，并按比例均勻篩分。采取上述措施有效遏制了因成分波動造成爐況不順的因素。

裝料制度的調(diào)整

以穩(wěn)定焦炭平臺為基礎(chǔ)，合理確定礦焦環(huán)數(shù)和布料圈數(shù)。在中心氣流不變的情況下，邊緣氣流略有發(fā)展。十字測溫中心溫度穩(wěn)定在600 ℃左右，邊緣溫度控制在90~120 ℃之間，邊沿氣流穩(wěn)定了，爐墻渣皮穩(wěn)定，從而達(dá)到煤氣流的合理分配，提高煤氣利用率降低燃料比和焦比。

礦角差為9.5°，在布料時將焦丁和球團(tuán)布在邊緣，避免了向中心滾動和滑移。煤氣流分布穩(wěn)定，煤氣通過環(huán)帶和邊緣的阻力減小，在大礦批下爐況能夠長期穩(wěn)定順行。

送風(fēng)制度的調(diào)整

7號爐以前是以中心加焦為主，配合小風(fēng)口徑，營造出強(qiáng)烈的中心氣流，煤氣利用程度不高，導(dǎo)致高爐焦比和燃料比高。在提高煤氣利用過程中采取的減少中心加焦比例，適當(dāng)放開邊緣的過程中，適當(dāng)擴(kuò)大風(fēng)口面積，并配合上部疏導(dǎo)邊緣氣流，增加鼓風(fēng)動能，保證中心氣和邊緣兩股氣流存在。

◆ 合理選擇風(fēng)口面積

為了增加風(fēng)口回旋區(qū)的深度，增加鼓風(fēng)動能，活躍爐缸。7號高爐重新調(diào)整風(fēng)口布局及長度，所用風(fēng)口為14個直徑為125 mm的風(fēng)口和16個直徑為120 mm的風(fēng)口，風(fēng)口面積為0.3528 m2，實際風(fēng)速210~220 m/s。

提高煤粉燃燒率

實現(xiàn)風(fēng)口全開，均勻噴吹

7號高爐噴吹系統(tǒng)采用雙系列、雙罐并列、兩根噴吹主管加兩個分配器噴吹工藝，在噴吹主管上采用二次補(bǔ)氣對噴煤量進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以完成對煤量的微調(diào)，力爭做到每小時煤量波動穩(wěn)定在0.3 t以內(nèi)，達(dá)到均勻噴吹的目的。7號高爐設(shè)有30個風(fēng)口，在噴吹煤粉時，盡量力爭全部風(fēng)口噴吹。

混合煤噴吹

由于無煙煤揮發(fā)分低，燃燒性不好，但發(fā)熱值較高，噴吹無煙煤安全問題容易解決。缺點是煤質(zhì)差，不易燃燒，影響煤粉燃燒率。煙煤揮發(fā)分高，可磨性和燃燒性好，但發(fā)熱值較低。因此，單噴任何一種煤粉都不經(jīng)濟(jì)。因此，我們采取了在無煙煤中配入一定比例的煙煤，混合煤的可磨性好，制粉能力得到提高，同時也降低了磨煤能耗。具體措施是控制好配煤比例、制粉溫度，使煤粉粒度控制在合理范圍內(nèi)。7號高爐采用混合噴吹(30%煙煤，70%無煙煤)，效果良好。

合理使用焦丁

在礦批中配加一定比例的小塊焦(每批料1.3 t)，并把其布在邊緣，焦丁比穩(wěn)定在35~40 kg/t 。小塊焦起到改善邊緣煤氣流的作用，同時還能降低軟熔帶的壓差，改善料柱的透氣性。

效果分析

7號高爐通過調(diào)整操作制度、高風(fēng)溫和大煤比等技術(shù)措施，強(qiáng)化高爐冶煉和工藝管理，煤氣利用率穩(wěn)定提高，焦比逐步降低，見表1。

表1 2011年~2013年指標(biāo)

結(jié)束語

提高煤氣利用率是以高爐順行為前提，以降低燃料比為目的。本鋼7號高爐生產(chǎn)實踐證明：通過采取大礦批、高風(fēng)溫、高頂壓、富氧大噴煤等綜合技術(shù)措施，以發(fā)展中心氣流穩(wěn)定環(huán)帶的方針，保證中心和邊緣兩股氣流合理分布。有效保證了爐況長期穩(wěn)定順行，實現(xiàn)了煤氣利用率的穩(wěn)步提高，燃料比逐步降低至495 kg/t，大大降低了煉鐵生產(chǎn)成本。