【技術文摘】一項基于高爐邊緣氣流不均勻的 布料技術應用

來源：市場資訊

（來源：中國煉鐵網）

李貫中

（湖南省華菱漣源鋼鐵集團有限公司煉鐵廠）

摘 要 煤氣流合理分布是高爐操作調劑的核心任務，而邊緣氣流的均勻性又居氣流合理分布的首位。漣鋼2800m3高爐通過優(yōu)化布料模式，解決了以往長期存在的邊緣氣流分布不均勻、易產生管道行程現(xiàn)象，實現(xiàn)了高爐長期穩(wěn)順，高產低耗。

關鍵詞 高爐布料技術 氣流分布 邊緣氣流

1 前言

漣鋼8號高爐有效容積2800m3，于2013年3月22日點火開爐，高爐爐頂采用并罐式無料鐘布料設備。和全國多數(shù)大型高爐一樣，上部布料基本模式為礦、焦同角布料，適當抑制邊緣氣流。但自開爐以來，爐況的長期穩(wěn)順問題一直沒有得到根本解決。具體表現(xiàn)為壓差高，風壓波動大，即使在順行的月份也存在上述現(xiàn)象，且消耗居高不下。抑制、發(fā)展邊緣氣流，開放中心，都不能從根本上解決風壓不平穩(wěn)的問題，且調整稍有不慎就會出現(xiàn)爐缸堆積等影響爐況順行的伴生現(xiàn)象。分析其根本原因在于邊緣氣流分布不均勻、易產生管道行程。而產生這一現(xiàn)象的根源在于邊緣礦石的粒級分布差和球團、塊礦的不同質性。

2 入爐原料情況及對比

8號高爐使用的燒結礦為130m2和180m2兩臺燒結機所生產，外加部分280 m2燒結機生產的燒結礦，槽下燒結礦樣的粒級分布如表1。

從上述數(shù)據(jù)可以看出，燒結礦的粒級分布差，小粒級比例偏高且粒級組成很不穩(wěn)定。

8號高爐槽下料倉為并列式，球團、塊礦和燒結礦混在一起稱量，進一步加劇礦石在邊緣粒級分布的惡化。

3 抑制邊緣布料制度時期的爐況

3.1 高爐工況

燒結礦質量不穩(wěn)定，高爐入爐原料條件與大型高爐需求存在差異。以往大、小燒分級的配料結構時，采取“抑制邊緣，開放中心”的操作模式短時期可維持大風大氧作業(yè)，但煤氣利用水平不匹配，邊緣氣流不均勻、不穩(wěn)定，開放中心的操作，造成中心焦比例偏高且難以降低，高爐煤氣流難以穩(wěn)定，量壓波動頻繁，整體壓差偏高。

3.2 爐型的征狀

保持合理的操作爐型是高爐長期穩(wěn)順、高效生產的保障，要使高爐爐墻既不發(fā)生黏結，又無過快侵蝕，爐內渣皮始終需保持一種動態(tài)平衡，邊緣氣流均勻分布，兩股氣流均衡發(fā)展。以往爐況難以長期穩(wěn)順，表現(xiàn)在冷卻壁溫度波動頻繁，特別是局部周期性波動（如圖1）， 調整上部制度后，難以維持長期穩(wěn)定。

4 上部布料制度的演變

上、下部操作制度是高爐操作諸多矛盾中的主要矛盾，高爐要長期穩(wěn)順，必須協(xié)調解決好這對矛盾。而高爐一旦投入正常生產，上部布料制度的調整應用就成為協(xié)調平衡這對矛盾的關鍵手段。

4.1 布料角度

漣鋼8號高爐爐頂布料角度的理論計算和激光實測數(shù)據(jù)如下：

（1）爐料落點在1/4（di+di+1）處，即：

n = 1/4（di+di+1）

計算得：

通過計算和測量可以確定漣鋼8號高爐的邊緣布料角度在42.5°左右。

4.2 布料矩陣對比分析

常規(guī)布料模式調整手段固化，調整角度時，焦炭、礦石角度需要同時調整；新的布料模式調整更加靈活，可以固定焦炭或礦石某一平臺，根據(jù)氣流走勢單獨調整其它角度（見表4不同時期的常用布料制度）。

4.3 以往布料制度分析

8號高爐自2013年3月22日開爐后，長期采用

(C代表焦炭，Ol代表大燒、雜礦、焦丁，Os代表小燒），大、小燒分級入爐作用沒有得到充分發(fā)揮。爐況相對穩(wěn)定時使用小燒穩(wěn)定邊緣氣流效果明顯，但氣流欠穩(wěn)時小燒的影響多于其正面作用，弊大于利。因此2017年經歷了2月～5月的爐況波動后，5月14日取消了大、小燒分級入爐。此時布料模式仍是礦、焦同角，常用模式

；以上兩種模式都存在爐況量壓波動頻繁，整體壓差偏高的現(xiàn)象，中心焦量偏多且難以降低，長時間作業(yè)造成中心死區(qū)肥大，爐缸中心透氣透液性變差，煤氣利用率偏低，燃料消耗高。

4.4 新的布料模式

通過理論分析，綜合8號高爐操作爐型及長期的爐況走勢，改變以往焦、礦同角

的布料模式，采用焦、礦獨立布料角度系統(tǒng)

分別搭建布料平臺，上部調劑的操作性增強，調劑手段增多，可以穩(wěn)定焦炭（或礦石）平臺，單獨調整礦石（或焦炭）角度和角差，達到精準調節(jié)邊緣、中心兩股氣流的目的，且焦炭角度大一個檔位，同時調整槽下入爐料的順序，讓球團和塊礦不混在邊緣，焦丁由延時5秒增加至延時30～45秒放入礦石中，這樣布在邊緣的爐料就只有焦炭和燒結礦，進一步增強邊緣爐料的均質性，結合下部風口布局的調整優(yōu)化，氣流穩(wěn)順，煤氣流分布更加合理，高爐長期穩(wěn)定，抵抗外部干擾能力增強。

5 取得的效果

通過摸索實踐，根據(jù)實際操作爐型，優(yōu)化上部操作制度，逐步調整氣流走勢，邊緣氣流均勻暢通，保證兩股氣流均衡發(fā)展。中心焦比例由30%降低至18%左右，煤氣利用率大幅提高，相同操作參數(shù)下，高爐整體壓差水平降低10kPa以上，穩(wěn)定性增強。

新的布料模式有效解決了邊緣氣流分布不均的問題，兩股氣流相對均衡穩(wěn)定發(fā)展。通過不斷優(yōu)化礦焦角差、礦角差，穩(wěn)定焦炭平臺的情況下，氣流漸趨平穩(wěn)合理，煤氣利用率不斷提升，爐頂溫度逐步穩(wěn)定在160℃左右，爐頂溫度四點平均溫差由以往的25℃逐步穩(wěn)定在10℃左右，邊緣周向溫度趨于穩(wěn)定（圖3）。各項指標均合理穩(wěn)定（圖4）、燃料消耗處于較好水平（圖5）。

6 結論

（1）日常生產調劑過程，邊緣氣流的均勻性居于氣流合理分布的首位。

（2）通過合理矩陣及調整入爐料分布的應用，可以克服原燃料的缺陷。

（3）優(yōu)化入爐料順序，進一步增強邊緣爐料的均質性，邊緣氣流均勻穩(wěn)定，為高爐長期穩(wěn)順，降低消耗奠定基礎。