中天钢铁10#高炉焦炭波动对炉况影响分析与研究

摘  要：对中天钢铁10#高炉炉况波动及原因进行总结分析，分析炉况波动及恢复期间得失，积累经验教训，优化炉内操作，为后续生产操作提供指导及参考。

关键词：高炉；焦炭；炉况波动；处理

前言：中天钢铁10#高炉炉容1580m³,设计风口24个、铁口东、西两个铁口，平均日产5200吨，冷却壁冷却采用软水密闭循环，10#高炉于2022年1月25日仍时有出现低热情况。由于焦层透气性差，气流进一步走弱，风量萎缩，1月27日炉温上行，炉况难行，煤气流分布异常，高炉操作及管理者经过讨论，对炉况恢复、参数调整进行了分析研究。

1.10#高炉炉型参数

中天钢铁三座1580m3高炉炉型为矮胖型，高径比Hu/D=2.51，设有24个风口，2个铁口。高炉采用了PW紧凑型串罐无料钟炉顶，炭砖陶瓷杯炉底炉缸结构，干法布袋除尘，全冷却壁（6段灰铸铁＋8段铸钢+2段球墨铸铁），软水密封闭循环冷却，茵巴法炉渣处理工艺，3座卡鲁金顶燃式热风炉等多项先进技术、先进设备。 具有年产优质铁水500万吨的生产能力，其中10#高炉于2012年11月18日17:18点火投产

2炉况波动经过

2.1  高炉低热

 2022年1月24日10#高炉17:00 打入新焦炭，化验的热态指标优良，排料时把其步在了偏向中心位置当主焦使用，用量为总焦炭的50%，当天全天风量萎缩至3671m3/min。1月26日焦炭含粉含水偏高，热量状态整体偏差，铁水硅数（全天平均硅0.33）和热量（全天平均物理热1483℃），操作燃料比进一步上控至570kg/tfe，并补入15t净焦。

2.2  炉况波动

高炉失热，退冶强（氧气3000m3/h）退矿批（矿批25t）退负荷调（焦比450，负荷3.69，）退制度并加入循环焦（综合燃料比650kg/tfe）控制压差，调整炉况和气流。由于提炉温过程中碱度没能及时调整，碱度最高上行至1.44，高硅高碱导致炉内透气性进一步恶化且渣铁难出，最终导致煤气流分布失常，1月27日21:00——1月28日16:00 高炉慢风运行(风量2000m3/min，热压200kpa，压差100kpa)，伴随着多次局部管道和塌料热量再次下行至1440℃，且炉缸状态进一步堆积恶化，此间10:40高炉按20kg/tfe配吃锰矿洗炉，同时高炉采用组合焦和循环焦的形式共加入焦炭140t，综合燃料比650kg/tfe，10:40高炉配加锰矿20kg/tfe。1月28日 操作方针Si：0.8-1.10 R2 1.05±0.03 煤比60kg/tfe，综合燃料比600kg/tfe。17:00开始随着循环焦逐步反应，碱度下行合适，高炉逐步回风，风量逐步恢复至3400m3/min。但由于中套漏水和压差控制等原因导致，1月29日 2:03-2:15 炉况难行减风至250kpa，3:23-3:34炉况难行放风坐料。为稳定气流，高炉于7:26-8:13高炉休风堵4#、5#、6#、7#、16、#17#、18#、19# 八个风口恢复生产，复风矿批25t，焦比480kg/tfe，复风制度：角差3.92°以组合焦形式（30t、20t、10t）和循环焦形式补入大量净焦（160t）稳定气流，补足缺失热量。

1月29日 操作方针Si：0.8-1.10 R2 1.05±0.03 煤比60kg/tfe，综合燃料比600kg/tfe。复风后气流稳定受控，但由于复风料线较深（西尺10m，东尺8m），高炉加风节奏结合赶料线情况和炉温热量水平，缓慢加风，一步一平台稳步恢复。到21:00 热压加至250kpa，风量2650m3/min，捅开了7#、19#号风口。

1月30日，凌晨逐步上行的炉温和冶强与凉化堆积的炉缸，对出渣放铁的要求较高，连续两炉铁口空喷，炉内憋渣铁，再次导致了炉缸煤气流失常，煤气利用一度下行至30%，热量再次下行至1430℃，不得已再次减风稳定气流，压力一度减至140kpa。高炉在40批内连续加入两组的50t、30t、20t的组合焦 （综合燃料比830kg/tfe）稳定气流，提升热量。净焦下达前三小时，硅数先一步上行至1.87，果断开风口加风（捅开16#、6#、18#、4#），加快恢复节奏。组合焦反应后，硅数上升至2.8，热量1506℃，由于大量焦炭反应加上憋渣铁，煤气利用小幅下行至32%。高炉强化了炉前出铁组织，快开快出，及时将渣铁排出，稳定住了气流和走势。煤气利用逐步回升后，炉况逐步稳定风量站稳3000m3/min。

1月31日 操作方针Si：0.6-0.8 R2 1.1-1.15 煤比130-140kg/tfe。继续稳步恢复，18:55 捅开17#风口，热压逐步加至350kpa，风量加至3500m3/min，降焦比至430kg/tfe,逐步取消循环焦。

2月1日上午 9：08分随着5#风口捅开，10#高炉参数基本恢复正常。

3炉况波动原因

3.1  焦炭的质量和使用问题。首先，10号高炉打入焦炭为开炉焦，成分和性能很难界定明确。其次，开炉焦由于水分高，破碎后大量裹粉（含粉3%以上），严重恶化了高炉焦层的透气性。最后，高炉在使用新品种焦炭，直接就按照主焦比例50%使用，且直接把该种焦炭步在了中心位置，对于气流分布和死料柱影响较大，未能缓慢尝试性增加焦炭比例，稳步试用，是此次炉况波动的直接起因。

3.2  焦炭出现问题后高炉的应对能力不足。南通焦打入后，燃料比未能及时控制到位，持续下限炉温，热量不足，恶化高炉炉缸状态。加上料条中段南通焦水分高含粉高，高炉未能引起足够重视（未能果断减量使用，甚至停用），进一步恶化的料层透气性，造成了风量萎缩，气流进一步走弱，恶性循环。

3.3  炉况恢复过程中的操作和管理失误较多。

①1月27日白天恢复顺利，但是加净焦时未加入硅石调节碱度，造成夜班炉温上行后碱度较高，进而导致炉内渣铁排放困难，直接导致了炉况难行。

②1月28日恢复过程中提碱度畏手畏脚，导致整体碱度偏低，硫磺较高，热量难起。连续低热直接导致炉缸凉化和堆积，受风变得更为困难。

③1月29日在炉温上行过程中，出铁组织不得力，未能及时将冷渣冷铁排出，炉内憋渣憋铁直接导致了煤气利用失常。

④1月30日凌晨煤气利用失常后，综合燃料比控制较低，直接导致了1月30日整个白天都在等净焦下达提升炉温和热量，拖慢了恢复的节奏。

⑤1月30日21:00 由于大量组合焦下达炉缸，且炉温上行较高导致了出渣铁较为困难，煤气利用有小幅下滑。然而高炉操作者对于炉温趋势和煤气利用的下滑原因判断失误认为炉温还会下行，上调了风温还下控了风量，延误了恢复时间。

4炉况波动经验教训

1、原料的试用一定要制定明确的试用标准和流程，尤其是像焦炭这样的主要原燃料。首先确认其水分、成分和热态性能，其次确认粒级、能否过筛、是否含粉等，最后试用过程只能小比例逐步增加。一但某项指标超出试用标准范围，要求根据应对措施决定减量使用还是直接停用，试用标准由生产技术科出具，高炉作为试用方和生产技术科做好及时沟通反馈。

2、低热对于大高炉的炉缸状态和炉况的影响较大，所以在日常操作中因尽可能避免，甚至杜绝出现。一旦出现连续低热，高炉操作者在应对过程中一定要引起足够重视，在以往燃料比基础上提升一定比例的同时，一定要加足净焦补足缺失热量。调整力度能达到需要水平，平稳提升最好，若没有把握过量调剂加够焦比和净焦是底线。确认炉温上行可采取多项措施应对，但低热时间一定不能过长。

3、针对气流失常表现出来的煤气利用波动不稳以及边缘窜气水温差局部较高时，应对操作的总结如下：

①稳定气流的首要条件是控制好炉内压差，不能贪风量顶压差。

②如若亏料线较深，尽快将料线赶至6m以内，布料制度才能起作用。

③尽快排出炉内冷渣、冷铁，改善炉缸热量，根据炉缸蓄热需要硅数匹配碱度，保证透液性，使炉缸初始煤气分布不发生紊乱。

④实际料制的确定原则都是先放后压为原则。适当放中心有利于边缘气流的稳定。

4、高炉炉况失常，无论是炉缸状态失常还是煤气流分布失常，都需要大量净焦提供热量，稳定气流分布，焦炭的加入量与加入方式值得大家探讨。

①正常料线时循环焦的计算原则。依据1个点煤气利用折合焦比比8kg/tfe，硅数提升0.1%增加焦比4kg/tfe，最后加上失常前提炉温所需燃料比为最终所需燃料比。

②亏料线时的集中加焦的计算原则。在循环焦给足所需燃料比的基础上，按照亏1m料线补加3-5t净焦为基础原则，如8米料线可以加25-40t，根据炉况选择，如果赶料线时发生较深塌料则按照现有深度重新计算。

③净焦的加入方式。高炉仅仅是低热，仅需要提炉温提热量时可以按照循环焦的形式加入，长期加入需折算好综合燃料比。

7、恢复过程中碱度的调剂。

①正常配料时的碱度调剂。考虑的恢复炉况时冶强较低，烧结矿的使用周期较长。每次原料烧结打料都要把对应时间碱度记录下来，按照上料时间带入匹配调剂碱度。碱度的调剂一定要及时把当下硅数和目标硅数带入校合，保证在炉温起伏过程中稳定受控。

②集中加焦的硅石匹配。前期低热加焦量少时，由于硅的还原能力较差补加硅石一定要慎重，硅石的加入以10t焦炭+1t硅石为匹配原则。发展到处理炉况需要大量加焦甚至加组合焦时，考虑到组合焦下达硅数上行明显，硅石的加入以10t焦炭+（1-2）t硅石为原则（碱度过高或者过低需要集中调剂时还可以匹配0.5t配合调剂）。

参考文献：

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