楊耀明

（湘潭鋼鐵集團有限公司，湖南 湘潭 411101）

摘 要：對湘鋼 3 號高爐成功實施取消中心加焦布料模式調整進行總結，重點對取消中心加焦的具體方法進行闡述，取消中心加焦的前提條件是爐況穩定順行、爐缸活躍、中心氣流強；取消中心加焦過程要盡量維持爐況穩定，在減少中心焦量的同時適當疏松邊緣，逐步減少中心焦量和外抬小焦角角度，進而取消中心加焦布料模式；3 號高爐于 2005 年 2 月大修開爐，開爐時使用中心加焦布料模式，因鋼材市場形勢不好，鋼材價格下降，成本壓力增大，加之爐缸有兩處爐皮開裂，3 號高爐于 2011 年嘗試取消中心加焦，進而降低消耗，減少爐缸鐵水環流對炭磚的沖刷；經過多次嘗試，最后成功取消中心加焦，燃料比由 550 kg/t 降至 530 kg/t以內。

關鍵詞：高爐；中心加焦；燃料比

湘鋼 3 號高爐有效容積 1 080 m³ ，設一個鐵口、一個渣口、20 個風口；爐缸使用西格里炭磚，采用陶瓷杯技術；冷卻系統采用板壁結合工業水循環冷卻；裝配爐頂料面紅外檢測裝置、爐頂煤氣分析裝置，采用小車上料，PW無鐘并罐爐頂，配套 TRT 余壓發電系統；三座內燃式熱風爐，服役兩代爐齡，平均風溫為 1 040 ℃。第二代爐齡于2005年2月7日建成投產，采用中心加焦布料模式，投產第四天利用系數達到 2.0t/（m³ ·d），冶煉強度一直處于較高水平，最高月利用系數達到2.81 t/（m³ ·d）；但消耗和同類型高爐相比一直偏高，隨著鋼材價格下降，成本壓力增大。3號高爐于2011年6月開始嘗試取消中心加焦，降低消耗；經過多次嘗試，最后把中心加焦取消，燃料比由 550 kg/t 降至 530 kg/t 以內。但公司使用低品位礦后，高爐渣比增加，為確保爐況順行，高爐被迫于 2012 年 2 月恢復中心加焦模式；隨著入爐品位回升后又于 2012 年5月取消中心加焦，消耗回到530 kg/t以內。

1 中心加焦技術的應用

中心加焦技術具有很好的抗波動能力，尤其是原燃料變差時有利于爐況順行，但也存在消耗高、爐缸環流強度大、爐頂溫度高等缺點^［1，2］ 。3 號高爐開爐以來一直使用中心加焦技術，燃料比長期維持在550 kg/tFe左右。隨著鋼材市場壓力增大，降消耗成為主要目標，加之高爐進入爐役晚期，爐缸區域爐殼于4# 風口區域垂直開裂1米，10# 風口區域垂直開裂3米，急需高爐改變生產模式，減弱爐缸環流沖刷，減弱爐缸應力，增加爐缸透液透氣性以確保爐缸安全。高爐多次嘗試取消中心加焦，均引起爐況波動，最后回歸中心加焦模式。取消中心加焦前，高爐長期使用裝料制度為O：^43.5₃ ^40.5 ₄^37.5₃ ³⁵ ₂^32.5₂ C：^40.5 ₂ ^37.5 ₂³⁵₂ ^32.5 ₂¹¹ ₄。

2 取消中心加焦過程及效果

2.1 取消中心加焦過程

3號高爐中心加焦經歷了取消→恢復→取的過程，主要經歷了如下幾個階段，其變化見表1。

2.1.1 第一階段：減少中心焦量，小焦角外移

從 2011 年 1 月開始，3 號高爐中心焦量由4 圈逐步減少至 1 圈，同時縮小平臺寬度，對邊緣進行疏導，確保煤氣通道，裝料制度變化由 O：^43.5₃ ^40.5 ₄^37.5₃ ³⁵ ₂^32.5₂ C：^40.5 ₂ ^37.5 ₂³⁵₂ ^32.5 ₂¹¹ ₄逐步過度到 O：^43.5₃ ^40.5 ₄^37.5₃ ³⁵ ₂^32.5₂ C：^40.5 ₂ ^37.5 ₂³⁵₂ ^32.5 ₂¹¹ ₄。

隨著中心焦量的減少，邊緣氣流通道不足導致多次出現邊緣局部氣流管道；調整上部， 將焦前礦拿掉，同時角度整體內移，取得較好效果，裝料制度如下：O：^43.5₃ ³⁷ ₄³⁴₃ ^30.5 ₂C：^39.5 ₂ ³⁷ ₂³⁴₂30.5 ₂¹⁵²。 爐況穩定后，繼續抬焦炭角度，6月份完成取消 中心加焦，后期裝料制度基本穩定在 O：^39.5₃ ³⁷₄³⁵₂ ³² ₂ C：^39.5 ₂ ³⁷ ₂³⁵₂ ³² ₂²⁷²，第一階段調整基本完成，燃料比由以前的546 kg/t降至528.66 kg/t。

這次取消中心加焦過程歷時6個月，中間出現過反復，總結了幾條規律：（1） 取消中心加焦的前提條件是爐況穩定順行、爐缸活躍，中心氣流強，高爐整體受熱、受憋能力要強；尤其是單鐵口高爐，因其出鐵間隔時間長，如果出鐵前壓力波動大，會給后面取消中心過程帶來不利影響。（2） 在取消中心加焦過程中，盡量保持原燃料穩定，尤其是焦炭質量要穩定。 （3） 高爐煤氣流主要指中心氣流和邊緣氣流， 高爐的穩定需要兩道氣流平衡，任何一方過強或過弱都會導致氣流失衡，進而影響爐況順行。中心加焦的高爐氣流表現為中心焦炭料柱較大，中心氣流呈現大而不強、流速低的狀況，大量煤氣從中心流出，導致煤氣利用差；取消中心加焦過程就是減少中心焦量，改善料柱整體透氣性，讓中心氣流變少、變強，讓更多礦石平臺有煤氣流通過，改善高爐間接還原，進而改善煤氣利用，降低燃料比^［3］ 。（4） 中心減焦過程要緩慢，至少間隔2個冶煉周期；待風量、壓差恢復調整之前并穩定后，才可進行下一步調整，待中心焦量減至 1 圈后可適當抬焦炭角度。（5） 抬焦炭角度不能太大，可一次抬 2°，同時增加焦炭環數，確保中心氣流變化不大，減焦和抬角度不可同時進行。（6） 在減焦和抬焦炭角度的同時，根據爐況表現可適當疏松邊緣，增加邊緣氣流通過量，給煤氣流一個通道，否則影響爐況順行。隨著中心焦量的減少，減少的焦炭會平均分布在礦下，改善整個料柱的透氣性，改善煤氣利用的同時更有利于爐況順行^［4］ 。（7）一旦出現爐況難行、懸料等情況需要立即退回，保持爐況穩定，減少損失。

2.1.2 第二階段：入爐品位大幅下降，恢復中心加焦布料模式

2011 年下半年，高爐入爐品位由 58% 逐步下降至55%（見圖1），渣比上升，高爐風量萎縮，高爐順行狀況變差，加之爐缸開裂嚴重，高爐被迫堵一個風口作業（爐皮開裂上方）；從2012年2月開始，裝料制度逐步退回中心加焦模式，確保了爐況穩定順行，但消耗也隨之上升。

2.1.3 第三階段：再次取消中心加焦

隨著入爐品位的上升，順行問題解決，高爐于 2012 年 5 月再次取消中心加焦。因為有了第一次取消中心加焦經驗，這次比較容易，只用了3個月就取消了中心加焦。這次取消過程和2011年上半年有一些區別，因為 10# 風口爐皮開裂加劇，由 3 米裂縫增加到 6 米，高爐被迫堵10# 風口，風口面積和上次相比小了（見表 2），風速更高，動能更強，焦炭小角度由上次的25° 抬至34°，焦炭由5環減至4環，礦下焦炭更多，料柱透氣性更好；所以風量不但沒下降，反而上升。爐況抗波動能力增強，在修補砂口時高爐可2個半小時不出鐵，只需停氧即可；而且高爐爐頂溫度降低，保護了爐頂設備，高爐定修周期由以前的3個月延長至4個月以上。

2.2 取消中心加焦須堅持的幾個原則

（1） 逐步減少中心焦量，通過減少中心焦量可增加礦下透氣性，收攏中心；（2） 疏松邊緣，中心通道壓縮后，要給氣流預留通道；否則邊緣容易出氣流 ， 從而影響爐況順行^［5］。 （3） 取消中心加焦過程要保證爐缸活躍性，爭取取消過程風量不萎縮，如風量下降過多，則往回退，先保爐況順行。（4） 外抬中心焦角過程可適當增加小焦角焦炭量，確保中心通道。（5） 取消中心加焦過程可適當縮小風口面積，確保中心吹透。

2.3 效果分析

取消中心加焦能改善煤氣利用，可降低燃料比15～20 kg/t，結果見表2。

在取消中心加焦期間降低了爐頂溫度，延長爐頂檢修周期 （見圖 2、圖 3） 高爐檢修周期由以前的2～3個月延長至4月以上。

5  結 論

（1） 中心加焦高爐在取消中心加焦時須具備爐況順行穩定、爐缸活躍、中心氣流強等條件，強行取消中心加焦容易導致高爐波動。為了不影響產量和消耗，取消中心加焦過程應盡量緩慢進行，逐步改善料柱透氣性。

（2） 取消中心加焦可降低燃料比15~20 kg/t，有效的降低高爐燃料成本。

（3） 非中心加焦高爐減弱了鐵水環流對爐缸側壁侵蝕，延長了高爐使用壽命。湘鋼3號高爐在爐缸大面積開裂的情況下確保了安全停爐。

參考文獻：

［1］ 陳培敦，孫其德，薛玉卿，等.泰鋼1號高爐取消中心加焦的研究與實踐［J］. 中國冶金，2019，29（1）：48- 51.

［2］ 盧保軍 . 山鋼日照 1 號高爐取消中心加焦實踐［J］. 煉鐵，2019，38（6）：52-55.

［3］ 盛亞，陳德圈，章銘明 . 武鋼 5 號高爐取消中心加焦工業實驗［J］.鋼鐵研究，2015，43（2）：10-14.

［4］ 朱薛輝，楊羅宋，彭濤，等 . 漣鋼 8 號高爐取消中心加焦降燃料比實踐［J］. 金屬材料與冶金工程 ， 2014，42（4）：36-38.

［5］ 劉廣全.新鋼6號高爐取消中心加焦生產實踐［J］.江西冶金，2015，35（1）：16-17，21.