湘钢4号高炉2006年生产技术进步
熊毅
（湘潭钢铁集团有限公司炼铁厂）
摘要：湘钢4号高炉开炉后通过加强原燃料管理，增加富氧率提高喷煤比，不断优化高炉操作，在高炉强化冶炼方面取得了新的突破，达到了高炉强化冶炼和提高经济效益的目的。 关键词：高炉 技术进步 强化冶炼
1、前言
湘钢炼铁厂4号高炉有效容积1800m3,2004年底开炉。投产后经济技术指标在全国同类型高炉中仅处于中等水平。进入06年，在铁矿石涨价和运输困难的情况下，原燃料质量水平有所下降，面对严峻的生产形势，铁厂通过抓精料，优化高炉操作等，不断进行科学管理和技术攻关，积极探索高煤比条件下的高炉操作制度，使4号高炉进一步强化并取得了新的突破，各项经济技术指标（见表1）。
表1：4高炉2005年、2006年、2007年1~5月份高炉主要经济技术指标对比
时间 05年 06年 07年
系数 3
t/m.d 2.393 2.655 2.792
焦比 焦丁 煤比 kg/tFe kg/tFe kg/tFe 354.93 34.74 133.47 350.15 23.57 142.21 344.70 24.02 148.85
冶强 3
t/m.d 0.872 0.939 0.989
风温 ℃ 1127 1093 1120
负荷 t/t 4.690 4.765 4.875
慢风率 休风率 % % 0.43 2.56 0.04 0.96 0.03 0.54
CO2
% 20.28 20.80 21.20
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2、2005年4号高炉生产概况
05年因工艺、设备等原因，高炉频繁慢风及休风；原燃料质量尤其是焦炭热态指标比较差，不能满足大高炉强化要求，再加之高炉一直未能摸索形成合理稳定的基本的上、下部制度，矿石平台太窄，煤气流分布不合理；圆周工作不均匀，压量关系不合理，压差最高达200kPa； 热制度波动大， 05年共发生管道炉凉事故8次；高炉炉况的稳定性较差，可控难度大，极易出现悬料、管道、炉凉、炉况失常等；风口破损严重,年烧损风口高达123个，05年共损坏冷却壁勾头56块，严重危害高炉的长寿。 3、2006年生产技术进步
3.1强化原燃料管理，优化炉料结构
3.1.1进一步加强精料工作，减少原燃料入炉粉末
精料就是全面改进原燃料的质量，保证高炉能在大风、高压、高风温、高负荷的生产条件下仍能稳定、顺行。通过采取一系列措施，使入炉原燃料粉末较05年有较大程度的下降（具体指标见表2）。
表2：4高炉入炉原燃料筛分情况对比（高炉槽下筛分数据）
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时间 05年 06年 烧结矿＜5mm
5.0% 2.5% 球团矿＜5mm
2.5% 2.4% 块矿＜5mm 2.5% 2.0% 焦炭5～10mm
2.1% 1.9%
3.1.2加强槽下振动筛管理和槽上料槽槽位管理
在保证上料速度的前提下适当延长筛子空振时间充分利用自清理器，保持筛网干净；尽量控制料仓下料口的下料量，并使料流在筛片上均匀分布。严格烧结矿、焦炭、球团矿等物料的槽位管理，做到半仓卸料，杜绝了原燃料出现低槽位现象减少二次粉末。
3.1.3对原料场块矿筛进行改造
原块矿筛在阴雨天气易板结，筛分效果差；后改造为强力筛，具有振幅大、较低频率和弹性筛面的特点，工作过程中始终保持最大的开孔率，筛分效果好。 3.1.4 提高焦炭质量并减少焦炭水分波动
新焦炉配备有干熄焦系统，干熄焦冷热强度、水分等指标明显优于水熄焦（见表3），为了避免水熄焦与干熄焦分开集中使用，而导致炉况的波动，水熄焦与干熄焦严格按照1：1的比例混合使用。
表3：同批次水熄焦与干熄焦质量对比
水熄焦 干熄焦
M40% 86.5 81.0
M10% 7.0 7.3
Ad% 12.73 12.55
CRI% 28 29
CSR% 68.70 68.70
3.2加强有害元素的监控，指导高炉操作
入炉的碱金属不能从高炉有效排出，就必然会滞留在高炉内不断循环富集，对料柱透气性产生不利影响，严重侵蚀高炉炉衬；同时还能使烧结矿、球团矿及焦炭的冶金性能变坏而对高炉冶炼产生不利的影响。
通过对铁厂其他高炉炉墙中、上部结瘤的分析总结，在生产过程中重点关注操作炉型的维护，加强对高炉有害元素的监控。不定期对4＃高炉进行碱、锌负荷和平衡计算，以便了解其碱、锌负荷以及其波动情况，并采取相应措施。 3.3优化炉料结构 3.3.1合理使用小焦丁
焦丁粒级与烧结矿粒级接近，在软熔的过程中，由于焦丁的存在，可以避免矿层的板结，从而有利于改善矿层的透气性，同时由于焦丁比表面积大，更有利于炭素燃烧，提高置换比。06年年初开始摸索并稳定较佳焦丁量，统计数据表明维持在30 kg/tFe较为经济合适。 3.3.2保持合理配矿结构
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06年炉料结构由烧结矿＋球团＋块矿组成（见表4），该炉料结构较为合理。在受原料质量水平影响时，及时调整配比，保证入炉品位及熟料率的相对稳定。 9月底，新一烧投产后，在降低烧结矿碱度的同时提高了烧结矿品位，改善了料柱的透气性，高炉炉况得到改善。
表4：4高炉05年、06年各种入炉矿比例及品位对比
时间
05年平均 06年1～9月 06年10～12月 06年平均
烧结率% 73.76 71.89 81.07 74.32
球团率% 11.63 13.28 10.63 12.58
块矿率% 14.61 14.83 8.30 13.10
熟料率% 85.39 85.17 91.70 86.90
入炉品位% 58.66 58.55 58.80 58.61
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4寻求更加合理的操作制度 4.1下部调剂
4.1.1下部风口的调整
高炉风口回旋区对冶炼过程起着十分重要的作用，是高炉初始煤气分布地起点，它的形状和大小决定了高炉煤气的一次分布，且对高炉下部炉缸工作状态有着重要作用。
4.1.1.1调整风口布局，选择合适的进风面积
2005年4#高炉炉缸活跃状况不佳，风口破损频繁，高炉上部装制多次调整均没有取得明显的效果。根据理论，热风在热风围管内流动存在阻损，热风入口处管道阻损最小，而气流流动到末端也就是入口对面时，管道阻损的不同导致各风口进风量存在差异。4#高炉在热风入口处对面逐步增加4～5个φ130mm风口，解决对面风量偏小的问题。
2006年年初风口面积保持在0.2940m2，风速保持在190m/s、鼓风动能保持在55kJ/s，在逐步的强化过程中，继续对进风面积进行摸索调整，逐步扩大到0.3040m2，7月风量稳定在3600m3/min，随着风量水平的上升，高炉炉缸工作状况明显改善，风量水平逐步上升，炉缸中心温度由原来的450℃逐步提高到530℃水平，并摸索出高炉保持风速在200m/s、鼓风动能在63kJ/s参数下，效果较为理想（指标对比见表5）。
表5：4高炉05年、06年风口面积、风量等参数对比
月份 1月 2月 3月
风口面积m
2005年
2006年
2
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风量m/min
2005年
2006年
3
压差kPa
2005年
2006年
风速m/s
2005年
2006年
鼓风动能kJ/s
2005年
2006年
0.2904 0.294 0.2904 0.294 0.2897 0.2977 3278 3516 3494 3264 3399 3406 169 178 172 168 171 171 188 202 201 185 193 191 56.62 63.86 66.27 49.82 55.65 55.51
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4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 0.2909 0.2912 0.2955 0.2926 0.2921 0.2997 0.297 0.296 0.2937 0.302 0.3016 0.3033 0.304 0.304 0.2954 0.3065 0.308 0.308 3528 3533 2289 3257 3233 3395 3337 3311 3210 3465 3397 3540 3598 3594 3281 3645 3670 3647 178 173 176 166 164 167 166 168 165 175 168 169 173 173 161 170 171 174 202 202 191 186 184 189 187 186 182 191 188 195 197 197 185 198 199 197 63.11 64.87 54.19 52.57 51.78 53.54 53.32 51.7 50.03 54.58 53.72 60.29 62.19 61.46 55.19 65.23 63.84 62.97
4.1.1.2使用斜风口
斜风口与普通风口布置形式相比，改变了燃烧带高温煤气流的方向，促使下部边缘呆区焦炭疏松，有助于提高铁水温度，增加炉缸热储备。各地高炉的冶炼实践证明,斜风口有利于吹透中心,对活跃炉缸工作非常有利。
05年底，开始尝试部分使用斜5°风口，效果显著。炉缸工作逐步改善，铁水温度逐步提高，基本保持在1500℃左右水平，风口破损明显减少，2006年4#高炉累计风口破损总数为23个，其中9月受焦炭的热性能较差导致高炉受风状况大幅度下降的影响风口破损总数达到20个，如除去此影响，风口的破损数量仅为3个。
4.1.2利用热风炉在线修复技术对热风炉拱顶进行修复，确保高炉全风温操作
提高风温不仅可以使高温区下移，增加炉缸的热量收入，而且可以在提高煤比的情况下维持合适的理论燃烧温度，有利于炉缸的均匀活跃。
4#高炉热风炉经投入使用以来，风温基本维持在1145℃左右，随着高炉的强化冶炼，热风炉拱顶处损毁现象颇为严重，拱顶与炉壳之间的保温材料等发生破坏，形成空洞引起炉壳温度局部过高，直接影响热风炉烧炉、安全生产和使用寿命。从05年7月开始风温明显下降。低风温水平给高炉强化操作带来了一定的难度（05年、06年4#高炉风温情况见表6）。
表6：4高炉05年、06年风温水平对比
2005年
风温℃ 2006年 风温℃
1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 1126 1140 1145 1138 1142 1146 1150 1116 1098 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 1081 1093 1093 1086 1091 1093 1098 1095 1089
10月 1110 10月 1090
11月 1103 11月 1096
12月 1111 12月 1105
平均 1127 平均 1093
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为了保证风温水平，运用远红外热像仪对热风炉温度场跟踪监测，并拍摄了红外热像图（见图5）。依据温度场检测数据，5～8月份在高炉不停产的情况下对热风炉进行在线压入灌浆处理，进行在线修复，保证高炉风温在1100℃以上。
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