高炉炉腹煤气指数控制探索

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高炉炉腹煤气指数控制探索 李华，左茂方，吴卫彦 (张店钢铁总厂淄博256400)

摘 要：通过统计分析张钢1350m3高炉炉腹煤气指数的变化，分析炉腹煤气指数与高炉利用系数、燃料比、冶炼强度的关系，与富氧、热风温度的关系，探索炉腹煤气量指数的实用价值，探索高炉炉腹煤气指数的最佳控制范围在58—66m3／min．m2。 关 键 词：高炉；强化冶炼；燃料比；炉腹煤气指数 1 前言

张钢1350m3高炉采用串罐无料钟炉顶、炉顶成像、十字测温、炉底、炉缸采用焙烧炭砖＋陶瓷杯的复合结构形式、干法除尘、喷煤系统等先进工艺技术。自2010年1月28日开炉，4月份指标逐渐稳定，各项指标均有所提升，其主要技术指标见表：

为寻求低燃料比的冶炼强度，探索炉腹煤气量指数与高炉冶炼强度的关系，采取高风温、高富氧率、高炉顶压力等一系列措施达到低燃料比的冶炼强度。 2 炉腹煤气指数对各指标影响的探索

炉腹煤气指数是指单位炉缸断面积上通过的炉腹煤气量，是近年来炼铁界认为能替代冶炼强度反映高炉炉况状态的一个指标。冶炼强度的界限和高炉煤气流密切相关，从高炉炉内通过煤气流能力的基础理论，炉腹煤气流替代高炉冶炼强度。高炉下部良好是高炉稳定操作和高产的重要因素，由于炉内气流分布是非均匀分布的，高炉上部主要是气固两项的逆流运动，探索炉腹煤气指数对各指标的影响，保证煤气流分布合理，高炉稳定顺行。 2．1 炉腹煤气指数对利用系数的关系

对1350m3高炉的炉腹煤气指数和利用系数进行统计对比(2011年3月、4月、5月)

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从图表中可以看出，炉腹煤气指数达到一定程度后利用系数有下降或缓慢的趋势，利用系数最高时，炉腹煤气指数在58—66m3／min．m2之间，高炉在确保顺行的最高炉腹煤气指数下，如果再提高利用系数只有采取提高富氧率、降低燃料比措施。

要达到高产必须提高炉腹煤气量指数，而提高炉腹煤气量指数又必须保证高炉顺行，有较低的透气阻力系数。因此它们具有相互制约、互为因果的关系。高炉在炉腹煤气指数接近临界值时，应精细化操作，保持高炉稳定顺行，降低燃料比获得较好的技术指标。 2．2 炉腹煤气指数与冶炼强度的关系

从图表中可以看出，炉腹煤气指数达到一定程度冶炼强度稳定，炉腹煤气指数在60—66m3／min．m2之间，冶炼强度的界限和高炉煤气流密切相关，从高炉内通过煤气流能力的基本理论出发，用炉腹煤气指数代替高炉冶炼强度，从3月、4月、5月看炉腹煤气指数与冶炼强度的趋势基本相似。

2．3 炉腹煤气指数与燃料比的关系

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从图中可以看出，燃料比与炉腹煤气指数有一定的对应关系，燃料比最好时并不是炉腹煤气指数最大，炉腹煤气指数有一定界限，经过几个月的摸索，炉腹煤气指数在58—66m3／min．m2之间，有利于炉况稳定顺行，取得较好的技术指标，获得较低的燃料比。

高炉冶炼强度的界限和高炉炉内煤气流量密切相关，与高炉所采取的技术措施有密切关系，采用炉腹煤气量指数来衡量强化程度比较合理、科学，反映了高炉过程的本质。用炉腹煤气量指数改变了过去高炉强化的概念。过去认为高炉强化的程度取决于其燃烧焦炭的能力，取决于鼓风的强度。 3 热风温度、富氧率的影响

提高鼓风氧含量、提高鼓风温度、降低鼓风湿度都能直接增加燃烧产物拥有的热量，以及减少水分的分解热，因而显著提高理论燃烧温度，反之则降低理论燃烧温度。提高风口前燃烧温度，将风口前燃烧温度与炉腹煤气量联系起来，同时还把炉腹煤气量与高炉生产效率系数，即高炉产量联系起来。当提高理论燃烧温度时，可以用较少的炉腹煤气量，提高生产率。

4 探索炉腹煤气量指数的实用价值

以高炉炉腹煤气量指数取代冶炼强度，改变以往高炉强化的理念。

(1)采用炉腹煤气量指数，为实现科学管理创造了条件。当生产要求进一步强化高炉时，管理者应该检查炉腹煤气量指数的潜力。采取必要的措施使炉腹煤气量接近最大值；已经接近最大值时，应为高炉创造必要的条件，采取减少吨铁炉腹煤气量措施，保持炉况稳定和顺行，达到高产。

(2)在确定了最大炉腹煤气量界限值的条件下，高炉操作者的任务就变得很明确，为精细化操作创造了条件。操作者力求高炉在趋近最大炉腹煤气量的情况下，保持高炉的稳定顺行，尽量降低燃料比，获得良好的高炉操作指标。

(3)高炉冶炼过程的顺利进行就是在取得各种矛盾的统一，以及正确处理主要矛盾的结果。对于高炉的强化，主要是高炉炉内炉料下降运动与煤气流上升运动之间的矛盾。根据高炉的透气阻力，用高炉通过煤气的能力—炉腹煤气量指数来定量描述强化程度比冶炼强度更

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科学，更符合冶炼规律。

高炉内允许的煤气流速是客观存在，不可能主观臆断，随意提高。提高透气能力需要提供必要条件作为支撑。

(4)冶炼单位生铁的煤气量越小，生产的生铁越多，高炉的利用系数就越高。为了减少冶炼单位生铁的炉腹煤气量，就必须降低燃料比。这就符合低碳炼铁、节约焦煤、节约能源和“高效”运行的要求。采用降低燃料比、提高炉顶压力、富氧能够有效提高利用系数。

(5)高炉能够通过的煤气量取决于炉料的透气性。显然，炉料的空隙率越大，煤气流速低，炉料对煤气的阻力越小，能够通过的煤气空塔流速越大，体现了高炉应以精料为基础的重要性。

当提高炉腹煤气量指数时，透气阻力系数也会升高，两者是保持高炉顺行的重要参数。 5 结语

(1)通过利用炉腹煤气指数来代替冶炼强度来衡量高炉强化程度。

(2)采用最大炉腹煤气量指数来衡量高炉强化程度，更科学、更符合高炉冶炼的本质。通过统计分析，张钢1350m3高炉炉腹煤气量指数最佳控制范围在58—66m3／min．m2，超过最大炉腹煤气量指数值的界限，将导致燃料比的升高或炉况失常。

(3)高炉不能单纯以多烧燃料论优劣，应以降低燃料比、降低能耗为中心。 (4)控制炉腹煤气指数既有利于炉况顺行，又能取得较好的经济技术指标。 参 考 文 献：

[1] 项仲庸，以高炉炉腹煤气流指数取代冶炼强度的研究 钢铁2007第42卷 第9期．