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柳钢6#高炉降燃料比操作分析
摘 要：本文阐述了柳钢6#高炉在原燃料贫化的条件下，通过加强原燃料管理、操作参数优化等措施，使燃料比降低到540Kg/Fe。同时对这期间的数据进行了Rist操作线以及热平衡对比分析，为降低燃料比提供理论依据。 关 键 词：燃料比；Rist操作线；热平衡 1 引言
柳钢6#高炉（1500m3）于2008年投产，2012年9月为了配合转炉的“一罐制”改造项目，对高炉进行了为期60天的检修。开炉后，高炉不断寻找降低燃料比的措施，经过2个多月时间的操作调整，2013年1月燃料比都达到了理想水平见表1。本文介绍了高炉操作调整过程采取的措施，并以2012年12月（基准期）和2013年1月（试验期）操作参数以及指标情况进行理论分析，找到燃料比降低的原因和优化操作的方向，为6#高炉进一步优化操作提供指导依据。 2 操作的调整
2.1 原燃料入炉管理
为了应对钢铁市场危机，公司采用低成本战略，原料入炉炉品位维持在54.5～55.5%之间，焦炭热强度维持在58%左右（见表1~2），高炉通过加强入炉的管理，减少入炉的粉末。 （1）加强筛分工作：通过巡查，清理，确保振动筛使用的有效面积；
（2）严格控制筛分速度，通过调小下料速度，控制在20-30kg/s之间，保证入炉料粒度大小均匀。
（3）加强烧结矿仓位的管理，减少烧结矿二次破碎，降低入炉粉末量。采用“半仓率”指标进行监督供料部门，通过对雷达料位计的数据采集，低于总料位的50%高度的时间除以总时间。
表1 柳钢6号高炉焦炭成分性能指标，% 时间 2012年12月 2013年1月 时间 2012年12月 2013年1月
CRI 28.5 27.3 TFe 53.43 54
CSR 58 59 FeO 7.94 8.25
M10 7.13 7.08 Al2O3 1.84 1.82
M40 86.36 86.55 MgO 2.07 2
灰分 12.81 12.78 SiO2 6.22 6.01
挥发分 1.06 1.05 R2 2.13 2.1
全硫 0.59 0.58 TI 78.39 78.95
固定碳 85.91 85.96 RDI 20.33 19.54
表2 柳钢6号高炉烧结矿的主要理化性能指标，%
2.2 调整操作参数 2.2.1 装料制度的调整
2013年1月开始，公司计划焦化产能有限，要求高炉将焦比降低到380kg/t以下，在干熄焦运行基本正常的情况下，6#高炉所用焦炭为内供全干熄焦。焦炭热强度CSR值相对于基准期有一定的提升，并基本稳定在60%以上，6#高炉首先进行了扩批重，从原先的36.5t扩大到37.2t，但这一调整后风量开始萎缩，风压也开始偏高，这和12月整月不停调批重的反应很相似，整个12月不停的在寻找合适的批重，从36.5t到38.5t又回到36.5t，炉况也很不稳定，风压维持在高位，全月平均风压达0.35MPa。导致这一现象的原因有两个：一是由于当时的焦炭质量不稳定炉况不顺；二是操作炉型的形成需要一定的时间，反复变化不利于炉况稳定。所以，1月吸取了经验，批重稳步的向上加，37.2t→37.5t→38t，最后稳定在38t的批重下调负荷。
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然后在布料制度上进行调整，逐步地进行压边制度，布料矩阵从月初的P363 342 322302
3438 36 3330 27 20 2339 37 3432 303439 37 3330 22 27
1↓K3222111↓改变为P322221↓K322211↓，形成了平台加漏斗的布料模式。
2.2.2 送风制度的调整
富氧率从12月的2.96%调整到1月的2.63%，在不追求高产量的情况下，适当的调低富氧量，通过风量来提供碳燃烧所需的氧量，保证足够的鼓风动能，1月的鼓风动能平均值达128KJ/s，高于12月的120KJ/s，实际上通过东西两面出铁量和温度的均匀性可以看出，1月炉缸较12月更活跃。
试验期更注重送风比这一参数的控制，大型高炉容易出现炉缸不活现象，出铁次数增加，出渣量减少，透气性下降，风压升高，接着又反过来导致风量萎缩，炉缸进一步恶化[2]。所以在试验期特别强调确保足够的风量，通过基准期和试验期两段时期送风比和透气性的变化趋势可以看出，在原燃料条件不好的情况下，要保证高炉的顺行稳定，必须保证合理的送风比。
2.35142.3送风比透气性13.52.25送风比2.212.52.15122.12.052012-11-272012-12-72012-12-172012-12-272013-1-62013-1-162013-1-2611.52013-2-5时间透气性13
图1 基准期和试验期送风比和透气性变化趋势
2.3 经济技术指标对比
通过以上的调节和管理措施，2013年1月全月的指标明显好于2012年12月（如表3所示），特别是焦比比12月少用21.9kg/t，但燃料比只比12月少用13kg/t，而且煤气利用率比12月还要低，为了找到降焦但燃料比下降幅度较小而且煤气利用不高的原因，这里通过两段时期的Rist操作线和热平衡对比综合分析，找到继续降低燃料比的操作方式。
表3 2012年12月与2013年1月部分指标
时间
产量 t/d 4031.7 3886.2
焦比 kg/t 390.7 368.8
煤比 kg/t 160 169
燃料比 kg/t 556 543
煤气利用率 % 45.0 45.4
2012年12
月 2013年 1
月
3 操作线的对比分析 3.1 含氢燃料操作线
Rist操作线最初是法国A. Rist和N. Meysson教授提出的高炉操作线理论抓住“氧的转移”这一高炉冶炼最本质的特征，直接表达出Fe-O-C体系的变化和高炉各项技术经济指标间
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的内在联系[2]。在当前高炉均采用大量喷混合煤技术，而且柳州地处南方空气湿度大，含氢量高的情况下，H2的作用不能被忽略，操作线要做一定的修正，Y轴修正为m(O+ H2)/m(Fe)；X轴修正为m(H2+O)/m(H2+C)。这样，操作线的斜率变为μ=m(H2+C)/m(Fe)，如图2所示，A点的横坐标XA=1+（CO+CO2）/（CO2+CO+H2+H2O），E点的纵坐标增加了鼓风湿分和喷吹燃料带入氢（yH2）这两项。
图2 高炉喷吹含H燃料操作线图
3.2 不同时期操作线分析
这里选取2012年12月（基准期）和2013年1月（试验期）进行操作线比较分析，由于公司开始以焦定产，1月份焦炭为全干熄焦，焦炭质量较基准期有一定的提供，特别是CSR值，但基本成分灰分和挥发分含量变化不大（基准期分别为12.8%和1.605%，试验期为12.785%和1.05%）；矿石品位从基准期的55.89%上升到56.375%，有一定的改善；6#高炉的喷吹混合煤的燃烧性也有较大程度的提高，特别是灰分的降低（基准期的17.93%降低到试验期的15.31%）以及挥发分的提高（基准期的10.48%升高到试验期的11.82%）。总体来说，试验期的原燃料质量较基准期有一定的提升。以以上原燃料以及操作参数为依据计算，绘出两个时期图3，图4所示的操作线图。
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32.521.5m(H2+O)/m(Fe)yGZ = -1.389x + 2.8543GZWBCDPVB'AA'10.50fU-0.5-1-1.5E'E热平衡线：yUV = -0.1454x - 0.1864理想操作线：yA'E' = 1.9806x - 1.5228实际操作线：yAE = 2.1192x - 1.6099-201m(H2+O)/m(C+H2)图3 高炉基准期操作线
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