徐俊杰 刘川川 耿敬涛 弋晓旭
（河钢邯钢公司）
摘 要 邯钢炼铁部7高炉为更好的适应当前恶化后的原燃料情况，稳定炉况，改善高炉指标，降低成本，对布料制度进行探索，通过优化最小焦角，基本达到了稳定炉况、提高煤比和降低成本的预期。
关键词 高炉 布料 探索
目前，全国高炉布料制度可以说各有特点，关于布料制度的争论也有很多。总的来说，主要是中心加焦和平台漏斗的两部分，邯钢炼铁部2011年采用平台漏斗布料制度以来，高炉炉况稳定顺行，燃料比大幅度降低，取得了非常巨大的进步。但2017年以来，受环保限产影响，各钢铁企业焦炉出焦不正常，加之近年来钢铁形势不明朗，大量企业靠降低铁前原料成本来降低钢材成本，大量低质量的铁料和焦炭供到高炉，高炉为了保持炉况顺行，被迫通过上下部调剂来降低低质料的影响，因此，邯钢7高炉开始对布料制度进行探索。
邯钢炼铁部7高炉入炉原燃料变差后，导致高炉气流稳定性变差，水温差升高明显，在5.5℃左右水平居多，加上频繁的休复风，壁体温度整体升高，三段铜冷却壁温度整体升高，较水温高20-30℃，仅标高14.05m炉腹稳定，炉身下部17.695m、炉腰15.79m两层波动频繁，炉身中上部20.1m、22.03m、23.81m、27.37m整体升高，且波动加剧，仅30.99m稳定，煤气利用稳定性差，每个班都有煤气跑现象，1月6日后，煤气跑开始频繁，最低降至44.5%水平，高炉炉温控制困难，炉况稳定受到重大威胁。
为更好的适应当前原燃料情况，稳定炉况，改善高炉指标，降低成本，2017年1月14日开始，邯钢炼铁部7高炉对上部料制进行了调整，主要目标是开放中心，稳定边缘，降低水温差。思路是先期稳定矿平台，靠中心加焦实现开放中心；后期靠拉宽矿平台，微调中心焦角度和数量，实现宽平台、深漏斗。具体布料制度调整见表1。经过调整，高炉保持了炉况稳定，2017年4月实现产量5100t/天以上，煤比达到140kg/t，燃料比519kg/t。
1 高炉基本制度布料实验
邯钢7高炉进行布料实验初期，高炉稳定性和指标均有较大改善，但后期由于焦炭品种变化，自产干焦和自产湿焦产量下降（自产焦为顶装焦），高炉改吃捣鼓干焦和捣鼓湿焦，后又配吃全湿焦，一半自产湿焦加一半捣鼓湿焦，高炉出现了压量关系趋紧现象，高炉进行了两次布料制度实验。
1.1 不同焦炭品种中心加焦布料实验
传统上的中心加焦往往是将焦炭以0°角垂直加入高炉中心区域，即可在中心区域形成一个形状类似于山头的焦堆[1]。中心加焦面积应当较小，加古川厂高炉的加焦面积约占炉喉面积的1.4%[2]。因此，邯钢炼铁部7高炉中心加焦角度选择10.8°，炉料不经过布料溜槽，直接落入中心。
布料实验期间，原有送风制度、热制度和造渣制度不变，中心加焦后，由于边缘仍采取平台漏斗料制角度，导致水温差下降过多，最低2.6°（见图1），实验料制采取表1实验料制2。由自产干焦、捣鼓干焦、自产湿焦、捣鼓湿焦搭配，1月14日高炉开始进行布料实验，每种焦炭结构稳定两天，分别将四种焦炭放到10.8°，边缘均为湿焦，调整后水温差如下图1，试验期间主要指标变化不大，边缘水温差稳定，中心气流变化较大，干焦中心温度达到800℃以上，湿焦中心温度650℃左右，边缘温度稳定到80℃左右，后期湿焦放中心后，高炉压量关系明显升高，压差由135ka升高到150kpa左右，中心气流稳定性变差，高炉稳定性变差，高炉炉体中、下部稳定性明显增加，上部温度升高，30.99m温度由80℃升高到105℃左右（见图2），实验期间顶温明显升高，后期湿焦放中心后，出现频繁炉顶打水现象。
采取中心布焦方法虽然煤气利用率差，顶温大幅升高，但对稳定中心气流非常有效果[3]。尽管7高炉对此有一定预期，但后期顶温升高过多，总之，不同焦炭对中心加焦料制有很大的影响，并且焦炭含水量变化，对高炉煤气流分布影响巨大。
1.2 高炉不同中心焦角度布料实验（10.8°、18°、20.5°）
中心加焦后期，高炉煤气流分布出现了类似首钢京唐中心加焦时出现的现象，中心黑点，紧邻中心有明显煤气流。从十字测温分布来看，中心点温度往往低于次中心点；而且料尺料线越深，这种现象越突出，这主要是中心焦炭偏析造成的，即大粒度的焦炭滚落到中心角堆的四周，而小粒度的焦炭却落到焦堆的中心，从而造成焦堆中心处焦柱透气性低于四周。[1]
基于以上实验结果，高炉提出适当疏松边缘、稳定中心的布料制度，放中心角角度到18°、20.5°适当拉宽矿带，料制使用实验料制3，原有送风制度、热制度和造渣制度不变，由于邯钢7高炉平时以湿焦为主，因此，此次实验全部为自产湿焦和捣鼓湿焦，对比中心10.8°、18°、20.5°角度，中心角度提高后30.99m温度恢复到85℃左右，水温差有所提高，压差逐步恢复到135kpa左右，根据实验情况，逐步将料制稳定到稳定料制，高炉炉况恢复稳定。
1.3 逐步完善阶段
中心加焦的关键是中心焦角度和中心焦数量。邯钢炼铁部7高炉焦炭品种变化频繁，因此，高炉中心加焦布料制度在使用中，不适用最小角度10.8°，中心焦角逐步稳定到18°-21°，靠调整中心气流，调整边缘气流。在操作中，灵活运用增加或减少中心加焦的圈数，在高炉各种因素引起憋风时，增加中心角圈数，保障中心气流更畅通，增加透气性，缓解憋风现象，保障了炉况顺行；在中心过于强盛，十字测温温度持续高于700℃时，减少中心加焦圈数，杜绝中心管道气流，提高煤气利用率，稳定炉况 [4]。1987年日本开发出中心加焦技术，中心焦量控制15%-25%[5]。经过长期总结，现有焦炭条件下，7高炉中心加焦量控制到18%-25%，即能实现炉况稳定顺行，又能保持较高的煤气利用。
2 高炉布料制度调整后效果
2.1 布料制度调整前后炉体温度变化情况
调整前后壁体温度变化见下图。由下图3、4、5、6可知，高炉炉体温度整体下降。
从上图1可知标高27.37m、30.99m，料制调整前期，壁体温度均匀性变差，且略有升高趋势，布料制度稳定后，又恢复到以前状况，目前壁体温度状态见下图7。
2.2 煤气流分布
料制调整后，气流整体趋稳，水温差下行，稳定在3.5℃水平，煤气利用率下行，稳定在46.5%-48.5%之间，煤气利用波动大，但无瞬时煤气跑现象，顶温整体升高，稳定性可，基本不用炉顶打水。水温差变化见上图1。煤气利用率变化见下图8。
风、氧使用主要平衡产量和理论燃烧温度，料制调整后煤比升高，加湿逐步降低，压差相对降低趋势，随着焦比降低，煤比升高压差升至140kpa水平，压差稳定性略增强，水温差降低较多，稳定在3.5℃水平，煤气利用率降低但稳定性增强，顶温升高较多，有异常升高现象，需打水处理，分析与限产、矿批小、料制调整有关，同时，生产中发现，料制调整后探尺偏尺现象增多。
7高炉主要技术经济指标，煤比升高明显，燃料比略升高，分析原因认为水温差下降1°左右，导致的燃料比下降，抵消部分煤气利用下降、顶温升高等引起的燃料比升高。
3 分析
本次料制调整基本达到了预期目标，边缘渣皮波动得到有效控制，水温差明显下降，壁体温度可控性增强，高炉煤气利用稳定性增强，高炉可操作性增强，炉温稳定性增强，但由于中心加焦的特点，对高炉工长的要求升高，生产过程中，高炉工长要密切关注没气流变化，及时调剂，以争取长期的炉况稳定。
但是，高炉是否采用中心加焦，主要考虑还是炉况顺行、成本等多重因素。中心加焦角度主要考虑焦炭品种、焦炭含水等多种因素；中心加焦量也是与当前原燃料条件及当前的各项制度相匹配，列如：2012年首钢京唐，2号高炉中心焦控制在10.5-16%之间，中心加焦最佳控制量在15.8%，顶温134℃，煤气利用率稳定在50.5%，综合燃料比在490kg/t以下[1]。2017年，根据2号高炉实际生产经验，中心焦量为总焦量的10%-12%为宜[6]。总之，中心加焦是调整煤气流分布的一种有效方法，需要则使用，不需要就去掉，不能一律的使用或坚决排斥[7]。两种布料制度的过度过程有待进一步研究。
4 结语
（1）高炉技术工作者的追求不能改变，先是环保、顺行、稳定、高效，其次是低成本、低燃料比，布料制度仅仅是高炉实现追求的手段，高炉不同原燃料特点应该进行不同布料制度的探索。
（2）捣鼓焦或顶装焦等不同种工艺焦炭对煤气流影响是巨大的，同种焦炭仅仅含水变化对高炉煤气流影响也是巨大的，高炉应根据不同焦炭，合理调整高炉布料制度。
（3）中心加焦制度在现有条件下，适应了邯钢炼铁部7高炉目前的原燃料条件，取得了较好的技术经济指标。
（4）布料制度不是万能的，必须与其它制度相适应，虽然实现了现阶段的稳定顺行，但是进一步改善指标十分困难，精料才是高炉永远追求的主题。
（5）平台漏斗的布料制度的在高炉的稳定性，以及低燃耗方面，要明显优于中心加焦的布料制度，因此，有条件的企业建议尽量争取平台漏斗的布料制度。
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