古勇合 周龙文
（新余钢铁集团有限公司）
摘 要 本文对处理新钢10号高炉炉墙结厚、优化操作实践进行了总结。通过气流冲刷及热洗法等措施逐步恢复操作炉型，同时在原燃料质量波动较大的情况下，不断优化操作制度，保证了炉况的稳定顺行，各项经济技术指标逐步得到优化。
关键词 大型高炉 炉墙结厚 操作炉型
1 前言
新钢10号高炉（2500m3）开炉投产于2009年11月8日。设备采用了串罐无料钟炉顶和陶瓷杯炉底炉缸结构，炉体采用联合软水密闭冷却及薄内衬冷却壁，配备明特法+备用干渣坑渣处理工艺等。近年来，在入炉原燃料质量不断劣化的情况下，通过不断优化操作制度，并通过技术创新，在低品质炉料条件下成功取消中心加焦冶炼，技术指标不断改善，更是在2015年初创造了入炉品位56.15%，燃料比496kg/t的佳绩。到2015年5月份以后，高炉逐步出现炉身各段温度降低，炉料下降不均匀，两探尺出现打横且偏差大等结厚特征。虽与行业其他高炉[1-3]相比，10号高炉结厚程度轻，影响小，但仍使得高炉稳定性减弱，燃料比上升。直到2016年8月份，通过气流冲刷及热洗炉等方法，炉墙结厚得到有效处理，高炉操作炉型逐步趋稳，各项技术积极指标也得到优化。2 炉墙结厚征兆
自2015年4月高炉检修复风后，除表观上的顺行较差，稳定性降低外，5月3日出现主导气流减弱，一度出现通过炉内成像看不到，十字测温中心点5月15日前只有约100℃且边缘指数在0.85至1.05之间。高炉炉体温度也开始出现异常，主要表现为“上凉”，即炉身中上部各段温度呈下降趋势（表1），而中下部平稳。由于主导气流弱，中心温度低，其造成了炉腰、炉身下部温度分布不均，局部温度过低导致结厚，并且造成锌在炉墙大量富集，炉墙上部结厚。7月5日休风打开人孔观察，东北面炉喉缸砖下沿结厚6#～25#风口方向，顶部最厚位于1#风口上方，厚处达300mm以上，上接炉喉钢砖下沿。所以从炉身温度下降趋势可以看出结厚起点是第八段第九点附近，即1#风口上方，属于上部结厚。为稳定炉况，采取了一系列措施引导主导气流：料线由1.2m调整为1.4m，于5月8日增大矿、焦0.3°，后5月14日再次增加矿、焦0.7°，高炉逐步趋稳，但结厚未彻底清除。3 炉墙结厚原因
3.1 原燃料质量波动
随着高炉入炉品位的降低，相应的有害元素负荷上升，其中对高炉稳定顺行影响较大的主要是碱金属和锌负荷。其在高炉内形成恶性循环和累积，劣化入炉原燃料质量，恶化软熔带透气性，是高炉结厚的重要原因。近年来，虽对其重视程度有所增加，但考虑到成本因素，入炉原燃料的碱负荷和锌负荷也未有明显改善，特别是锌负荷仍偏高（国标GB-50427-2008规定锌金属负荷≤0.15kg/tFe）（表2）。10号高炉常用的用焦结构为：60%的6.0米干熄焦+30%的4.3米干熄焦+10%的外购焦，6米干熄焦质量的稳定对10号高炉的稳定顺行至关重要。长期以来，新钢自产焦炭质量与行业及周边高炉用焦质量存在较大差距（表3）。此次检修前，6.0m焦炭质量劣化，水熄焦率增加，冷强度下降，M10最高 8.9%，入炉粉末增加，致使复风后主导气流减弱，炉温波动大，软熔带剧烈波动，炉缸工作活化慢，易造成结厚。除6米自产焦炭外，10号高炉的稳定顺行受烧结矿质量影响较大。长期以来，10号高炉高配比的烧结用料结构在行业独树一帜，其充分发挥了高碱度烧结矿强度高、还原性好的优势，弥补了焦炭质量差导致的炉缸透气透液性的不足，这是保证10号高炉炉况长期稳定顺行的重要因素。而5月份烧结矿质量存在波动，特别是碱度的波动（图2），这对我厂高炉煤气流及炉温的稳定影响较大，也是高炉结厚一大原因。3.2 冷却设备破损
高炉冷却设备的寿命是决定高炉寿命的最关键因素。日常生产中，10号高炉调整冷却强度的措施主要有：一是调整冷却水量，二是调整冷却水温，而如果某一段位置出现冷却强度过大或过小结厚时，无论是调整进水量还是水温，都不能单独调整某一局部位置，且一旦冷却壁损坏甚至漏水，易造成冷却不均匀而结厚。开炉以来，10号高炉损坏冷却壁情况如下：第四段共34根，约20％，5段共5根，7段1根，8段1根，从损坏周向分布来看，损坏集中在南面，按顺时针20#至1#风口之间。冷却壁周向破损不均匀，造成周向冷却强度不一致，渣皮形成差异最终导致操作炉型周向差异，南面渣皮薄且稳定性差，相对于北面炉腹角小，而北面渣皮厚炉腹角大，边缘气流易发展，使得软熔带位置波动而结厚。3.3 高炉操作方针制约
10号高炉自2014年10月份采取“放边”操作取消中心加焦冶炼以来，高炉稳定性明显增强，但结合自身及行业经验发现，取消中心加焦的高炉往往易发生结厚。分析认为是高炉碱金属及锌负荷等有害元素含量增加的情况下，长期边缘强、中心相对较弱的煤气流分布不利于有害元素的排除，这也是武钢高炉不能取消中心加焦冶炼的主要原因[4]，且一旦高炉波动，影响其气流分布或者软熔带的上下波动，易造成高炉结厚，若同时原燃料质量存在波动，则结厚不易完全清除。此外，10号高炉喷煤管路分配不均导致的喷煤偏析一直存在，致使南北两面煤气流分布不均匀，一旦受其他原因导致高炉炉况波动，喷煤不均匀的不利影响将加重高炉煤气流的不均匀和铁口温度偏差，不利于处理高炉结厚。4 处理措施
4.1 气流冲刷
由于结厚程度相对较轻，10号高炉首选的结厚处理方法是煤气流冲刷。在上部装料制度上，采取在稳定中心主导气流的基础上，进一步疏松边缘的装料制度，布料矩阵为：C87654（33321）O8765（3332）→C87654（23331）O8765（2333），根据效果适当向内缩小矿、焦角，适当减小角差，缩小矿批，发展中心兼顾边缘气流，同时，适当减轻负荷，控制煤比130～140 kg/t，保持较大风量4800～4840m3/min，顶压维持略低水平：225～230KPa，以提高煤气流速，有利于排锌。受原燃料质量波动等原因影响，气流冲刷处理10号高炉结厚有作用，但效果不佳。4.2 热洗
净焦热洗对处理炉身结厚有一定的效果，也是较常用的方法，但要控制较高炉温，一方面增加能耗，另一方面，造成风口甚至二套烧坏的几率增加，甚至造成反复休风，故在结厚不严重的情况下热洗法不是首选。10号高炉在试图利用煤气流冲刷处理结厚效果不明显的情况下，2016年8月10日，高炉休风504min更换小套，此时，面临6米自产焦故障，干熄焦率低至12%，高炉复风后炉况出现较大波动，物理热起不来，炉温长期处于下限。为提炉温稳炉况，高炉两天内加入近200t净焦，期间伴随着高炉边缘频繁掉渣皮，炉身上部各段温度也缓慢上升，这表明高炉结厚部位大面积脱落。高炉在此后的几天内也维持相对较高的炉温，一是为解决因掉渣皮导致的炉缸亏热，二是彻底清除高炉上部结厚。在炉况逐步趋稳后，结厚特征也在逐步消失，11月份计划检修打开炉顶人孔观察，炉喉下部结厚已彻底清除。5 操作优化
5.1 加强原燃料管理，降低入炉粉末
受低成本冶炼要求的制约，高炉入炉原燃料质量很难有大的改善，因此稳定原燃料质量、优化用料结构、加强原燃料管理成为首选。烧结矿在10号高炉用料结构中所占比重大，同时是碱金属和锌负荷的主要来源(占碱金属负荷的60%、锌负荷的90%左右)，在日常生产中，要做好半仓上料，提高筛分效率，努力将入炉粉末控制在最小值，以降低炉料表面积，减少锌蒸汽的吸附，从而促进锌排出高炉。5.2 稳定操作制度，防止炉身黏结
稳定基本的操作制度，尽量维持中心和边缘两股气流的长期稳定，保证炉缸热量储备充足，维持良好的渣铁流动性。减少炉温波动，[Si]:0.4～0.5%，物理热1500℃～1520℃，以确保炉缸有充沛的热量基础；控制相对较低的炉渣碱度（1.2～1.25）以降低炉渣粘度，以改善高炉下部的透气性和透液性，若渣中Al2O3偏高时，二元碱度控制在上限。5.3 强化冷却设备的监控和维护
冷却壁破损易造成炉墙结厚、结瘤，是高炉炉型管理中的重点，10号高炉受“一罐制”影响，单次系统检修期间的休风时间常达4-5天，这在行业内也是少见的。日常操作中要加强对冷却设备的检查，依据煤气中氢气含量、铁口煤气火、风口中小套有无水等变化及时判断是否漏水，漏水设备及时处理，特别要严防休风期间向炉内漏水，在限氧控产情况下，适当提高进水温度，但必须兼顾炉缸冷却。 6 结语
（1）热洗炉配合边缘煤气流冲刷是处理炉墙结厚的有效手段。（2）高炉结厚重在预防，特别是在取消中心加焦冶炼，边缘相对疏松的情况下，要稳定原燃料质量以稳定炉温和煤气流分布。（3）不断优化操作制度，要因“料”制宜，强化“粗料细作”理念，稳定合理的操作炉型，才能保证低品质炉料条件下的高炉长期稳定顺行，实现稳产低耗。7 参考文献
[1]王平，舒文虎等.武钢5号高炉炉身结厚的处理及操作优化[J].炼铁.2013,32(2):38-41.
[2]李仁生，赵仕清等.重钢2500m3高炉炉墙结厚的处理及预防[J].炼铁.2014,33(5):17-22.
[3]李晓东，李淼.昆钢2500m3高炉炉墙结厚的原因与预防[J].炼铁.2016,35(1):33-36.
[4]蔡合，章铭明.中心加焦技术在武钢的应用[J].钢铁研究.2015,43(6):56-58.
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