杨君，韦政，陈新峰
摘 要：韶钢所处粤北地区，运输成本相比沿海地区处于劣势，面对钢材市场出现的下滑，公司提出节能减排等经营战略目标，进一步降低燃料消耗显得更加紧迫。韶钢 8 号高炉 2020 年 12 月 25 日停炉中修，集中更换烧损的 8、9 段冷却壁，同时对炉缸进行整体浇筑，快速恢复炉型。同时在线对热风炉进行修复，使风温 1160℃提高到 1200℃，投产后高炉勇于探索，创新思路，实现了高炉炉型快速修复和热风炉在线修复，同时对原燃料质量加强管控、提升高炉操业能力和强化炉前出铁管理等措施，高炉炉况长周期稳定顺行，高炉技术经济指标得到明显改善，燃料比从原来 506kg/t 下降至 499kg/t，达到低燃料比生产的效果。
关键词：高炉 稳定顺行 低燃料比
1 概述
韶钢 8 号高炉炉容 3200m3，设有 4 个铁口，32 个风口。高炉采用了软水密闭循环系统、铜冷却壁、薄壁炉衬、陶瓷杯复合炉衬、串罐无料钟炉顶系统、皮带上料、热风炉+双预热、嘉恒法冲渣、煤气在线分析等先进技术，设计一代炉龄 15年。2022 年以来，加强对原材料质量进行管控，跟踪燃料质量变化趋势及做好异常变化应对措施，同时逐步完善高炉操业管理，结合上、下部调剂优化送风制度，高炉炉况维持长期稳定顺行，技术经济指标进一步得到提升，其中利用系数由2.45 提高到 2.61，燃料比由 511kg/t 下降到500kg/t 的水平，取得了良好的经济效益。
2 低燃料比生产实践
2.1 炉缸中修浇筑，快速修复炉型
完整的高炉炉型是进行降低燃料比的基础，8号高炉生产进入炉役后期，从 2019 年 9 月份开始，高温区铜冷却壁出现集中破损漏水现象，1#、3#铁口方向第 8、9 层铜冷却壁累计损坏水道 43 条，分布在 17 块冷却壁上，并呈现快速向两边扩散的现象，高炉无计划休风频繁，全年休风高达 18 次，休风率达到 3.1%。无计划休风频次高，气流不稳定，操作炉型难以维持稳定，燃料比居高不下，随着漏水区域的扩大，燃料比呈现逐步上行趋势，全年燃料比高达506kg/t，为了尽快恢复操作炉型，稳定气流分布，8 号高炉决定开始开展为期 40 天的中修，对高温区 8-9 层铜冷却壁进行全部更换，炉缸进行整体浇筑，中修完毕高炉即可投产，通过制定合理的开炉方案，开炉三天即进入高产低耗状态。冷却壁漏水情况见图 1。
2.3 热风炉在线修复，确保风温维持在 1200℃平台
风温是高炉最经济的燃料，在生产中 100%被使用，同时高风温有力利于煤粉燃烧，有利于提高煤比减低焦比，对降低生铁成本是有利的。8号高炉有 4 座内燃式热风炉，采用两烧两送送风模式，正常生产时风温 1200℃，投产至今，热风炉出现不同程度的隔墙掉砖、垮塌、烧穿现象，部分砌砖及耐材落入燃烧器中，堵塞燃烧器，使烧炉困难，风温水平逐步降低，为了保障风温的使用，决定采取在线修复热风炉的模式，即采用“两烧一送”送风，修好一座投入一座模式，在热风炉全部修复后，风温逐步上至 1200℃，在风温恢复后，燃料比呈现下降趋势。2022 年 10 月高炉风温恢复正常，风温趋势变化 图 2。
2.4 稳定原燃料成分
稳定的原燃料成分对炼铁系统生产管理及高炉稳定顺行有重要影响,炼铁作者用"七分原料三分操作"来说明原燃料条件对高炉生产的决定性作用，稳定的原燃料成份是高炉顺行的基础，因此抓好原燃料管理是降低燃料比的重要措施。8号高炉配矿结构为：烧矿（73%-77%）+球矿（7%-10%）+生矿（13%-15%），熟料比在85%-87% 间调整，烧结矿自产 6 烧，焦炭维自产新 6 米焦炭，球团主要有中信球、龙腾球，生矿以澳矿为主。
2.5 提升烧结矿转鼓、亚铁、碱度稳定性
日常生产中高炉用烧结矿模式为 6 号烧结机料 90%+10% 5 号烧结机料，随着 8 号高炉产量跨越式突破，日产8300t 直接跃升至日产9000t 平台，烧结矿产量出现无法满足生产的趋势，为了满足生产所需用量，烧结采用厚料层烧结工艺。烧结矿质量波动加剧，转鼓、亚铁、碱度超出控制范围频次增加明显，通过对三项指标设定合理的控制范围，优化烧结工艺参数，烧结矿质量的稳定性明显好转。结矿转鼓（图 3）、氧化亚铁（图 4）、碱度（图 5）。
2.6 稳定焦炭 CRI 和 CSR 指标
焦炭在高炉内的骨架作用是没有任何其他原燃料所能替代的，特别是软熔带及滴落带内的骨架作用影响高炉整体顺行，焦炭性能变差及在炉内劣化是造成失常的主要原因之一，造成高炉消耗大，成本高，正因为如此，对大高炉来说稳定的焦炭质量显得尤为重要，CRI 和 CSR 两个指标是高炉工作者重点关注的指标，8 号高炉重要使用自产新六米干焦，要求 CRI 在 23%-26%间，CSR在不小于 68% 图 6 CRI、CSR 趋势图。
2.7 加强雨季筛分管理，减少入炉粉末
球矿重要有外购中信球、龙腾球、PB 块矿、海南矿。高炉生块配比基本在 15%左右，进入雨季生产后，因筛分困难，大量粉末进入入炉，影响高炉透气性，高炉顺行难以保证。为了减少大量粉末入炉，根据现场原材料含粉情况及时调整生块比例。加强原料筛分管理，矿筛筛速控制在5～6.0 t/min，焦炭筛速控制在 1.8～2.0 t/min，记录筛网的使用情况，制订相应的筛分管理制度，加强对筛网的检查力度，发现堵筛现象及时处理， 提高筛分效果防止粉料入炉。
2.8 优化高炉操作，持续提升高炉稳定性
高炉要实现长期的稳定顺行，必须加强对日产生产的管理，重视对重要参数的控制，建立适合不同原材料条件下的调节模型。
2.9 优化送风制度，维持高炉炉况长期稳定顺行
下部调剂是高炉调剂的基础，其重点是选择合适的进风面积，来获得充足的鼓风动能，以达到活跃炉缸的目标。鼓风动能是影响燃烧带大小和形状的主要因素，进而决定了煤气流的初始分布。将鼓风动能控制在适宜的范围内是获得合理的煤气流分布，保证高炉顺行的根本性措施之一。对于炉缸直径超过 10m 的大高炉，要控制足够的鼓风动能，以确保中心煤气流的稳定和中心焦的活性。8 号高炉通过综合运用上部布料档位、料线、批重等装料制度手段，控制炉喉径向合理的O/C，使边缘与中心煤气量之比合适，并配合下部鼓风动能、理论燃烧温度等送风制度参数的调整，确保了煤气流分布合理，高炉热负荷相对稳定，炉况稳定顺行。图 7 Q 值 J*10^7/h 趋势图。
2.10 提高高炉稳定性，加强 Z、W 值的控制范围
高炉炉内煤气流分布状况是影响热负荷波动的一个主要的因素。W 值为炉顶十字测温边缘 4点平均值与炉顶温度 4 点平均值的比值，Z 值为炉顶十字测温中心 5 点温度之和与炉顶温度 4 点平均值的比值，8 号高炉 W 值一般为 0.55～0.75，Z 值一般为 5.5～8.5，生产实践表明，W 值和 Z 值能在一定程度上表示高炉边缘与中心气流的相对强弱。8 号炉通过对比以往左右指标和总结，在上部料制为 
时， W 值和 Z 值相对合适，即 W 值在 0.55～0.75，Z 值在 5.5～8.5，高炉顺行状态较好，产、指标最优。在日常操作过程中，重点关注十字测温边缘温度和炉体温度的变化作适当的调整，形成合理的边缘与中心气流，防止边缘过旺或边缘过重，引起炉体渣皮大幅度脱落，造成热负荷大幅度波动。
2.11 提高炉温稳定性
炉缸热制度是冶炼的根本条件 ，选择适当的炉缸温度可获得最佳的冶炼效果和经济技术指标。控制好铁水温度，近几年 8 号高炉炉温的底线控制标准不断上调，从原来 1495℃提升至现在的1510℃，高炉炉况的稳定性进一步加强， 充足的炉温提高渣铁的流动性，有利于渣铁分离出净渣铁，同时有利于炉渣脱硫，提高生铁质量进行低硅冶炼 ，生铁中 w(Si)每降 0．1％可降焦 比4～5kg／tOre)，是实现增产节能的重要措施 。8号高炉根据实际测温 ，生铁中 w(Si)控制在0．25％～0．6％的范围之内，不仅能满足高炉炉况稳定，而且能显著降低高炉消耗。铁水温度稳定，软融带的位置就相对固定。当铁水温度波动时，由于软融带的位置上下移动，引起炉体渣皮的脱落，导致炉体热负荷大幅度波动，高炉消耗大幅增加。8 号高炉控制铁水温度 1510～1540℃，[Si]：0.25%～0.6%，R：1.18～1.25 控制，能很好的满足生产需要，同时也能达到降低燃料比的目标。
2.12 规范炉前出渣、铁管理
在高冶强生产条件下，因产日产量大幅增加，渣量同步大幅度增加，炉前是否能及时出干净渣铁对高炉的顺行尤重要，因此，建立规范的炉前出渣出铁管理制度，是高炉稳定顺行的重要保证。
炉前管理措施 ：（1） 严格控制铁口深度 ：3500-3900mm，正常使用钻头 55mm，稳定打泥量在 6 格，出铁时间 120-140 分钟控制；（2）加强对重点设备的联合点检，对炉前核心设备开口机、泥炮开展联合设备方的联合点检，通过每周两次的联合点检，把设备隐患提前处理；（3）建立异常炉况处置方案，在高炉出现异常情况时，如炉内憋渣铁、见渣率低时的处置方案、汇报机制，确保高炉平稳过渡；（4）建立正向激励机制，对班中发现重大隐患、对生产做出较大贡献的班组、个人予以正向激励，发挥全员主动性。
3 生产实践效果
高炉生产以低消耗为导向，提升高炉操作管理水平，提升高炉炉况稳定性，燃料比在 500kg/t左右，达到了优质、低耗、高产的目标。
4 结语
8 号高炉通过及时对炉型的休复，热风炉在线休复工作，为高炉的取得低成本打下良好的基础，通过总总结从开炉到现在的最优指标，找到核心参数，优化高炉送风制度，制度合理的热制度、造成制度标准，强化炉前出渣铁管理，高炉实现了操作炉型长期合理稳定，在 2022 年生产中，铁产量 301.3 万吨，打破历史最好记录，燃料比持续降低，从 506kg/t 降至 499kg/t，在 2023 年生产中，焦比进一步降低至 331kg/t，取得了良好的经济效益。
参考文献
[1]周传典. 高炉炼铁生产技术手册. 北京：冶金工业出版社.2002：322-335．
[2] 朱勇军,朱锦明,华建明.宝钢4号高炉降低燃料比生产实践[J].炼铁, 2016, 35(6)