本鋼7號高爐（2850 m3）于2020–02–23 3#熱風爐大修投用后，風溫由990上升至1130 °C，產量6550 t/d，燃料比560 kg/t，初期高爐經濟技術指標未達到正常水平，經過一個月的強化后，壓量關系逐步改善，產量提升至6850 t/d以上，焦比下降至370 kg/t，燃料比下降至525 kg/t，達到了預期目標，在提產降耗方面取得良好的效果。
1. 高爐參數
本鋼7號高爐采用中心加焦的布料模式，焦礦同角度，布料矩陣（C為焦炭，P為礦石，上標為布料角度，下標為布料圈數）為
，主要經濟指標見表1。經研究分析，當前爐況的主要問題是中心焦量偏多，邊緣過重，導致煤氣利用率偏低，礦石在爐內下降的過程中得不到充分的預熱和還原，不得不經軟熔帶后通過直接還原生成液態(tài)生鐵，而直接還原是強吸熱過程，因此相對低溫的渣鐵進入爐缸，造成爐缸物理熱較差，活躍度降低，壓量關系緊張[1−2]。此時在焦炭負荷一定的情況下，需增大噴煤量來補充熱源，但是將造成燃料比上升，同時大量噴煤導致料柱內未燃煤粉激增，孔隙度下降，壓量關系再次上升，形成惡性循環(huán)。因此通過優(yōu)化布料矩陣，來減輕邊緣焦炭負荷，從而提高煤氣利用率，改善礦石的預熱還原是解決燃耗和產量問題的關鍵所在。
2. 調整步驟
由于5月份高爐原燃料條件相對穩(wěn)定，高爐操作人員以此為契機開始爐況的強化操作。為保證爐況的穩(wěn)定順行，本次調整的操作方針可概括為“退負荷抬爐溫降壓差，收角度加環(huán)數開邊緣，減中心提利用率增產量，增負荷提富氧達目標”。
2.1 退負荷抬爐溫降壓差
因爐況調整前高爐壓量關系比較緊張，鐵水w(Si)=0.30%~0.35%，為防止調整過程中出現氣流變化、渣皮脫落等引起的爐溫波動，及降低高爐操作壓差，為高爐調整提供操作空間，首先對焦炭負荷進行調整，見表2。5月11日配料焦比由386提高到418 kg/t后，風量加至4750~4800 m3/min，煤氣利用率由42.5%降至40.0%，壓差165 kPa左右，爐溫水平w(Si)=0.6%，具備進行下一步操作的條件。
當爐溫和壓差達到合理范圍內后，結合高爐操作參數和分析結果，通過收角度和增加邊緣焦炭環(huán)數來減輕邊緣焦炭負荷，從而改善礦石的預熱和還原，從根源上解決燃料比和壓量關系偏高的問題。
（1）收角度。
本鋼7號高爐爐況調整前礦角差8.6°，布料最外檔41.1°，為防止布料距爐墻太近影響布料效果，在礦角差不變的情況下，最外檔角度分兩步由41.1°收縮到40.5°，之后由40.5°收縮到40.0°。較小的布料角度在爐料的沖擊和滾動效應下更容易發(fā)展邊緣。
（2）加環(huán)數。
此次調整是本次爐況強化的重中之重，是解決礦石預熱還原問題的關鍵所在。在收角度的同時，最外檔和次外檔布焦環(huán)數由2圈增為3圈，同時為保證中心焦比例的穩(wěn)定，中心焦環(huán)數由5.3圈改為5.8圈，即
本次調整后高爐參數穩(wěn)定，壁體溫度無明顯變化，無渣皮脫落，水溫差由1.7上升至2.2 °C后趨于穩(wěn)定，煤氣利用率由輕負荷后的40.0%上升至41.5%，無減風現象，在輕負荷的保障下，煤氣流的改變并未給壓量關系帶來明顯沖擊，且爐溫水平穩(wěn)定在w(Si)=0.5%~0.6%水平，平穩(wěn)過渡到理想的調整狀態(tài)。
通過對壁體溫度、爐體水溫差、壓量關系等數據的觀察，操作參數變化趨勢平穩(wěn)后，進行減中心焦調整。此次調整是通過減少中心焦量來縮小中心煤氣通路，從而驅使部分氣流由中心轉移至環(huán)帶和邊緣，使其在塊狀帶與下降的礦石進行熱交換，參與礦石的預熱還原，充分利用煤氣的熱能和化學能，高爐參數的主要表現為爐頂打水的逐漸減少和煤氣利用率的穩(wěn)步提升。
開邊緣操作24 h后參數趨于穩(wěn)定，5月12日本次調整措施為中心焦由5.8圈減為5.3圈，即
5月13日9:00繼續(xù)將中心焦由5.3圈減為4.8圈，即
經過前3步的調整，爐況順行程度較好，壓量關系寬松，爐型規(guī)整，在原燃料條件發(fā)生波動時，爐況適應能力較強，因此在接下來的一周時間內，主要是根據實際爐況進行增負荷和提富氧操作，力爭達到高產低耗的目標，具體操作步驟見表3。
在逐步加料和提富氧的過程中，由于中心氣流和邊緣氣流的分配合理，風壓參數平穩(wěn)，煤氣利用率逐步上升至46.5%水平，燃料比下降至525 kg/t，達到了預期目標。
高爐操作爐型控制應當以“兩道氣流”為主線，尤其是在原燃料條件不穩(wěn)定的情況下，必須保障中心氣流通暢，邊緣氣流穩(wěn)定[3-4]。通暢的中心氣流可以保證高爐順行，有良好的原燃料適應性；穩(wěn)定的邊緣氣流可以增加礦石與煤氣的熱交換率，提高煤氣利用率，降低燃耗；同時邊緣氣流可以與中心氣流形成互補，在中心氣流受到抑制時，邊緣氣流自動增強，保持壓量關系穩(wěn)定。本次爐況調整以此為指導思想，以冷卻壁水溫差間接代表邊緣氣流變化，結合實時的煤氣分析數值作圖，如圖1。
由圖可以看出，在爐缸冷卻水量3600 m3/h，爐身冷卻水量3000 m3/min不變的情況下，第一步輕負荷，煤氣利用率由初始的42.5%降至40.0%，但由于爐溫的提升，爐體水溫差并無太大變化，維持1.7 °C左右；第二步開邊緣，主要是對中心和邊緣氣流的重新分配，調整后邊緣氣流明顯增加，表現為水溫差由1.7上升到2.2 °C，同時煤氣利用率也小幅上升至41.5%水平；第三步減中心，是對中心和邊緣氣流的再次微調，通過減少中心焦量促使部分中心氣流過渡至邊緣，表現為水溫差由2.2上升至3.0 °C，同時由于負荷較輕，煤氣利用率增幅不大，僅為42%左右；第四步增產量，是在上述調整后，爐型規(guī)整，參數平穩(wěn)的基礎上，通過逐步增加負荷將煤氣利用率提高至46.5%，通過增加富氧提產至6850 t/d，從而實現提產降耗的總目標。
（1）合理的中心和邊緣兩道氣流是操作爐型的控制標準，具有很好的外圍條件適應性，通暢的中心氣流和穩(wěn)定的邊緣氣流能夠實現優(yōu)勢互補，是高爐實現高產低耗的重要途徑。
（2）爐體水溫差可間接代表邊緣氣流的發(fā)展情況，但需結合壁體溫度、頂溫情況等綜合判斷，確保爐況調整準確合理。
（3）焦炭負荷是調節(jié)爐況最有效的手段之一，在調整初期通過減輕焦炭負荷能夠有效的緩解壓量關系，抬高爐溫水平，調整后期增加焦炭負荷可以快速提高煤氣利用率，降低燃料消耗水平。
參考文獻
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[4]謝孔明,高維平.高爐爐缸高效運行的改進措施.金屬世界,2022(4):95
文章來源——金屬世界
2.2 收角度加環(huán)數開邊緣
2.3 減中心提利用增產量
2.4 增負荷提富氧達目標
3. 操作分析
4. 結束語