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。因此通過優化布料矩陣，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展邊緣。
（2）加環數。
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數由2圈增為3圈，同時為保證中心焦比例的穩定，中心焦環數由5.3圈改為5.8圈，即
本次調整后高爐參數穩定，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，且爐溫水平穩定在w(Si)=0.5%~0.6%水平，平穩過渡到理想的調整狀態。
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步提升。
開邊緣操作24 h后參數趨于穩定，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，爐型規整，在原燃料條件發生波動時，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，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定的情況下，必須保障中心氣流通暢，邊緣氣流穩定[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，爐型規整，參數平穩的基礎上，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定的邊緣氣流能夠實現優勢互補，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
[1]周傳典.高爐煉鐵生產技術手冊.北京:冶金工業出版社,2008:443
[2]杜楠.高爐爐況預測和煤氣流分布關系建模方法研究[學位論文].長沙:中南大學,2014
[3]齊萬兵,王善增.韶鋼7號高爐爐役后期強化冶煉的措施.煉鐵,2018,37(3):50
[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