380m3高炉延长炉龄高效长寿生产工艺优化及效果（钢铁年会）

380m高炉延长炉龄高效长寿生产工艺优化及效果

牛卫军, 张晓亮, 田黎明 , 张海洲

(安阳钢铁集团有限责任公司炼铁厂， 河南 安阳 455004)

摘 要: 对安钢6号380m高炉延长炉龄高效长寿生产技术进行了总结。通过分析影响高炉延长炉龄的原因,采取了以下措施: 贯彻精料方针;改善入炉原燃料;确保高炉长期处于稳定顺行状态;加强炉体维护;提高风温,配加焦丁,增加煤量和氧量;合适热制度下的低硅铁冶炼;制订防止炉况失常预案;强化管理,取得了良好的工业应用效果。 关键词: 高炉 高效 长寿 技术 效果

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Optimization and effect on high efficiency longevity production technology of extending the life of 380m3blast furnace at Anyang Steel

NIU Wei-jun , ZHANG Xiao-liang, TIAN Li-ming , ZHANG Hai-zhou

(Ironmaking Plant,Anyang Iron & Steel Group Co.,Ltd,Anyang 455004,Henan,china)

Abstract: In this article,it summarizes high efficiency longevity producti on technology of extending the life of NO.6

380m3 blast furnace at Anyang Steel. By means of analysing the cause that affected extension of blast furnace campaign, measures are adopted as follows: implementing high quality burden policy; improving the quality of material and fuel;keeping BF condition steady and smooth for a long time; reinforcing the furnace body maintenace; raising the blast temperature , nut coke charging ,increasing coal amounts and oxygen amounts; smelting low silicon hot metal with right hot system; making the plan which prevents BF situation from being disorder; strengthening management.It have got fine industry application effect.

Key words: blast furnace high efficiency longevity technology effect

析判断，决定将6号高炉大修推迟。6号高炉针对

一 引言 这种情况，结合高炉自身特点，进行科技攻关，取

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安钢炼铁厂现在有7座中小型300m级以上高得了显著的经济效益,到2006年底，在炉役后期实

333

炉和1座2200m高炉，由于在2200m高炉投产以前，现产量51.79万吨，利用系数3.73 t/m?d，焦比公司炼钢能力远大于炼铁，为缓解生铁供求矛盾，395kg/t，煤比151kg/t，炉温[Si]0.54％，均创6高炉必须力求强化冶炼，高产稳产，增铁增效。7号炉开炉以来最好生产水平。到2007年1月31日，座中型高炉一代炉龄从开炉到停炉大修一般在6年高炉安全生产超过8年多，单位炉容累计产铁

33

左右，单位炉容累计产铁未能突破7000/m大关(见10003.37t/m，突破万吨大关，在国内已经跨入高表1), 与国内中小型高炉有一定的差距。高炉停炉效长寿高炉行列。其生产以来主要经济技术指标见大修一方面耗费资金巨大，另一方面停炉还减少铁表2。

表1 安钢炼铁厂高炉寿命和一代炉役单位炉容产铁量 水产量，钢铁联合企业上下道工序有时也不得不同

期安排检修，影响公司整体经济效益。因此，延长

项上次大修时最近大修时一代炉龄单位炉容

高炉炉龄高效长寿生产，是目前安钢炼铁厂所要面-3

目 间/年,月 间/年,月 寿命/年 量/t·m

对的一项急需开发的重要课题。

1炉 1993.5 1999.4 5.917 5382.04 3

安钢6号380m高炉始建于1998年下半年，

2炉 1994.9 2000.4 5.583 5111.71

1999年元月22日开炉投产以后，按照“高产、优

3炉 1997.6 2003.12 6.500 6961.74

质、低耗、长寿”的原则，不断采取各种措施强化

4炉 1996.5 2002.12 6.583 6261.86

冶炼，到2005年11月，高炉安全生产已达6年多，

5炉 1995.7 2001.9 6.167 6246.24 3

原计划此时停炉大修。但是当时2200m高炉刚刚开

6炉 1999.1 / / /

炉，炉况有待稳定，因生产需要炼铁厂经过综合分

联系人:牛卫军(1972-),男 ,工程师,;E-mail:nwj2205@sohu.com 1 7炉

2002.5

/ /

/

表2 安钢6号高炉历年主要经济技术指标

时间 年 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

利用 系数 t/md 2.95 3.37 3.43 3.39 3.29 3.54 3.62 3.73 3.80

3.

综合 冶强 t/md 1.69 1.79 1.82 1.81 1.84 1.98 2.03 1.97 1.63

3.

焦 比 t/t 556 528 522 534 557 550 504 395 379

煤 比

t/t 0 0 0 0 0 0 62 151 155

风温 ℃ 987 1004 987 962 974 946 943 1031 1047

休风率

% 2.69 0.88 1.49 0.90 0.71 1.54 1.38 1.55 1.46

[Si] % 0.70 0.56 0.58 0.63 0.63 0.61 0.60 0.54 0.53

[S] % 0.024 0.023 0.026 0.027 0.030 0.035 0.034 0.033 0.034

煤气 CO2 % 17.19 17.64 17.56 17.21 18.04 18.45 18.84 19.01 18.54

备注： 2007年统计为该年元月份主要经济技术指标

二 6号高炉生产状况

安钢6号高炉，有效容积380m，1个铁口，1个渣口，14个风口，采用自焙炭块和复合棕刚玉砖砌筑的陶瓷杯综合水冷炉底,配置D1300—31离心鼓风机，液压双钟布料，干法布袋除尘，开炉后不久取消了放上渣操作。2002年12月份高炉抢修更换炉顶设备，2003年4月实行加湿富氧鼓风，2005年4月底开始富氧喷煤强化冶炼，此时已经进入炉役后期，炉喉及及炉喉钢砖变形严重，炉底温度偏高，炉顶及干法除尘煤气管道多处跑煤气，热风炉

2

由于种种原因风温不高，高炉主要吃集团公司90m、

22

105m或360m烧结，焦炭主要来自焦化厂4m和6m焦炉。主要采用烧结矿+ 生矿+ 酸性球团炉料结构。富氧使用炼钢余氧。

3

三 影响高炉延长炉龄的原因

1炉喉及煤气管道

6号高炉在抢修炉顶设备后不久，发现炉喉钢壳局部发红，致使炉体整体向东南方向倾斜，影响高炉布料，炉喉钢砖上翘严重，不利于高炉控制煤气流分布。炉顶、重力除尘器、干法除尘煤气管道多处跑煤气，高炉无法充分使用高顶压。 2 炉底

6号高炉在2003年8月份，炉底温度曾从439℃急剧上升到514℃，通过采取一些措施，使之降至

[1]

正常范围内。2004年炉底温度最高又上升至583℃。到2005年炉底温度还是居高不下，一般在

2

540℃左右。2006年底逼近700℃。此外，发现有些炉缸冷却壁水温差偏高，炉底局部炉皮温度偏高。这说明高炉已经进入炉役后期，如果继续盲目强化冶炼，有可能存在炉缸烧穿的重大安全隐患。 3 冷却壁

加强冷却壁的维护在高炉炉役后期生产中十分重要。6号高炉炉身冷却壁7层-3、7层-6两扁水箱漏水；8层-2镶砖冷却壁漏水；8层-3镶砖冷却壁冷却水管根部跑煤气；炉腰6层-5镶砖冷却壁处钢壳开裂，炉腹5层-6镶砖冷却壁冷却水管根部跑煤气十分厉害。还有多块冷却壁水管根部也不同程度跑煤气。 4 高炉冶炼强度高

为了满足炼钢需求，安钢炼铁厂这几年一直走强化高炉生产的道路，综合冶强较高。从从表1中可以看出，高炉综合冶炼强度由1999年的

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1.69t/m.d提高到2006年的2.05t/m.d。提高幅度高达21.3%。由于冶强较高，高炉炉墙承受的机械冲刷和热流冲刷大大加强，炉体砖衬磨损加快，一旦炉墙的砖衬被冲刷侵蚀掉，冷却壁就暴露出来，这加剧了冷却壁的损坏，如果有一块冷却壁遭到损坏，很快就向四周扩展，容易引起周围大量的冷却壁很快损坏。

5 原燃料质量和外围条件波动大

进入2002年以来，受“非典”和当时国内形势的影响，原燃料供应不足，条件变差，尤其是焦炭质量下降幅度大，烧结矿入炉粉末增多，给高炉操作带来了前所未有的困难，高炉的顺行遭到严重

破坏，高炉炉况不顺，塌料、坐料频繁，致使炉缸堆积，造成高炉结厚、结瘤的严重后果，高炉难以

[2]

维持正常的生产。现在焦炭仍然是6号高炉生产的限制性因素。一方面随着喷煤煤量的增加，矿焦比增大，料柱块状带透气性变差。另一方面毗邻的

3

安钢2200m高炉2005年10月投产喷煤后，其煤比当时较低。为确保大高炉生产，6号高炉焦仓经常不足1/2，每天必须从原料场倒运焦炭。还常常因

[3]

为原燃料紧张减风和限制富氧。

四 技术措施

1 贯彻精料方针

安钢2000年之前就成立了铁前攻关组，在高

2

炉精料方面下了很大功夫。烧结厂先后投建了105m

2

和360m烧结机，不断开展技术攻关，加强自动化配料，烧结品位和质量都有所提高。焦化厂优化配煤工艺，改进炼焦过程，焦炭质量稳步改善。此外，安钢近几年扩建了大型原料厂，在铁精矿和主焦煤采购上严把质量关。实行铁精矿堆放，进行平铺直取配料，尽管目前原燃料价格不断上涨，但是烧结矿碱度大多控制在1.80～2.20，SiO2含量较低，而MgO含量有所增加,品位仍能够稳定在58%左右,6号高炉入炉综合品位对比见图1(图中2007年为该年元月综合入炉品位)。焦炭质量M40可达到82%，M10降至8%以下，灰份13.5%左右，为高炉高效长寿生产奠定了良好的基础。

综合入炉品位综合入炉品位/Y.55958.55857.55719992001200320052007时间/年

图1 安钢6号高炉历年入炉综合品位对比 2 改善入炉原燃料

6号高炉对烧结实行定时取样，每一个半小时取一次烧结成分，对应所在的料仓，由工长输入计算机无熔剂配料入炉。为了减少粉末，使用了双面上15mm下5mm梳齿式集中振动筛，将料仓料嘴闸门改小，控制烧结给料料流，延长振动时间；同时加强筛分管理，规定槽下每班必须检查和清理集中筛筛网，严防堵塞。此外，还在烧结矿上喷洒CaCl2溶液，降低烧结在炉内的低温还原粉化率。近几年

3

来，6号高炉一直用烧结矿+生矿+酸性球团，综合入炉品位不高，渣量大。2006年2月，尝试使用价格合适的南非矿，固定3%配比，逐步减少使用品位较低的海南矿，后曾采用高碱度烧结矿+酸性球团，全熟料入炉，综合品位达59%。渣量减少，热量消耗降低，改善大煤比条件下高炉料柱透气性。要求工长每班间隔1小时，必须看料仓，尤其在雨雪天气，根据焦炭振动筛筛下碎焦量、焦炭在料罐内的体积、目测情况及时判断出焦炭质量变化，同时提高焦炭M40、M10、S、水分和固定碳分析的信息反馈速度，加强工长综合判断焦炭质量变化的准确性。 3 确保高炉长期处于稳定顺行状态

高炉稳定顺行是高效长寿生产的基本条件。高炉煤量增加，炉缸煤气量增多，鼓风动能增大，燃烧带扩大。6号高炉在下部调剂，适当扩大风口直径，由?100mm调为了?114mm，缩短风口长度，由L260mm调为了L230mm，配合使用斜风口，使高炉初始煤气流分布较为合理。但是当煤量达到10000 kg/h后，由于富氧采用炼钢余氧，有可能在限氧、氧量不足时，部分煤粉燃烧不充分，沉积在料柱周围，使炉缸难以吹透中心，造成边缘气流发展。于是又适当增加了少数?100mm和L260mm风口数目，经过不断摸索实践，效果不错，目前风口布局见表3。在上部调剂方面，稳定装料制度5OOCC+2CCOO和料线1300mm，采取小幅度稳步把矿批扩大至13300kg。适当提高顶压，由70kPa提到75kPa，稳定上部煤气流。2007年逐渐向大矿批、全正装过渡。在不同时期，针对不同的外围条件，制订了不同的切实可行的操作方针，相对适当发展中心气流，稳定边缘煤气流，全面活跃炉缸，有效保护炉墙，降低炉顶温度。既适应了合理强化冶炼高效生产，又满足了长寿生产的需求，煤气利用率还有所提高。通过积极寻求适应大煤比下的最佳冶炼参数，高炉一直处于稳定顺行的良好状态。

表3 安钢6号高炉目前风口布局

风 口 长度,mm 直径,mm 风 口 长度,mm 直径,mm

1 260 100 8 200 114

2 230 100 9 200 114

3 230 114 10 200 114

4 230 114 11 230 114

5 230 114 12 230 114

6 200 114 13 230 100

7 200 114 14 230 100

4 加强炉体维护

在炉役后期，将水压由原来的0.25MPa升到0.27MPa，提高炉体的冷却强度。炉体局部温度或冷却壁水温差较高时，采取了炉外喷水冷却、灌浆造衬、改进原来的冷却方式等措施，还针对炉底温度的上升情况进行了炉底灌浆，这些都取得了延长高炉炉龄的良好效果。高炉炉体各部位破损状况及处理情况见表4。同时，制定了严格周密的管理措施，定期加药剂改善水质，沙洗冷却壁和倒换过滤器，防止管道结垢；要求配管工加强炉体和冷却设备的检查，每班2人8小时不断巡视，发现异常情况，及时汇报工长立即处理，避免冷却设备向炉内漏水。

5 提高风温，配加焦丁，增加煤量和氧量

6号高炉尽管有四座改进型霍戈文式热风炉，但交叉并联送风后，风温不高，一般在950℃左右。

部位 炉喉 炉身 炉腰 炉腹 炉缸 炉底

炉体或冷却设备状态

炉喉钢砖底部上翘，钢壳变形严重、温度高

为了提高风温，2005年9月进行富化焦炉煤气，风温达到980℃。10月又选择机会，对风温水平较低

##

的2、3热风炉进行了轮流抢修，并且在热风炉班组加强烧炉技术培训，提高烧炉水平，目前风温可达1080℃以上。对于工长则要求关闭混风大闸，全风温操作，十分必要撤风温时，严禁连续超过2个小时。高炉增加煤量后，风口理论燃烧温度降低，而富氧使风口理论燃烧温度升高，两者相结合许多方面相辅相成。6号高炉矿批目前加到15900 kg后，逐渐提高煤量，煤量由8000kg/h加到了10500kg/h，

3

氧量具备条件时也随着加到2500～4000 m/h，煤粉燃烧充分，渣铁物理热充沛。增加氧量后，料速也比以前有所加快。为了进一步提高煤比，6号高炉曾经在烧结矿中配加焦丁，一般控制在30～150kg/批，改善料柱透气性，在坚持全风口操作的同时，一直14个风口全部喷煤，实行广喷、匀喷。

采取措施

炉喉钢壳和钢砖之间灌浆造衬；钢壳外部立焊25mm筋板24块，外部喷水冷却

堵死漏水冷却壁，外部喷水冷却；跑煤气处灌浆造衬、休风补焊

休风挖开炉皮填耐火材料，补焊并加筋板 灌浆造衬、休风补焊

由双联改为单联，灌浆造衬，外部喷水冷却 外部喷水冷却

表4 安钢6号高炉各部位破损状况及处理措施

7层-3、7层-6、两扁水箱漏水；8层-2镶砖冷却壁漏水；8层-3镶砖冷却壁冷却水管根部跑煤气 6层-5镶砖冷却壁处钢壳开裂 5层-6镶砖冷却壁冷却水管根部跑煤气

1层-8、1层-9、1层-10、1层-11、1层-14四块光面冷却壁水温差偏高 局部炉皮温度偏高

6 合适热制度下的低硅铁冶炼 中小型高炉，[Si]每降低0.1%，生铁增产0.5%～0.7%，燃料比降低4～6kg/t。但是低硅冶炼必须以创造稳定的外围条件，合理的炉温为前提。如果一味地降低炉温，会造成软熔带下移，长期下去还会致使炉缸堆积。6号高炉分析了各个影响因素，不断强化低硅冶炼操作理念，结合高炉已经处于炉役后期，设备等条件有限制，初步制定了如下操作方针：[Si]在0.35%～0.50%，渣碱度在1.15＋0.03，料速每班55＋1批；规定[Si]下限为0.30%，严禁连续两炉铁[Si]小于0.30%，正常条件下两班料速差别不得大于2批。在降低铁水含硅的同时，保证渣铁具有良好的物理热，炉缸仍然活跃，炉温充沛，这也便于增加大煤比下的料柱透液性，利于煤粉充分燃烧。

7 制订防止炉况失常预案

高炉连续作业强化冶炼，影响炉况因素错综复

4

杂。在炉役后期，制订防止炉况失常预案对于高效长寿生产非常必要。6号高炉结合现实情况，制订了数条预案：高炉减风或限制氧量后操作参数的调整；焦炭急剧恶化后的操作；炉底温度偏高的上限值及控制措施；高炉长期休风后炉况的合理恢复；热风炉抢修由交叉并联改为两烧一送后的风温使用；高炉停止喷煤的应对处理；重力除尘器管道跑煤气后顶压的控制等。这为6号在炉役后期实施高风温、大煤比、大富氧、合适顶压、低硅铁冶炼提供了有力的保障。 8 强化管理

6号高炉强化“两口”（地沟上料口和出铁口）管理，为高炉稳定顺行、高效长寿生产创造条件。对于地沟上料，要求拉料准确和不能亏料线作业，避免拉错料和罐坑跑料；对于炉前出铁，要求按时出净渣铁，杜绝跑大流，撇渣器不透，铁口太浅等事故发生。还专门修订液压炮维护制度，定期修补

出铁主沟和撇渣器细则，确保出铁正点率和铁口合格率，减少铁量差。由于取消了放上渣，适当提前出铁，稍微开小铁口，延长出铁时间，防止高炉出铁前憋风。

2005年5月以来，6号高炉积极推行TNPM（total nomalized productive maintenance）设备运作，为生产提供设备保障，使职工全员参与，步步深入，不断改善设备维护、保养体制。落实“三级点检”，即“岗位点检，班组长点检，专业点检”，发现隐患，及时处理。实行定期检修，运检合一，清洁文明生产，建立易损耗设备档案，减少炉役后期高炉无计划休风率。

五 应用效果

6号高炉采取延长炉龄高效长寿生产工艺优化后，生产效果良好，经过对比分析，考核期和基准期的有关经济技术指标情况见表5。

表5 安钢6号高炉经济技术指标对比分析 项目

基准期 2005年

产量, t [Si], % [S],% 焦比, kg/t 煤比, kg/t CO2, %

综合燃料, kg/t

501595.25 0.60 0.034 504 62 18.84 566

考核期 2006年 517925.09 0.54 0.033 395 151 19.01 546

+16329.84 -0.06 -0.001 -109 +89 +0.17 -20 对比

以往。但由于正确分析影响高炉延长炉龄的原因，有的放矢优化高炉工艺，6号高炉在考核期生铁含[Si]达到0.54%，比基准期降低0.06%，其中2006年6月实现0.52 %，在一代炉役中单月最低；煤比基本上都在150kg/t以上，其中2006年5月实现156kg/t，也是在考核期创一代炉役中单月最高。高炉综合焦比有所下降，这有利于安钢炼铁厂由产量效益型向成本效益型转化，适应当前钢铁行业经营形势。

３ 体现高炉操作创新

高炉采用自焙炭块和复合棕刚玉砖砌筑的陶瓷杯综合水冷炉底，炉底温度在多少还能继续维持生产？炼铁厂操作规程规定在炉役后期最高为450℃，随着耐火材料质量和操作维护技术的提高，6号高炉考核期炉底温度均在450℃以上，但高炉仍然正常生产。此外，制订防止炉况失常预案，建立高炉生产预警体系。这些都体现了高炉操作创新，防患于未然，便于使高炉长期处于稳定顺行状态。

４ 消除安全隐患，稳定高炉安全生产

在整个延长高炉炉龄期间，通过工艺优化，避免了各种突发性事故，未发生一起威胁高炉生产者的人身安全、重大设备事故，实现了高效长寿生产的目的。

六 结论

高炉延长炉龄高效长寿生产工艺优化及应用技术，解决了安钢6号高炉在第一代炉役后期生产实践中所面临的实际问题，为安中小型高炉高效长寿生产，实现对标挖潜，降低成本，得到生产效益最大化闯出了一条新的途径。这项技术的应用体现了高炉操作创新。

从表5中可以看出，高炉延长了炉龄，产量、煤比、CO2利用率明显提高，[Si]、[S]焦比、综合燃料比下降，应用效果具体有以下几个方面： １高炉延长了炉龄

由于采用了高炉工艺优化技术，在满足高炉正

参考文献: 常冶炼的前提下，使6号高炉在2005年11月之后

[1] 牛卫军, 张晓亮,刘忠平等.安钢6号高炉炉底温度急 继续维持生产，到2007年1月30日炉龄延长了15

3剧上升的处理[J].炼铁,2005,24(2): 37-39. 个月，单位炉容累计产铁突破100000t/m，达到

3

10000.15 t/m，比在2005年11月底时增加 [2] 牛卫军,张晓亮,刘忠平,等.安钢6号高炉炉况失常的

3处理[A].无锡:2004全国炼铁年会论文集[C], t/m，创安钢炼铁厂有史以来高炉一代炉役之最。

2004:491-493. 这为安钢进一步进行高炉高效长寿生产研究提供

[3] 牛卫军,张晓亮,赵正清.安钢6号高炉减风后合理控 了经验。

制操作参数的研究[J].冶金丛刊,2006,(5):1-3. ２ 经济技术指标明显改善

一般高炉随着炉龄的增加，经济技术指标不及

5

附：

第一作者简历：牛卫军，汉族，1972年出生，毕业于鞍山科技大学材料科学和冶金工程专业，本科学历，学士，工程师，从事炼铁生产工艺十多年。享受安钢集团公司技术和特岗津贴。近3年以来在全国2004炼铁学术年会、《冶金能源》、《钢铁研究》、《炼铁》、《河南冶金》、《山东冶金》、《冶金丛刊》、《甘肃冶金》发表论文10篇．曾被公司外派到南（京）钢、凌（源）钢、山东青（岛）钢、铁鹰、寿光、石横等炼铁厂进行技术咨询。安钢集团公司首席优秀技能操作人才。 联系人：牛卫军，河南省安阳市安钢炼铁厂6车间，河南安阳（455004），0372—3132205，手机：13523317670。电子邮件：nwj2205@sohu.com

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