沙钢高炉偏料技术研究和应用

赵华涛¹，卢瑜¹，韩旭¹，杜屏¹，张国良²

(1. 江苏省(沙钢)钢铁研究院铁前研究室， 江苏 张家港 215625；2. 江苏省沙钢集团有限公司炼铁厂， 江苏 张家港 215625)

摘要：为了研究高炉圆周方向矿焦比(O/C)分布规律，解决沙钢倒罐过程中气流波动大的问题，开发了圆周方向质量分布数学模型，并基于5 800 m³高炉1∶15冷布料试验装置测量了不同料罐和炉料组合方式及溜槽旋转方向下炉料在圆周方向的质量分布，证实了数学模型的准确性。进一步计算高炉圆周方向矿焦比(O/C)分布的变化规律发现，对于炉顶料罐东西布置的高炉，倒罐主要降低东、西方向上的矿焦比偏析，而溜槽换向主要降低南、北方向上的矿焦比偏析，而且倒罐时矿焦比经历波峰到波谷的变化，幅度比换向时更大。操作者在生产过程中尝试倒罐时发现气流波动过大，易造成高炉压量关系紧张、指标下降，尤其在炉况不太稳定的时候。针对这种情况，基于圆周方向矿焦比分布模型分析了倒罐和溜槽换向前后矿焦比在各方向的变化，并制定了倒罐和溜槽换向相结合的优化方案，即倒罐的时候同时实施溜槽换向，从而减小倒罐时矿焦比变化过大造成的气流波动。沙钢3个2 680 m³高炉先后应用了倒罐和溜槽换向结合的技术，铁水质量得到改善，炉况稳定性提高，经济技术指标获得进步，炉顶设备故障率降低。

关键词：倒罐；溜槽换向；矿焦比；气流波动；铁水质量

1 引言

对于无钟并罐高炉，由于并列料罐的布置，炉料从料流阀排出后下落到中心喉管，在中心喉管偏行，炉料落到溜槽上表面的落点位置和速度都不相同，导致炉料在高炉料面的周向质量分布不均匀。赵华涛等开发了圆周方向质量分布数学模型，计算了矿焦比(O/C)和料面高度的周向分布规律，并着重分析了沙钢2 680 m³高炉开炉装料时料面中心偏离高炉中心线的原因。高炉周向矿焦比分布对气流影响很大，在实际生产中通常会实施倒罐或改变溜槽的旋转方向来避免局部矿焦比长期过高或过低，而在实施倒罐时气流波动幅度较大，压差升高，倒罐被迫中断。因此如何利用矿焦比分布规律制定合理的布料操作制度，提高高炉圆周方向工作均匀性在沙钢是比较紧要的课题。

沙钢5 800 m³高炉对圆周方向偏析的认识不足，长期没有实施倒罐操作，在2017年中修之前高炉炉腰东南部位冷却壁首先出现破损，并迅速向两边扩展。沙钢2 680 m³高炉炉顶料罐和铁口都呈东西方向对称布置，两个铁口间铁水质量相差明显。针对这一现状，沙钢在5 800 m³高炉按照1∶15比例建立的冷布料试验设备上开展了不同料罐-原料组合及不同旋转方向下高炉周向质量分布试验，验证了数学模型，并基于模型分析了5 800 m³高炉冷却壁首先在东南方向破损的原因，利用在线数据证实了倒罐和溜槽换向对气流的影响，制定了倒罐和溜槽换向相结合的方案减小倒罐时局部O/C变化过大导致的气流波动，并在沙钢2 680 m³高炉得到成功应用。

2 精选图表

3 结论

(1)对于并罐高炉，炉料在料罐对面的方向上富集，且相对于质量偏析，O/C在周向的偏析被放大。

(2)对于料罐东西布置的高炉，倒罐对改善矿焦比在东西方向上的偏析明显，改变溜槽旋转方向对改善矿焦比在南北方向上的偏析明显，且倒罐对O/C的变化幅度比溜槽旋转方向改变大50%。

(3)通过倒罐和溜槽旋转方向的周期性改变，即倒罐同时溜槽换向，结合溜槽旋转起始角度的改变，可以大幅降低高炉圆周方向上O/C偏析，同时降低倒罐过程中O/C变化过大造成的气流波动。

(4)着重解决了如何利用O/C分布规律改善高炉周向矿焦比偏析及气流波动问题，下一步可以结合下部送风、炉缸工作的情况做深入分析。