範崇強，王飛，李永勝
（鞍鋼股份公司煉鐵總廠， 遼寧鞍山 114021）
摘要：在高強度的生產下，渣皮脫落成為限制三高爐進一步提高強度的主要因素。通過對閉路冷卻能力、送風制度以及裝料制度等幾個方面進行調整，渣皮脫落的現象得到有效控制，高爐的各項指標有了進一步的提高。
關鍵詞：渣皮脫落；冷卻能力；送風制度；裝料制度
1 概況
鞍鋼三號高爐是2023年12月集團公司技術改造投產的串罐式無料鐘爐頂，皮帶上料的大型高爐。2023年三高爐經過大修後，通過逐步的調整，高爐的富氧量由16000m/h提高到了23000m/h，高爐的利用係數由2.2提高到了2.
5。但是隨著強度的逐步提高，特別是大富氧的生產條件下，邊緣氣流發展，而閉路冷卻系統的冷卻能力明顯不足，三高爐閉路系統水溫偏高，從而導致了冷卻壁上渣皮不穩定，經常出現渣皮脫落的現象。而壁體溫度波動，成為影響三高爐高強度生產的乙個關鍵因素。
經過逐漸的摸索研究後，通過對閉路冷卻能力、送風制度以及裝料制度等幾個方面進行調整，三高爐的壁體溫度逐步穩定，渣皮脫落的現象有了明顯的減少，高爐的各項指標有了進一步的提高。
2 冷卻水溫對高爐壁體溫度穩定性的影響
高爐爐體冷卻壁內部特別是爐腹部位，主要靠在冷卻壁上形成的渣皮進行工作。因此在冷卻壁內部形成穩定的渣皮，是確保壁體溫度穩定的乙個重要因素。而冷卻壁的壁體溫度低是渣皮形成和穩定存在的必要條件，而溫度較低的冷卻壁表面，也為渣皮脫落後，在較短時間內的重新形成提供了保障。
較低的冷卻水溫，有利於高爐冷卻壁內部渣皮的形成和穩定。從圖1可以看出，當水溫較高的時候，渣皮容易脫落，造成系統水溫差公升高；而水溫較低的時候，渣皮溫度，系統水溫差較低。
圖1 三高爐閉路系統水溫與水溫差對比圖
由於三高爐閉路冷卻能力不足，造成閉路系統的整體水溫偏高，特別是夏季外界氣溫較高的情況下，閉路系統的冷卻能力相對下降，使得三高爐爐體水溫高於正常水平，不利於渣皮的形成和穩定。
3 大富氧對高爐壁體溫度的影響
富氧量增加後，由於氧濃度的提高，氮氣含量降低，單位生鐵的煤氣量減少，由於風量的減少，影響風口前焦炭迴旋區的縮小，從而導致邊緣氣流發展。而當邊緣氣流過分發展時，對冷卻壁的沖刷加劇，從而導致渣皮脫落，並且在短時間內難以形成穩定的渣皮。而渣皮脫落後，冷卻系統水溫公升高，形成惡性迴圈。
長期以來，三高爐一直處於大富氧生產狀態，邊緣氣流發展，容易出現渣皮脫落現象，這也是限制三高爐進一步提高冶煉強度的乙個主要問題。
4 採取的措施
1）為解決三高爐爐體閉路系統冷卻能力不足的問題，在2023年5月份三高爐年修期間，將爐體閉路冷卻系統的空冷器由9組增加到了10組，提高對閉路系統水溫的冷卻強度，降低閉路系統的水溫，從而達到提高閉路系統對冷卻壁的冷卻能力的目的。特別是在夏季外界溫度比較高的情況下，增加一組空冷器對降低閉路系統的水溫有著顯著的作用。從圖2可以看出，三高爐在2023年修以後，爐體系統的水溫，明顯低於2023年同期。
圖2 2023年與2023年6—12月水溫對比圖
2）針對大富氧後容易出現的邊緣氣流發展、渣皮脫落等一系列問題，主要是通過送風制度和裝料制度進行調整。由於大富氧後邊緣氣流發展，壁體溫度波動，必須採取抑制邊緣氣流的送風制度和裝料制度。三高爐在2023年6月份年修以前，32個風口中有14個直徑為140mm，18個直徑為130mm，風口面積為0.
4542㎡；而在2023年6月年修後，將直徑為140mm的風口個數減少為2個，其餘30個採用直徑130mm的風口，風口面積縮小為0.4288。通過縮小風口面積，提高鼓風動能增大風口迴旋區來減弱邊緣氣流。
與此同時，採取了增加邊緣礦石比例，減少邊緣焦炭比例，增加中心焦炭比例的裝料制度，將氣流引向中心，抑制邊緣氣流。表1為三高爐裝料制度調整情況。
表1 三高爐裝料制度調整情況
5 效果
通過提高閉路系統的冷卻能力和抑制邊緣氣流兩個方面進行調整，三高爐的渣皮脫落現象得到了有效的控制，從而為三高爐進一步提高強度創造了條件。從圖3可以看出，在2023年6月三高爐年修後，氧量的使用有了明顯的增加，而日產量也穩定在7800以上。
圖3 三高爐2023年富氧量和產量變化圖
6 結論
1）要控制渣皮脫落現象，冷卻系統要有足夠的能力來保證冷卻壁內部形成穩定渣皮。
2）要保證渣皮的穩定，應避免邊緣氣流過分發展，抑制邊緣氣流並將氣流引向中心。
3）對閉路冷卻能力、送風制度以及裝料制度等幾個方面進行調整，其產生的效果是相輔相成的，應根據實際的生產情況對乙個方面或者幾個方面進行調整，以保證高爐的穩定順行為原則，避免出現中心氣流過分發展或者邊緣過重的情況。
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