高炉炉役中期更新风机的实践

　　火投产。炉役前期使用70年代投用的Z3250-46型轴流式鼓风机，由于风机老化，出力不足，限制了篼炉生产能力的发挥。一代炉役的第7年更换了鼓风机，汽轮机为德国西门子的NK40/56，压缩机为陕鼓AV63/14.更换风机前的风机出口压力仅为0.28 0.29MPa，更换风机后的风机出口压力暂定为0.针对这一情况，调整上部装料制度和下部送风制度，使篼炉能够适应新风机。自2002年5月23日始采用新风机，至6月9日产量达3199t，创历史*篼水平。总结这一阶段的操作，炼铁厂做了如下的工作：上部采取抑制边缘的装料制度；下部缩小进风面积，提高鼓风动能，采取篼压差、篼顶压的操作；加强筛分，精料人炉，提高篼炉接收风量的能力；加强管理，细化操作，提高冶炼技术水平。

　　1老风机的操作1.1入炉风置严重不足老式风机供风能力严重不足，供风能力有限，冬季风压尚可维持0.270MPa，夏季风压仅维持265MPa的水平，风量在2 450~2500Nm3/min之间波动，篼炉长期欠风量作业，限制生产水平的发挥，高炉利用系数多年以来一直在2.15t/（m3d）以下徘徊，难以有较大突破，限制了整个系统产能的发挥。

　　1.2供风安全无法保证鼓风机的老化对供风安全造成严重威胁，仅2001年就有两次突然断风造成风口、直吹管甚至短管大面积灌渣，大幅度限制供风（<2000Nm3/min）次数更多。篼炉的正常生产难以保证。

　　1.3操作思路顺行为主人炉风量不足使得二道气流难以稳定，中心尤甚，典型的反映是热风炉换炉后热风压力“爬坡”，笔者认为这是鼓风动能不足造成中心气流通道不稳定。热风炉充压时人炉风量短时间减少，中心通道被堵塞；充压结束，人炉风量恢复正常时，因通路减少而受憋所致。

　　1.4鼓风动能长期不足入炉风量的不足限制了各主要制度的正常控制。尤其是鼓风动能只有58.8~63.7kW的水平，对于炉缸直径8100nun来说严重不足。同时，风口中套上翅严重，正常的风口后端应该平行于大套后端呈垂直状态，而上翘的中套后端下部缩进，上部退出，尺寸偏差一般120mm左右，不利于直吹管的安装。

　　上翘严重者尺寸偏差达150mm，经过计算上翘角度大约12，风口回旋区不是水平向中心延伸，而是呈一个向上的角度。当鼓风动能为58. 8kW时，其水平方向的风量仅56.84kW.风口中套上翘的角度极可能与死料柱的坡面角度接近，造成回旋区的“顺坡吹”，穿透能力减弱，不利于死料柱的更新。

　　新风机投用前生产水平基本稳定在月度利用系数2.15~2.20t/（m3（！）的水平，操作方针以稳定、顺行为主，发展两道气流，努力降低高炉料柱透气阻力指数，增加人炉风量，在顺行的基础上争取产量。

　　2更换风机后操作制度的变动公司在2001年购进新式风机，并组织相关人员进行安装和调试，于2002年5月23日正式交付使用，风机出口压力提升为。

　　31MPa，风量相应增加200Nm3/min针对这一情况，调整各部制度，使高炉能够适应新风机。

　　2.1强化烧结矿下筛分槽下加强筛分，减少烧结矿粉末人炉，改善料柱的透气性，提高高炉接受风量的能力，使篼炉能适应高压差的操作。通过这一措施，在顺行的前提下，压差由。130MPa提升到0.135-0.140MPa. 2.2上部制度的调整上部制度在坚持多环布料的基础上，采用发展中心气流，抑制边缘气流的操作，a由原来的md5调整为〗5，5Cf5：n5；软培带的形状由w型逐步过渡到倒V型，篼炉由稳定型向高产型过渡。W型的软恪带是传统型式，它能保持篼炉的顺行，同时在一定程度上改善煤气能量的利用，但不能满足进一步强化冶炼的要求，而倒V型软培带促进中心气流的发展，有利于活跃和疏松料柱，使燃烧带产生的煤气易于穿过中心料柱，并横向穿过焦窗后折射向上，改善煤气流的二次分布，加速矿石的物化反应，提高了冶炼强度，此外边缘气流相对较强，减少气流对炉墙的冲刷，既减少了热损失，又保护炉衬。从炉顶十字测温和炉体温度的变化以及其他高炉监控参数可以看出软熔带形状的转变。

　　高炉已到炉役中期，炉墙不规则，下料阻力增大。降低*靠近炉墙部分炉料的矿焦比，可以防止炉墙的结厚和保持合理炉型。

　　事实证明，这种上部制度既防止边缘管道的形成，又保证了一定的边缘气流。

　　2.3下部制度的调整了进风面积，将四个风口加套，进风面积由0.2654m2缩小到0.251 0m2.原因如下：①提高鼓风动能，发展倒V型软熔带，这种形态促进中心气流的发展，疏松中心料柱，易于煤气穿透，降低了压差；②原先打算用带向下倾角的风口小套抵消中套上涨因素，但考虑高炉进人炉役中后期，对保护炉缸不利。鼓风动能必须保证在83. 3kW才能保证水平方向分量达到78.4kW使用新风机后完全可以做到。

　　2.4离顶压、离压差操作提高炉顶压力，压缩了气体体积，增加了气体密度，从而提高了鼓风质量。高压操作降低了煤气流速，延长了煤气在炉内与炉料的接触时间，改善了矿石的还原条件，发展了间接还原，抑制了直接还原，起到节能降耗的作用。

　　同时，在一定范围内，提高压差可以提高冶炼强度。影响压差的因素概括为下式：定温度、压力下的气流通过料层的流速，m/s；p为气体实际密度，kg/m3；H为料层高度，m；d为散料颗料间通道的当量直径，m.d的数值由下式决定：料的比表面积，m2.由（1）式可看出：提篼顶压，降低煤气流速，改善料柱透气性，提篼料层通道当量直径，可以改善炉料的顺行。同时，炉料处于不断的运动状态，随着风量的增加，燃烧带扩大，焦炭燃烧加速，下料加快，炉料处于松动活跃状态，料柱空隙率增加，煤气流不仅对炉料下降有阻止作用，还有松动炉料，增加料柱空隙率的作用。

　　2.5调整炉前操作以适应离冶强操作在更换风机后的两周内，人炉风量增加导致炉缸铁水环流运动加剧，泥包形成困难，铁口深度降低，铁口散喷严重，放铁时间短，渣铁不易放尽。由于3号高炉是定铁间间隔出铁，出铁时间的缩短导致出铁炉次增加，由原来的15炉/天增加到17炉/天，有时达到18炉/天。炉前操作工序全部打乱。针对这一情况，调整炉前操作：①调整钻头直径，西铁口为55mm，东铁口为60mm；②将打泥量稳定在1.5格，保证铁口深度稳定在2200~2300mm的水平；③在铁口上方风口加套，弱炉缸内铁口附近的环流。经过这些调整，基本保证每炉铁的出铁时间为1h左右，出铁量大约是200t，每天的出铁炉数稳定在15炉。

　　2.6下为保证上料采取相应措施使用新风机后，风量增加，矿批相应扩大，每批料的矿石用量相应加大，下给料器给料时间延长，易亏料。针对这一情况，作了调整：①调大下给料器振幅，加大给料量，缩短给料时间；②对由此带来的皮带上料层加宽易卡除尘问铨，解决方法为伸长下料口使炉料堆尖偏向皮带中心。

　　2.7生矿控制由于梅山公司仅两台烧结机，不能满足炼铁的需要，高炉的熟料率不断下降，*低只有78%，为全国大中型高炉*低，且生矿矿种多达3种。生矿不仅粉末多，而且荷重软化温度低；不同矿种的荷重软化温度不同，使高炉内的软化区间加宽。这样，一方面软熔带位置升高，另一方面软培层的宽度加深，增加了对煤气的阻力，恶化了料柱的透气性且炉墙容易粘结，造成炉况不顺。针对这一情况采取了如下措施：①坚持全天候生矿过筛；②充分利用皮带上料的优势，调整给料顺序，将生矿给料时间延迟15s，使生矿人炉时远离炉墙，避免生矿与炉墙接触发生粘结。目前这样低的熟料率、过多的生矿种类也是不合适的，今后应设法加以解决。

　　2.8离炉密封性改造3号篼炉投产已达7a，气流对炉体的冲刷和侵蚀较严重，尤其十三段冷却壁的断裂、剥落和内翘，大量煤气直接冲刷炉墙并钻过砖缝冲击炉皮。使用新风机后，煤气发生量由20万m3/h增加到24万m3/h，煤气流量和流速都大幅攀升，六月份炉皮的炉喉拐点处两次被吹出鸡蛋大的洞。针对这一情况，计划利用休风对十三段冷却壁改造，将变形的冷却壁割除，在此外砌砖并灌浆；同时安装炉皮打水，加大冷却强度，效果良好。

　　3更换后的炉况特征5月23日休风更换汽机后，在*初的几天，风压偏高，经过各项制度的调整，炉况趋于稳定，冶强上升，风压稳定在。

　　285~0.290MPa的水平，透气阻力指数在8.5左右，风量2 700~2750NmVmin，下料均匀、顺畅。在顺行的基础上利用系数大幅攀升，2002年6月9日，日产达3199t，创历史*高水平。

　　4结论一代炉役中后期才更换鼓风机往往是不得已而为之，因为风量是高炉冶炼过程中*活跃、*基本的因素，一代炉役中更换风机人炉风量大幅度变动，必然要求篼炉其它操作制度做相应的调整，才能在新的风量水平保持稳定顺行。

　　（2）人炉风量大幅度增加，势必导致炉缸工作状态改变，对中后期高炉的炉缸维护带来影响，必须高度关注。

　　（编辑：赵玲）（上接第4页）表1课题人员投入情况单位投人数/人工作量/人月梅山矿马院青岛工程院鞍山院东北大学长沙院合计3.2课题其他支撑条件梅山铁矿是我国的大型地下矿山，矿体厚大、集中，矿床储量为2.68亿t，采用无底柱分段崩落采矿法。经过多年的生产，特别是90年代梅山铁矿大结构参数无底柱分段崩落法的研究成功，在这方面积累了丰富的经验。目前矿山主要技术经济指标在国内处于**水平，特别是采用大结构参数采矿以来，采矿强度显著提高，经济效益明显增长。目前，矿山拥有****专业人才队伍和先进的管理模式，具有无底柱大结构参数研究与应用的经验，引进并配套了实现高强度采矿的大型采掘设备，现场具备同时开展多组工业试验的条件。

　　马院等科研单位是我国专门从事矿山科学研究教学、科研、设计一流水平的单位，承担过多项国家攻关项目，拥有一大批具有较高理论水平和实践经验的专家，拥有完善的岩土力学实验室、放矿模拟实验室及计算机仿真中心等实验研究中心。在国内无底柱采矿理论及现场应用研究方面起步早、水平篼，有能力高水平、高质量完成课题研究。

　　（2）加大投人，促进采掘设备更新换代为了配合本课题研究，梅山铁矿已将课题研究列人企业技术改造计划，落实了所需专项配套资金。到目前为止，又引进了装药台车一台、喷浆台车一台、6m3电铲运机一台、全液压采矿凿岩台车2台、全液压掘进台车2台，实现了高效率采矿的良性循环。随着果题进展，矿山还将引进部分主体采掘设备，以更好地促进科研成果的产业化。

　　4结论2002年12月20日，国家科技部对该课题进行了中期评审。专家认为：大间距放矿理论和数学模型属于原始创新，课题评审为A +级。

　　在十五攻关中，梅山课铨组取得了丰硕的成果。科技部将企业视为技术创新的主体，这种以企业为课题依托，产学研联合攻关具有很大优势，对提高企业技术创新能力、促进科技成果转化有着深远的影响。事实证明企业是科技原创的主体、科技投人的主体，也是*终受益的主体。

　　（编辑：于留春）