DOI:10.3969/j.issn.l006-110X.2021.03.002
高炉稳定边缘气流研究与优化
李华鹏
(河北普阳钢铁有限公司，河北056305)
［摘要］稳定的边缘气流是炉况长期稳定顺行的必要条件。为适应钢铁行业形势和环保限产的要求，普阳钢铁公司炼铁厂组织了高炉稳定边缘气流的研究与优化。通过实施炉顶设备技改、风口布局调整、优化炉内操作、合理布料结构等高炉上下部调整的技术措施，实现了高炉的稳定平稳运行和高炉冶炼的低成本、低能耗，同时积累了宝贵的生产经验，具有较高的实践意义。
［关键词］高炉；边缘气流；炉顶设备；风口布局；布料结构
Rearch and optimization of stable edge gas flow in blast furnace
LI Hua-peng
(Hebei Puyang Iron and Steel Co.,Ltd.,HEBEI056305)
Abstract Stable edge gas flow is a necessary condition for long-term smooth of the blast furnace condition.In order to adapt to the situation of the steel industry,meet the needs of environmental protection and limiting production,the rearch and optimization of steadying edge gas flow in blast furnace was organized in the ironmaking plant of Puyang Iron and Steel Company.Through carried out technology measures of blast furnace upper and lower part adjusting,such as furnace top equipment technical reform，adjustment of tuyere layout，optimization of blast furnace operation，reasonable blast furnace burden distribution structure etc.，it has realized the stable smooth operation of blast furnace，and the low cost and low consumption of blast furnace smelting，at the same time it has accumulated valuable production experience,with high practical significance.
Key words blast furnace,edge gas flow,,urnace top equipment,tuyere layout,burden distribution structure
0引言
高炉边缘气流分布在生产过程中起着关键的性作用，好的气流分布不仅可以保证炉况稳定顺行，延长高炉炉体寿命，而且可以增加炉内间接还原效率，提高煤气利用率，降低焦比，达到节能降耗、优质高产的效果叫普阳钢铁公司1"3号高炉为2019年新建的高炉，开炉以来均表现出边缘局部加重、结厚，
炉况整体稳定性较差，严重影响到高炉技巴术经济指标。从2019年下半年开始钢铁行情持续低迷，加之2020年初的新型冠状病毒疫情的影响，钢铁下游产业都受到很大的影响，在这种背景下维持炉况的长期稳定顺行、降低生产成本，成为了钢
收稿日期：2021-04-lV
作者简介：李华鹏(1672-)，男，学士学位，现任炼铁厂高炉工长，主要从事高炉冶炼工作。铁企业的当务之急，而稳定的边缘气流是炉况长期稳定顺行的必要条件。
为适应钢铁行业形势和环保限产的要求，普阳钢铁公司开展了高炉稳定边缘气流的研究与优化。本文介绍了稳定边缘气流的技术路线，提出了工艺和设备优化改进内容，通过炉顶设备技改、风口布局调整、优化炉内操作、合理布料结构的高炉上下部调整等改进措施的实施，稳定了高炉边缘煤气流分布，实现了高炉稳定顺行。
1影响因素分析和主要改进内容研究
高炉边缘气流稳定的表现主要包括：东南、东北、西南、西北四点顶温曲线偏差小；炉内成像边缘气流均匀，没有局部过宽的地方，没有局部吹料；高炉压差稳定波动小，不容易发生边缘过重和边缘结厚叫为了提高边缘气流稳定性，普阳钢铁公司高炉
-
4-心〈钢铁冶炼〉
高炉稳定边缘气流研究与优化
技术人员经过充分的研讨及论证，开展了稳定高炉
边缘气流相关冶炼技术的探索，并为此做了一系列
的实验研究。
1.1边缘气流影响因素分析
为了提高炉边缘气流稳定性，对影响高炉边缘
气流稳定的因素进行了分析梳理，从工艺和设备方
面分析出四个影响高炉边缘气流稳定的主要环节。
具体分析梳理思路如图1所示。
图1影响高炉边缘气流稳定因素分析思路
1.2工艺设备改进内容研究
1.2.1炉顶设备调整措施
随着高炉整体工艺装备水平提高，高炉产量也
在不断提高。这就要求炉顶设备布料精准且不分
散，为此公司组织炼铁厂对原有高炉炉顶设备的使
用情况进行了细致的研究，发现了其中的不足，并
对现有炉顶设备提出了改进建议。
（1） 调整中心喉管直径。高炉目前设备所允许
的矿批为40吨左右，布料圈数为10圈以上，每圈
8.3秒，布料速度最大不超过0.48吨/秒。炉顶中心
喉管直径为600 mm ，料流相对于喉管直径非常细 小，存在蛇形偏流，影响布料精准性，为此将中心喉
管上加一个500 mm 的套筒；
（2） 调整溜槽摩擦力。原有溜槽为光面溜槽，磨
擦系数为0,4，料流从喉管下到溜槽后存在小量的 偏斜，因在溜槽上的料流速度较快，偏斜问题也会
成倍的放大，因此在溜槽上焊接积窝，增大溜槽摩 擦力，减缓料流速度；
（3） 调整节流瓜瓣。目前节流瓜瓣开展，偏向节
表1 流主轴（小瓜瓣）一侧，通过更改控制小瓜瓣的节流嫉恨的读音
臂，使其成为可调节流臂，利用休风机会，将瓜瓣展 开中心对准高炉中心。
1.2.2操作制度调整措施
工艺操作上适当减小风量，增加富氧量，用以 发展边缘气流，在保持料速不变的前提下，将富氧
量由 6 000~6 500 m 3/h 逐步增加到 7 000-7 500 m 3/ h，布料制度上由原来的矿、焦同角调整为焦比矿大
1.5~2。。
1.2.3送风设备调整措施
普阳钢铁公司2号高炉送风设施配有20个风
口，原风口小套尺寸为480 mm 长、！115 mm 直径、
斜5。。为了稳定发展边缘气流，拟将风口小套尺寸汤梅
调整为10个480 mm 长、！115 mm 直径、斜5。和10
个460 mm 长、！115 mm 直径、斜5。，单数是长套， 双数是短套。
2实验内容
结合普阳钢铁公司生产实际并经过充分论证
与准备，在公司2号高炉进行了高炉稳定边缘气流
的系列工业型试验,2019年12月某日为基准期。 实验期对高炉的工艺和设备安装既定方案进行了 调整。
鼓浪屿船票时刻表查询2.1调整炉顶设备
炉顶设备能否按照工艺要求精准布料，是影响
高炉边缘气流稳定的一个重要因素。为此炼铁厂对
2号高炉炉顶设备运行使用问题进行了深入的分析 和讨论，本着经济高效原则，制定了 2号高炉炉顶
设备调整、改造内容，并在实验期对炉顶设备实施
了调整、改造，最大化减少设备对高炉顺行的影响，
且效果显著。炉顶设备的成功改造成为此次研发项
目的一大重要突破，打破了公司对高炉炉顶设备长 期以来的盲区。基准期和实验期炉顶设备对比情况
见表1。
基准期和实验期炉顶设备对比情况
名称
基准期
实验期
炉顶设备
料流相对于喉管直径非常细小，存在蛇形偏流，影响布
料精准性，长期运行高炉表现出边缘局部加重，边缘结
厚，炉况整体稳定性较差。
1.中心喉管加套筒，减小中心喉管直径;
2.调整溜槽摩擦力，在溜槽
上焊接积窝，增大溜槽摩擦力，减缓料流速度;3.调整节流瓜瓣，更
改控制小瓜瓣的节流臂，利用休风，将瓜瓣开展中心对准高炉中
心。
舒服的近义词和反义词2.2调整风口布局
由表2小套水温差数据显示，基准期小套水温因而在实验期创新性的调整了风口布局，促使边缘 煤气流的定向稳定性和均匀分布性，风口布局情况
差整体呈现单数号小套水温差高于双数号小套水
温差，直接反应出炉内各风口区活跃度的不同，各
见表3。随着试验次数的不断增加，实验数据对比 显示，各小套水温差整体趋于相近，与实验后炉顶风口区域煤粉的燃烧程度的差异性，煤气流分布的
温度差值趋于相近情况基本吻合。
差异性，间接表达出炉内各边缘下料的不均匀性132。
2.3调整操作制度
m 〈钢铁冶炼〉m
-5
-
co L
CM O CM
表2小套水温差数据/$甫县-水温差数据
序号
基准期实验一实验二实验三实验四实验五实验六
67.54754275477540754675767577
27.16750675477570754075707577
065467502750750075017560756
4750675075077570750775777567 74527752075077542754075717577 67572757675777502750075677567
76566757065046507757775727560
075675767502750775007507571
77577756775767577750075777567
60757675007577650275727500750
667524754075777540757775777576
627574750775777577756075777576
607570750757750175717577561爱情滋味
孔子教育思想6475777567757775017576750757
67650475077547757275777567570
皮萨罗
66757775667507757675707577566
67650075006547507750075707567 607577756775727500750075767572
677577757075067570757775707560 20757756765077570750075017501表3风口布局调整情况h逐步增加到7000~7500m3/h，适当减少风量，增
名称基准期实验期加富氧量，用以发展边缘煤气流，促使边缘均匀下
单数号10个40mm长、料，炉墙边缘粘接物脱落，达到边缘规整，煤气流分
.呑20个40mm长、©115
小套mm直径、斜5°
©115mm直径、斜7°
双数号10个460mm长
布均匀，料速均匀适宜的炉况。随着实验的不断进
行和改进，四角顶温差值逐渐缩小并趋于稳定，整
©16mm直径、斜牛7
体呈相近趋势。富氧、风量参数创新性调节实验参炉内操作上，将高压富氧量由6000~6500m3/数见表4，四角顶温差值见表5。
表4富氧、风量创新性调节实验参数值
项目
实验参数值
基准期实验一实验二实验三实验四实验五实验六风量/m0,min_l2702001627442744270700070007
高压氧量/m o0-6041.56012.5642752612750760757662750677050
表5四角顶温差值/)名称/温度平均东北顶温东南顶温西北顶温西南顶温基准期153172127100
实验一120124122120
实验二121117121120
实验三102107100107
实验四110110110107
实验五104106104104考察的意思
实验六107107107100
-6-心〈钢铁冶炼〉
cZX
高炉稳定边缘气流研究与优化
2.4调整布料制度焦角比最大矿角大1.5-2°，最外环焦炭布料量适当
通过对表6实验数据分析，可以看出布料制度多于烧结矿，实现适当疏松边缘，稳定边缘煤气流选用了由原先的矿、焦最大角度同角，调整为最大的目的。
表6焦角与矿角角度实验数据
名称烧结矿a角/烧结矿布料圈数/圈焦炭a角/焦炭布料圈数/圈基准期37-34.5-32-2935353523,-35-33-30-25352525253实验一37.5-35.5-33.5-395-29.5253535252537-35-325-295-265352525253实验二355—335—31—2925353523,55-555-3-055-2,-2.352525252
实验三31-32-30-282625353525235-3-1-28-25352525252
实验四34.5-32.5-30.5-28.5-2225252525236-335-31-28-25353525253实验五35.2-33.2-31.2-28.7-22.725352525237-35-325-295-255352525253实验六35—33—31—29—26353535252365-345-32-29-26252525253
3实验后经济技术指标
随着实验的不断进行，边缘煤气流趋于稳定分布的同时，高炉的经济技术指标趋于好转提升，见表7。高炉产量提升明显，甚至超过正常水平，矿比趋于稳定，焦比、煤比降低，燃料比由基准期549kg/ t降低至稳定时的513kg/t，取得了较高的经济效益和实践效益。
4结语
表7高炉的经济技术指标趋
经济技术指标
名称
日产量/矿比/kg-f1焦比/kg-t-煤比kg-f燃料比/kg-f 基准期 3.8.5.218403,8170545
实验一.0055,01,40 3.4 1.8531
实验二409554 1.40341 1.450.
实验三4022.951,30353150510
实验四424452 1.50341 1.4505
实验五42335301,0343 1.2505
实验六4153521,40354158513
本文通过对高炉边缘煤气流不稳定问题的研究分析，提出了高炉边缘煤气流不稳定的影响因素，并对主要改进措施进行了研究和探讨。经过系列实验证明，通过从炉顶设备、炉内操作、风口布局、布料结构等方面的技术革新措施的实施，稳定了高炉边缘煤气流分布，实验取得了良好的效果，达到了预
期目的，在保证高炉稳定顺行的同时，经济技术指标也得到了显著提升。
参考文献
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(01):17—19+22.
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