冶金10#高爐降低軟水用量的實踐研究

謝小輝

（新余鋼鐵集團有限公司，江西 新余 338000）

冶金10#高爐爐體冷卻采用聯合軟水密閉循環冷卻，技術從2009年開爐至今2017年底高爐冷卻水量為4280m3/h，遠遠的超過冷卻設計用量，不利于高爐降本增效，且帶走熱量較多，增加了高爐消耗，甚至加劇了高爐爐墻結厚結瘤。為了降低軟水用量，緩解高爐結厚，10#高爐在2017年進行了攻關實踐，既滿足高爐冷卻需求，又降低了高爐軟水循環水總量，確保高爐生產穩定順行，達到節能降耗的目的。

1 高爐軟水量調整前狀況

冶金10#高爐開爐以來一直高爐順行、爐況穩定，但為了維護高爐本體，軟水冷卻水量為4280m3/h，冷卻強度較大。2016年受到原燃料波動燒結中堿負荷、鋅負荷偏高，爐身8段、9段冷卻壁區域已形成結厚結瘤，影響可燃性氣流分布高爐順行較差，崩料、管道不斷渣皮脫落時有發生。同時，因為冷卻強度過大，加劇了結厚。降低軟水用量，減少冶金高爐結厚區域的冷卻水量不僅有利于處理爐墻結厚，而且有助于降低生產成本。

2 密閉循環冷卻流程

10#高爐采用軟水密閉循環冷卻系統，系統設計30個風口，3個金屬口，呈半島式布置，采用薄壁內襯；爐缸四段、爐腰、爐腹、爐身5段、6段、7段采用銅冷卻壁冷卻，8段、9段、10段為雙層球墨鑄鐵冷卻型，11段、12段、13段單層鎂磚球墨鑄鐵冷卻壁，14段、15段單層帶溝頭球墨鑄鐵冷卻，總設計15段，586塊冷卻壁。

高爐采用先進的軟水密閉循環冷卻，其工藝流程是：軟水通過泵組加壓，送到高爐配水管，依次向爐底和冷卻壁直冷管（1段～15段）供水，爐底供水冷卻后再串聯冷卻壁蛇形管（8段、9段、10段），冷卻壁蛇形管和垂直管的出水約70%，分別用泵組加壓供給風口中套、小套，直吹管和熱風爐的熱風閥，起回水再經過脫氣罐，脫氣后頭部過板式換熱器降溫，然后用泵組加壓供給高爐循環使用。1段～15段冷卻壁直冷管冷卻區域分四個區域，每個區域分4路水，每個區域水量可以調整。

3 降低軟水用量的必要性

冶金高爐從2016年6月份以來，一方面受到原燃料堿負荷、鋅負荷偏高影響，爐身已經形成結厚結瘤；一方面冷卻水量過大，冷卻強度過大，加劇了結厚的程度（如圖1所示）。因此降低軟水用量，也是目前處理高爐結厚的重要手段。

圖1 高爐結厚爐喉段

4 攻關前軟水用量狀況

自2009年高爐開爐以來，一直采用4280m3/h為供水總量，其中二次水流量為3100m3/h，旁通約為1140m3/h，冷卻壁直冷管和爐底總共為4260m3/h，分別為3690m3/h和590m3/h，二次水3100m3/h，分別為高壓水1381m3/h、中壓水1621m3/h，其中中套1100m3/h，直吹管116m3/h、熱風閥578m3/h，都約偏高。

在這樣的冷卻水分布下，冶金高爐冷卻強度過大，給高爐高爐帶來的不利因素較多，增加動力成本，增加燃料消耗，導致了高爐爐身結厚、結瘤，操作困難，影響產量。需采取有效措施，降低生產成本，促使高爐穩定順行，來達到高爐高產、穩定的目的。

5 降低軟水用量過程

2017年1月6日開始首次降低軟水循環水量降到100m3/h，由4280m3/h降到4180m3/h，觀察各部位參數和各段的冷卻水溫差一段時間后，爐身側壁溫度沒有上升趨勢。

2月1號再次將水量由4180m3/h降至3800m3/h，二次水沒有變化，其它水量都有較大變化，直冷管由3500m3/h降至為3200m3/h，爐底由660m3/h降至540m3/h，供水總壓力下降了0.03MPa。觀察一段時間后發現，爐底冷卻強度有所減弱，爐底溫度升高，而冷卻壁直冷管由原來每組集水管220m3/h降到200m3/h，降幅較大，但溫差沒有變化。

2月17日為了確保冶煉高爐壽命，保證爐底足夠冷卻強度；經討論后，必須確保爐底冷卻水量，降低冷卻壁直冷管水量，再次將水量進行了調整，將4個區域冷卻水量降低，東南西北四個區域分別控水，各路水量確保在189m3/h左右，由此來確保爐底用水量在600m3/h；保障了爐底溫度不升高反而降低，這樣爐底水量最終上升到620m3/h，而壓力也有所增加

從冶金高爐結厚情況，對東南西北四個方向的結厚不同，再進行對四個區域16組集水管的水量分別進行了局部的調整。在總水量不變的情況下，把16組集水管調為180-210m3/h不等。

這次定向分配水量的原則是把結厚嚴重的水量再降低減少，沒有結厚的或結厚較少的、熱負荷大的水量增大，進入二次分配。這一控水達到了預期的效果，配合爐內操作，使得冶金高爐爐內結厚慢慢的消失，得到了穩定的操作爐型。

6 產生的效果

（1）水量由原來的4260 m3/h，降到3800 m3/h，每小時節約水量為480 m3/h，按噸水量0.9元計算，每日節約水量產生的效益為10368元/天，每月效益為31萬，直接產生年效益372萬。

（2）冶金爐身各段結厚部位的溫度逐漸上升，8段溫度穩定在70℃～80℃，之后爐型逐步與煤氣流達到平衡，可燃性氣體利用率回升到49.7%，燃料比穩定在515kg/t，較結厚時下降10kg/t。

（3）促使冶金高爐結厚渣皮脫落，恢復冶金高爐的操作爐型。

（4）保障了高爐冷卻強度，使各部位溫差在規定范圍內運行。

7 結語

針對爐墻四個區域結厚程度的不同，通過冷卻支管將四個區域水量區別對待，是此次降低軟水量的一個特色；此次攻關實踐，證明了冶金高爐操作，不是千遍一律，每個高爐有自己的特色，在遵循規律的同時，結合實際，降本增效。