一、實習時間
200X年X月X日—X月X日
二、實習地點
武漢鋼鐵公司鍊鐵廠五號高爐、畢業設計辦公室。
三、實習目的
(1)對高爐結構、主要的技術指標及任務措施的認識瞭解。
大學的最後一個學期，我們在老師的帶領下，到武漢鋼鐵公司鍊鐵廠五號高爐進行了爲期兩週的畢業實習。在實習期間，對其高爐結構、主要的技術指標及任務措施做了全面的瞭解。
武鋼股份有限公司鍊鐵廠現有六座現代化大型高爐，是我國生鐵的重要生產基地之一。鍊鐵廠 1958年9月13日建成投產。經過49年的建設、改造和發展，年生產規模達到1000萬噸。鍊鐵廠5號高爐是武鋼自行投資建成的一座集國內外十餘種先進技術於一身的特大型現代化高爐。有效容積3200m3，32個風口，環形出鐵場設有四個鐵口，對稱兩個鐵口出鐵，另兩個鐵口檢修備用，日產生鐵達7000t以上。引進盧森堡PW公司的第四代水冷傳動齒輪箱並罐式無鍾爐頂設備，設計頂壓可達0.245MPa。矩形陶瓷燃燒器內燃式熱風爐可穩定地提供1150℃的風溫。5號高爐1991年10月19日點火投產。投產初期高爐強化冶煉水平不高，技術經濟指標較差。經過廣大技術人員及職工的共同努力，高爐冶煉技術不斷進步，從1993年開始進入強化冶煉期，生產水平逐年提高，主要技術經濟指標達到並超過了國內先進水平。具體參數見表1。
表1 5號高爐主要技術經濟指標
項目 1992年 1993年 1994年 1995年 1996年 1997年 1998年 1999年 2000年 2001年
實產生鐵，萬t 165.9 200.2 213.2 192.2 183.5 233.0 245.2 241.9 245.4 249.7
利用係數，t/(m3?d) 1.424 1.718 1.829 1.812 1.572 2.082 2.189 2.160 2.185 2.229
風量，m3/min 4941 5843 5902 6001 5313 6133 6224 6274 6283 6285
風速，m/s 210 218 221 228 212 232 233 234 236 237
透氣性，Q/△P 34.08 37.70 38.08 38.22 36.90 39.06 40.42 40.74 42.17 41.08
頂壓，kPa 152 187 191 188 168 199 207 210 208 204
熱風溫度，℃ 1034 1088 1130 1133 1075 1136 1130 1125 1102 1104
富氧率，% / 0.06 1.09 1.33 1.368 1.213 1.433 1.568 1.520 1.588
入爐焦比，kg/t 491.3 485.9 470.8 477.7 477.0 428.9 412.8 405.9 398.7 396.1
小焦比，kg/t 9.8 17.4 15.5 16.3 22.6 30.0 32.4 29.7 22.8 26.2
煤比，kg/t 31.5 69.4 77.9 82.8 79.5 99.5 108.2 120.0 122.1 123.3
綜合焦比，kg/t 540.7 545.9 536.8 550.0 547.3 527.6 523.6 525.6 514.6 515.6
CO利用率，% 40.04 42.08 43.10 42.93 41.33 44.66 44.57 44.25 44.19 44.19
2 主要技術措施
1991年5號高爐投產以後，廣大技術人員通過提高精料水平、改進高爐管理和操作方式，提高了高爐利用係數，對鍊鐵工藝的薄弱環節展開攻關活動，高爐的各項技術經濟指標得到了明顯的改善，實現了高爐的優質、高產、低耗、長壽。
2.1 貫徹精料方針，優化配礦結構
加強對原燃料的管理，儘可能穩定熟料率在87%以上，使得爐內操作條件得到改善。同時，加強對燒結礦和焦炭的重要參數進行跟蹤管理，重視原燃料的篩分整理，並相應地調節高爐的操作參數。入爐燒結礦採用雙層篩及梳齒篩過篩，採用高鹼度燒結礦+酸性球團礦+塊礦的爐料結構。
合理使用進口礦石，逐步提高了入爐品位，入爐礦品位從54%提高到59%。通過多年的摸索，他們逐漸形成了適合5號高爐特點的配料結構(參見表2)，既保證了爐渣的脫硫能力，又減少了渣量。爐料結構的穩定、原料質量和品位的提高，爲穩定爐況和強化冶煉提供了物質保障。
表2 高爐爐料結構，(%)
爐料 燒結礦 球團礦 進口塊礦海南礦 釩鈦礦
配比 68～72 16～20 5～12 1～6 1.5～5
2.2 抓好爐況穩定順行及大噴煤技術
近年來，通過不斷加強爐況的維護，在高爐保持長期的穩定順行方面進行了一些有益的探索。
2.2.1 合理的裝料制度
5號高爐開爐初期沿用的鐘式布料模式，採用的是單環布料，C76↓O76↓,高爐爐況不穩定，煤氣利用率及技術經濟指標都很差。爲了控制料面形狀及調整焦炭平臺的寬度，開始採用多環布料方式，首先採用二環布料，之後，又逐漸將布料角位增加到4個、5個，其較典型的布料矩陣爲C87654321↓O876341↓，高爐的透氣性及穩定性得到改善，煤氣利用率及技術經濟指標得到提高。爲了穩定高爐煤氣流，將焦炭布向1號角位，採用中心加焦技術以增加中心部位的焦炭量，使得高爐透氣性改善，減少了爐況的波動。1994年10月，進行螺旋布料試驗，即C876541432213↓O87653441↓，5號高爐爐況更加穩定，1996年以後又將布礦焦的角位推向9號角位，並保持適宜的O/C分佈，較典型的布料矩陣爲C987651332223↓O876534332↓，經過改進後的裝料制度，得到了良好的效果，不僅適當抑制了邊緣煤氣流，同時也適當發展了中心煤氣流，生產技術指標進一步得到提高，高爐利用係數突破2.2t/(m3?d)，其它主要技術經濟指標也得到明顯改善，爲高爐強化冶煉及富氧噴煤技術提供了有利的條件。
2.2.2 合適的送風制度
調整好送風制度，採用長短風口相結合，保持初始煤氣流合理分佈，維持合理的迴旋區深度，確保上部爐料均衡下降，穩定了高爐傳熱傳質過程。在開爐初，風口進風面積曾達到0.4586m2，但風速不足，僅220m/s左右，難以吹透中心，故而爐缸工作狀態不佳。之後，通過逐步摸索，將φ130和φ140的風口合理配合使用，風口進風面積控制在0.4502～0.4353m2的範圍，確保風速在235m/s左右。5號高爐的生產實踐表明，風速控制在240m/s左右，高爐穩定順行情況良好，其技術經濟指標也明顯地改善了。隨着高爐爐役期的增長，逐步採用長風口及加長風口，維持合理的鼓風動能，使得高爐爐缸保持良好的工作狀況，爐況更趨穩定，富氧噴煤技術得到保障，高爐利用係數明顯提高。
在日常操作管理中，明確規定風量和風壓範圍，始終控制合適的風量和風壓，使風量與頂壓相匹配，維持合理的風速和鼓風動能。若不能全風操作，就及時調整裝料制度(如縮小批重等)，使風量恢復到正常水平。
2.2.3 抓好爐況穩順及富氧大噴煤技術
高爐富氧噴吹煤粉以後，料速加快，風口明亮，渣鐵物理熱提高，鐵水溫度達到1490℃以上，同時對煤槍進行了改進，調整了風管結構，即使噴煤超過120kg/t，風口磨壞的數量仍大幅度減少，爲高爐冶煉低硅低硫生鐵創造了有利條件。由於富氧量受客觀條件的限制，富氧率在1.3%左右。
2.2.4 以合適的爐渣鹼度控制鐵水含硫量
提高爐渣鹼度可提高爐缸物理熱，並能有效抑制硅的還原，對冶煉低硅生鐵有利。但若爐渣鹼度過高，生鐵〔S〕低於0.010%以下，則不利於渣鐵的流動性。根據我們的生產實踐，高爐爐渣二元鹼度維持在1.15左右，〔S〕基本上控制在0.025±0.005%，對高爐高產穩產有利。
2.2.5 加入適量小塊焦
小塊焦入爐前與礦石混合，然後裝入高爐，落在中間環帶，可形成透氣性較好的礦焦混合層，改善高爐中間帶的透氣性，相應地控制了邊緣煤氣流。5號高爐通過向礦石中混入小塊焦(10mm～30mm)來降低軟熔帶透氣性阻力，取得了令人滿意的效果。目前5號高爐一般小塊焦的加入量在1.0t/批左右。
2.3 充分使用高風溫，保持充沛的爐缸溫度
不斷提高高爐工長的操作技術水平，及時調整操作參數，充分發揮改進型熱風爐的能力，穩定高風溫操作，減少爐況波動。目前，5號高爐在單燒高爐煤氣，採用雙預熱的情況下，可提供1150℃以上的高風溫。積極推行高風溫、全風量、富氧大噴煤等強化操作，爲保持理論燃燒溫度在2250℃～2400℃左右，規定正常情況下風溫使用水平不得低於1100℃。
採取加重邊緣、適當疏鬆中心的布料矩陣，改善煤氣利用，提高了高爐爐況的穩定性，爲進一步提高冶煉強度創造了條件。1992年3月3日開始噴吹無煙煤，1993年12月9日開始富氧鼓風，高爐逐步實現富氧噴煤操作。前期由於各方面因素的影響，噴煤量一直不高，經過廣大技術人員及職工的摸索，1996年噴煤量超過80kg/t，1998年平均煤比達108.2kg/t，1999年以後平均煤比超過120kg/t。噴煤量加大以後，根據大氣溼度的變化，嚴格控制鼓風的加溼量以保證風口前理論燃燒溫度。
隨着高爐原燃料質量的改善及設備運行質量的提高，1996年以後，通過加重焦炭負荷，增加噴煤量，提高風溫及爐渣鹼度，生鐵含硅量穩步下降，具體指標見表3。
表3 高爐爐溫控制情況
時間 1992年 1993年 1994年 1995年 1996年 1997年 1998年 1999年 2000年 2001年
焦炭負荷 3.541 3.382 3.509 3.448 3.532 3.837 3.959 4.017 4.079 4.064
爐渣鹼度 1.03 1.07 1.09 1.11 1.11 1.13 1.05 1.09 1.08 1.12
生鐵含硅量 0.700 0.612 0.611 0.623 0.640 0.602 0.572 0.548 0.520 0.498
2.4 加強爐型與冷卻制度的管理
高爐長壽是一項系統工程，是諸多因素綜合防治的結果。5號高爐採用的軟水密閉循環冷卻系統分冷卻壁、風口區和爐底區三個相互獨立的子系統，能有效地保證各部位的冷卻強度。從開爐伊始，5號高爐就非常重視爐型與冷卻制度的管理，保證足夠的冷卻強度，嚴格控制冷卻壁熱負荷、水溫差、冷卻壁溫度，維護合理的操作爐型，確保爐況的穩定順行，延長高爐壽命。
5號高爐的爐底採用了水冷炭磚薄爐底結構，1993年6月第一層靠中心一點達到650℃並逐步上升，爐底供水已到設計能力，爲實現高爐安全長壽，開始加入釩鈦礦護爐。使用量爲入爐礦總量的2.5%，半月後此點溫度下降到550℃。此後堅持長期適量加入釩鈦礦護爐的原則，加強對爐底溫度的日常監控，採取增減釩鈦礦入爐量的措施，保證護爐強化兩不誤。在正常情況下，釩鈦礦加入量控制在1.5%左右，其效果非常好。
從其它高爐多年的生產實踐來看，高爐冷卻壁的損壞多集中在爐腹至爐身下部區域，對於5號高爐則第6、8、9段冷卻壁爲重點維護區域。在正常情況下，5號高爐嚴格控制冷卻壁的進水溫度，不允許冷卻壁溫度大於200℃，第6段冷卻壁的溫度控制在120～135℃之間，第8段冷卻壁的溫度控制在100～110℃。在生產中嚴格控制各區域冷卻壁的熱流強度，以形成穩定的渣皮保護磚襯，同時在操作制度上儘量避免高溫區下移。
5號高爐投產10年，僅燒壞了不同冷卻壁上的13根勾頭管和4根直管(5號高爐共有192根直管、96根勾頭管和48根蛇形管)，爲5號高爐一代爐齡達到15年奠定了堅實的基礎。
2.5 優化生產組織協調，實現均衡生產，加強設備管理
樹立“一盤棋”思想，以爐內爲中心，以爐前爲重點，明確各崗位責任，相互配合，嚴格執行標準化作業。隨着高爐的不斷強化，渣鐵量增加，做好出鐵安排，實行日出鐵15次，基本消除了渣鐵不能及時排放的問題，縮短了出鐵間隔時間。及時排出渣鐵，緩解了高爐憋風現象，促進了高爐的穩定順行，提高了冶煉強度。
努力提高爐前操作水平，加強鐵口的維護，提高炮泥和鐵溝料的質量，通過改進鐵口泥套，採用澆注料泥套，確保了鐵口的正常工作。改進開鐵口工藝，使用三種不同型號的鑽頭，調整出鐵時間，有效地出盡渣鐵。重點抓鐵口深度合格率，使鐵口深度長期維持在3.0m左右。
注重爐前設備的維護，完善設備日常點檢制度，嚴格執行定修保產製度，通過開展“設備管理”等活動，保證爐前設備正常運行，使高爐的休風率及慢風率保持在較低的水平。
3 今後的任務及措施
(1)繼續改善原燃料條件，以抓精料爲突破口，搞好富氧噴煤、高爐強化操作的管理工作;加強設備管理，爲充分發揮鍊鐵系統潛力提供保障，改善鍊鐵技術經濟指標，節能降耗降成本。
(2)高爐富氧率偏低，影響了煤粉的燃燒率，同時設計煤粉供應能力不足，限制了噴煤量的進一步提高。如果能提高富氧率，對噴煤系統進行技術改造，加大噴煤量，實施煙煤噴吹，5號高爐的技術經濟指標將進一步提高。
(3)隨着高爐原燃料條件的改善及設備運行質量的提高，生鐵含硅量有待進一步降低。
(4)圍繞高爐長壽採取有力措施，重視軟水密閉循環冷卻系統的日常管理，進一步強化高爐爐型及冷卻制度的管理，力爭一代爐齡達到15年。
4 結語
通過這次實習我們學習到：(1)貫徹精料方針，優化配礦結構，改善焦炭，燒結礦質量是高爐強化冶煉的前提條件。
(2)調整布料制度，尋求合理的煤氣流分佈，改進高爐操作，完善出渣鐵製度，加強設備管理，確保了爐況的穩定順行，實現了高煤比下的高產、穩產。
(3)加強爐型與冷卻制度的管理，重視爐底、爐缸的維護及軟水密閉循環系統的日常管理，爲高爐強化冶煉及長壽生產提供有力的保障。
(4)隨着高爐冶煉的不斷強化，加強生產組織的協調和管理非常必要。
