2024年5月31日发(作者：栋弘和)
总第１８７期
２０ｌ１年第７期
河北冶金
ＨＥＢＥＩ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ
’’
ｔ
Ｔｏｔａｌ ｌ８７
２０１１，Ｎｕｍｂｅｒ ７
’
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Ｉ
｛技术交流｛
＋．．＋．．＋．．＋．．＋．．＋．
唐钢３ ２００ ｍ３高炉煤气流分布的调整与控制
胡金波 ，王伟国 ，魏广斌 ，李瑞峰。，刘 雯 ，韩毅华。
（１．河北钢铁集团唐钢公司炼铁厂，河北唐山０６３０１６；２．石家庄市第二实验中学，河北元氏
０５１１３０；３．北京科技大学冶金与生态工程学院，北京１０００８３）
摘要：分析了煤气流分布对高炉冶炼的影响，针对唐钢３号高炉（有效容积３ ２００ ｍ ）煤气分布特点，从
装料制度、送风制度、炉缸状况、原燃料等方面进行调整后高炉煤气流得到了很好的控制，分布稳定合
理，高炉各项指标均有提高，并且能稳定地保持在较好水平。
关键词：高炉；煤气流；分布；调整；控制
中图分类号：ＴＧ５４３．２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００６—５００８（２０１１）０７—００２８—０３
ＡＤＪＵＳＴＩＮＧ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＯＦ ＧＡＳ ＦＬＯＷ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＯＮ
ＯＦ ３ ２００ ｍ’ＢＬＡＳＴ ＦＵＲＮＡＣＥ ＯＦ ＴＡＮＧ ＳＴＥＥＬ
Ｈｕ Ｊｉｎｂｏ ，Ｗａｎｇ Ｗｅｉｇｕｏ ，Ｗｅｉ Ｇｕａｎｇｂｉｎ ，Ｌｉ Ｒｕｉｆｅｎｇ ，Ｌｉｕ Ｗｅｎ ，Ｈａｎ Ｙｉｈｕａ
（１．Ｉｒｏｎｗｏｒｋｓ，Ｔａｎｇｓｈａｎ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｈｅｂｅｉ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｇｒｏｕｐ，Ｔａｎｇｓｈａｎ，Ｈｅｂｅｉ，０６３０ １ ６；
２．Ｎｏ．２ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｈｉｇｈ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ，Ｙｕａｎｓｈｉ，Ｈｅｂｅｉ，０５１１３０；３．Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ ａｎｄ Ｅｃｏｌｏｇｉｃ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ，１０００８３）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｇａｓ ｆｌｏｗ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｎ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｉｎ ｂｌａｓｔ ｆｕｍｃｅ．Ｔｏ ｔｈｅ ｇａｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕ—
ｔｉｏｎ ｆｅａｔｕｒｅ ｏｆ Ｎｏ．３ ｂｌａｓｔ ｆｕｒｎａｃｅ（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｖｏｌｕｍｅ ｂｅｉｎｇ ３ ２００ ｍ ）ｏｆ Ｔａｎｇ Ｓｔｅｅｌ，ｉｔｓ ｃｈａｒｇｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｂｌｏ—
ｗｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｈｅａｒｔｈ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．，ｒａｗ ａｎｄ ｆｕｅｌ ｍａｔｅｒｉａｌ ａｒｅ ａｄｊｕｓｔｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｉｔｓ ｇａｓ ｆｌｏｗ ｇｅｔｓ ｉｆｎｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ，
ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｂｅｉｎｇ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ａｎｄ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ．ａＵ ｉｎｄｅｘｅｓ ｏｆ ｆｕｒｎａｃｅ ｂｅｔｔｅｒ．
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｂｌａｓｔ ｆｕｒｎａｃｅ；ｇａｓ ｆｌｏｗ；ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ａｄｊｕｓｔ；ｃｏｎｔｒｏｌ
１ 概况
２ 新３＃高炉气流调整的必要性
新高炉投产后沿袭了老３＃炉的传统走开放两
股气流的老路子，经过一段时间的生产后发现，煤气
分布和我们初衷相悖。中心气流长期偏弱，边缘气
流不稳定，从十字测温曲线上看没有明显的中心气
流和边缘气流，煤气流成平坦型分布，高炉煤气利用
差。边缘气流不稳定，软熔带根部上下波动大。所
以在铜壁和铁壁交接处９、１０段冷却壁非常容易结
厚，造成料尺行走差，偏尺、滑尺、悬料频繁，顶压不
唐钢新３＃高炉是在原２ ５６０ ｍ 高炉原地大修
扩建的，其有效容积为３ ２００ ｍ 、炉缸直径１２．４ ｍ，
设有２个出铁场，共计４个铁口和３２个风口；高炉
本体共分１８段，其中１～１５段采用软水串联密闭循
环冷却冷却，在圆周方向上，软水又分为４个区；１６
～
１８段采用开路工业水冷却；采用碳砖一陶瓷杯复
合炉缸炉底结构，炉腹、炉腰、炉身下部６～９段采用
镶砖铜冷却壁，其余几段采用铸铁冷却壁。新３＃高
炉（有效容积３ ２００ ｍ ）在２００７年１ １月１２日点火
稳定，严重地影响了高炉顺行，压量关系紧，风量萎
缩，高炉的各项指标均不理想。 送风，投产后对煤气流采取一系列的调整和控制的
措施，解决了煤气流分布带来的问题，从而保证了高
炉稳定顺行，提高了高炉的各项经济技术指标。
收稿日期：２０１１—０４—２２
对比我厂的其他高炉，结合３掸高炉自身特点对
上述问题进行了分析。高炉容积越大炉缸面积越
大，中心越不易吹透，中心气流难以打开，相对边缘
气流就会不稳定。而３＃高炉本身大修扩容，炉顶设
备没动，高炉高度没变，“腰围变粗”，是典型矮胖
型，更是加剧了这种气流分布的不利局面。所以对
作者简介：胡金波（１９８１一），男，助理工程师，２００５年毕业于河北理
工大学冶金工程专业，在河北钢铁集团唐钢公司炼铁厂工作，Ｅ—
ｍａｉｌ：ｈｕｊｉｎｂｏｌ００＠ｓｏｈｕ ｃｏｍ
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河北冶金
于新３＃高炉，发展两道气流的操作理念不合时宜，
一
是助长了边缘气流的不稳定性，二是间接地削弱
了中心。因此控制边缘气流，打开中心，发展中心煤
气通路势在必行。
３ 气流分布的调整和控制措施
３．１气流分布的调整
３．１．１装料制度的调整
开炉初期，限于旧的操作观念，为了防止炉墙粘
结和保证风量，采取开放两道气流的装料制度。边
缘轻负荷，中心加焦，矿石大量分布在中间环带。表
１为３＃高炉开炉之初的装料制度：矿批５５ ｔ，布料角
差１０．４。。
表１ ３＃高炉开炉初期的装料制度
Ｔａｂ．１ Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ａｔ ｔｈｅ
Ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ ｏｆ Ｏｐｅｎｉｎｇ—Ｕｐ ｏｆ ３＃Ｂｌａｓｔ Ｆｕｒｎａｃｅ
角度／。 矿石／圈 焦炭／圈 角度／。 矿石／圈 焦炭／圈
３８ ｌ ｌ ３０．４ ３ ２
３５．６ ３ ３ ２７．６ １ ２
３３．２ ３ ２ ｌ７．５ — ３
为了压制边缘，打开中心，车间技术人员向国内
相近炉容高炉的先进经验地学习，在生产过程中不
断地摸索总结，随着对自身特点认识的加深，装料制
度逐步向重边缘放中心的方向转变。
第一阶段是矿焦角同抬，角差不断拉大，中心加
焦，压制边缘的同时保证中心的煤气通路；增加批
重，使矿石分布更加均匀，而且软熔带气窗增大，料
柱界面效应减小，有利改善透气性。第二阶段，随着
角度加到一定程度，中心气流依然不够活跃，经分析
认为由于焦炭过多的布到了边缘，矿石布在料面的
斜坡上偏向中心¨ ，所以中心不开。于是开始逐步
减边缘焦炭量，矿石向炉墙方向推移，大量地分布在
外环，这样相应的中心的矿焦比减小，疏导了中心。
经过数月的反复实验最终形成了“大角度，大矿批，
大角差”的装料制度：矿批８８，布料角差１３．５。，调整
后的布料制度见表２。
表２ ３＃高炉调整后的装料制度
Ｔａｂ．２ Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ３＃Ｂｌａｓｔ Ｆｕｒｎａｃｅ ａｆｔｅｒ Ａｄｊｕｓｔｉｎｇ
角度／。 矿石／圈 焦炭／圈 角度／。 矿石／圈 焦炭／圈
４２．５ ４ ２ ３３ ２ ２．０
３９．５ ４ ２ ２９ １ ２．Ｏ
３６．５ ３ ２ １２．５ — ３．５
装料制度中的大角度不是无休止的大，过大超
过碰撞点，炉料撞击炉墙反弹不但加剧炉衬的磨损
而且影响布料的精度，大角失去意义。经测定３＃高
２０１１年第７期
炉料线１．６ ｍ时碰撞点角度大约４３。，因此最大角
一
般在４２。～４３。。角差和原燃料质量有关，原燃料
质量变差，角差不宜过大，否则中心气流受抑制，影
响顺行。
３．１．２送风制度的调整
鉴于大高炉不易吹透中心，中心气流脆弱，配合
上部装料制度，下部调整以增加风量、提高风温、增
加富氧、提高煤比，保证足够风速和鼓风动能。促使
煤气在初次分布时偏向中心，从根源上改变煤气的
分布。提高风速和鼓风动能的主要手段是保证风量
在６ ４００～６ ５００ ｍ ／ｍｉｎ之间，尽量使全风温１ １８０
℃左右，富氧喷煤，控制实际风速２５０—２６０ ｍ／ｓ。
考虑到既要适当抑制边缘气流吹开中心，又要
保证强化冶炼的需要，所以风口的调整主要在风口
长度上适当加长做文章，风口面积略缩小。根据某
方向边缘局部气流的变化结果和冷却壁温度，软水
温差变化，对风口作了针对性的调整，以加长为主，
主要如下：开炉之初送风风口面积０．４４１ ７ ｍ 逐步
缩风口面积到现在的０．４３５ ３ ｍ ，风口平均长度
５６１．８８ ｍｍ（平均伸入炉内３８１．８８ ｍｍ）加长到
５８２．５０ ｍｍ（平均伸人炉内４０２．５ ｍｍ），具体风口调
整状况见表３。
表３ ３ 高炉风口调整状况
Ｔａｂ．３ Ａｄｊｕｓｔｉｎｇ Ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｕｙｅｒｅ ｏｆ ３＃Ｂｌａｓｔ Ｆｕｒｎａｃｅ
３．１．３ 炉缸状况的调整
大高炉炉缸直径大，煤气渗透到中心不但要求
要有足够的鼓风动能，还得要求有一个好的渗透环
境。物理热不足，渣铁流动性差，是制约中心气流的
又一主要因素 。炉缸工作均匀活跃是中心气流强
劲边缘稳定的保证。
活跃炉缸的措施主要是控制物理热 。根据唐
钢炼铁厂经验，大高炉物理热不应低于１ ５ｌ０℃，因
此３＃高炉［Ｓｉ］长期控制在０．５％一０．６％。如有变
化，综合焦比波动过大，集中插焦补热，严禁连续的
［Ｓｉ］低于０．４％或物理热１ ４９０ ｏＣ以下，防止连续的
低物理热造成炉缸堆积。另外炉渣成分的控制，氧
化镁９％一１０％，三氧化二铝控制在１５％以下，防止
过高影响炉渣粘度，影响炉缸活跃。如果炉缸工作
变差需要适当提上限炉温，炉前积极组织出铁配合，
２９
总第１８７期
将渣铁及时排出。在正常出铁时采用对角线２个铁
口出铁，缩短铁间间隔，由原来２０ ｍｉｎ缩短到１０
ｍｉｎ以内，同时灵活采取重叠出铁或压炮等措施，保
证及时出净渣、铁，活跃炉缸为高炉顺行创造条件。
铁口倒场时采用３个铁口循环出铁，用２个老铁口
带１个新铁口出铁，防止新铁口卡焦，以保证炉况顺
行。
３．１．４稳定和提高原燃料质量
最明显的就是中心气流。最显著的的例子，在雨季
焦炭，外矿水分值波动大，当水分值明显增大的时
候，由于筛分困难，入炉粉末较多，直接导致中心不
畅，压量关系转紧，被迫减风。为此炼铁车间严格矿
槽管理，制定严格的清筛网检查考核制度，使得人炉
小矿、球团、澳矿的粉末大大减少。提前了解各人炉
料的实际质量，对质量太差的烧结矿、焦炭采取分仓
装料、少量搭配入炉的措施，大大减小了原燃料质量
异常波动的影响。公司为稳定和提高入炉料质量做
了大量工作，为３＃高炉气流稳定，炉况顺行奠定了
坚实基础，具体情况见表４。
％
％
精料是高炉炼铁的基础，是高炉生产顺行、指标
先进、节约能耗的基础和客观要求 。中心气流对
原燃料变化比较敏感。每一次原燃料的变差，变化
表４ ３＃高炉焦炭质量进步状况
Ｔａｂ．４ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｏｋｅ Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ３＃Ｂｌａｓｔ Ｆｕｒｎａｃｅ
３．２煤气分布的控制
３＃高炉调整后经过数年不断改进和完善，高炉
煤气分布的控制主要是维持强劲的中心气流，
气流得到很好的控制，有效地保证了中心气流强劲，
边缘稳定。表５为目前的十字测温从边缘到中心温
度。
表５ ３＃高炉十字测温温度
Ｔａｂ．５ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ３＃
稳定边缘，从而达到稳定炉况保顺行降成本的目的。
（１）减小或削弱对气流分布影响比较大的因
素。对此车间制定了相应的制度：炉内技术人员加
强现场看料，特别是在雨季，焦炭块矿受影响较大，
做到及时反馈；强化炉前及外围的管理，点检率细致
℃
Ｂｌａｓｔ Ｆｕｒｎａｃｅ ｗｉｔｈ Ｃｒｏｓｓ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｇａｕｇｉｎｇ ℃
到位，有问题早发现早解决，减少因设备问题造成的
减风，或无计划休风。
（２）对气流变化的征兆敏感，提前预防，及时调
整，保证气流的健康发展。３＃炉的技术人员在生产
中对冷却壁、砖衬温度、炉底碳砖，十字测温，炉身静
压等参数进行大量的统计，总结出了个参数的合理
区间；对炉顶成像的气流状态，风口成像的渣皮脱落
情况密切关注如果有异常提早采取措施。例如炉底
第一层碳砖中心，标高４ ９６９ ｍｍ的温度，炉缸活跃
程度的体现。我们认为它的温度在３５０～４００℃是
合理区间，如果下降过快，或是长时间低于３５０ ｏＣ，
根据以往的经验继之而来的就是中心气流的不畅，
调整的效果是：砖衬，冷却壁温度，炉身静压，能
长期稳定在一定范围且自上而下保持一个合理的温
度和压力梯度；四区水温差均衡，稳定在３～４ ｏＣ；消
除了滑尺，悬料，窜气，等一系列冶炼中常见的炉况
波动；各项指标均有长足的进步且能稳定的保持在
较高水平（见表６）。
表６ ３＃高炉近几年的技术指标
Ｔａｂ．６ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｉｎｄｅｘ ｏｆ ３＃Ｂｌａｓｔ Ｆｕｒｎａｃｅ ｉｎ Ｒｅｃｅｎｔ Ｆｅｗ Ｙｅａｒｓ
这时需要采取活跃炉缸和疏导中心的措施。３＃高炉
的炉身静压测点在８段、９段、１１段和１３段，其中上
部１１和１３段静压测点位于软熔带以上，直接反映
出块状带的边缘气流状况。当上部静压偏高或有异
常凸起的时候，需要适当抑制边缘气流，疏导中心防
止中心减弱；相反当其偏低且稳定是适当抑制中心
从而达到提高煤气利用降能耗的的效果。
４ 实际效果
３０
５ 结论
（１）发展中心气流，抑制边缘的操作理念适合
唐钢新３｝｝高炉的自身情况。 （下转第７３页）
河北冶金 ２０１１年第７期
２．１ 改进前的工艺分析
密封槽离淬火端面距离为２６．２ ｍｍ，硬度较端面相
对低一些，热后精车外圆及密封槽，改用工装定位
（见图３），以 １７７ ｍｍ内孔及左端面定位，小间隙
配合，简单找正后，端面压紧，这样不会造成夹紧变
形，夹紧力分配均匀、强劲稳定，一次装夹将 ２１０
ｍｍ外圆及４．８ ｍｍ×２．７４ ｍｍ密封槽车削成形，有
改进前的工艺路线为：锻造一粗车外形一精车
头面一精车二面（ ２１０ ｍｍ外圆留磨量）一划线、
钻孔，铣键槽一热处理表面淬火一磨 ２１０ ｍｍ外
圆。
改进前的精车工艺过程为：车外圆 ２１０ ｍｍ为
２１０．６ ｍｍ，留磨量待热处理后磨至 ２１０ ｍｍ；密
封槽４．８ ｍｍ×２．７４ ｍｍ在热处理前车成，当热处理
表面淬火后密封槽极易变形，必须预留变形量来保证
尺寸及形状公差要求，于是把热前的公差缩小，给制
造带来困难，增加了制造成本，即便如此圆柱度往往
也大于０．０５ ｍｍ，无法修复只能报废；同时热处理后
效保证了圆柱度和同轴度要求；同时车密封槽与
２１０ ｍｍ外圆选择在精密数控车床车削，并使用了先
进的硬质合金机夹刀具，使车削轻松快捷，尺寸及形
状精度精确稳定，表面粗糙度也显著提高。
以内孔定位，找正外圆及端面对点跳动≤０．１ ｍｍ，磨
２１０ ｍｍ外圆达图纸尺寸，此时其与密封槽之间不
是一次装夹下完成加工工序，基准不统一，很难保证
同轴度≤０．１ ｍｍ，平均废品率高达１５％。
除上述问题外，此薄壁套精车时为防止装夹变
形要预留夹头，精车后将夹头车掉，且为防变形夹紧
力不能过大，需要小进给多次车削才能完成，生产效
率低下，鉴于此种情况，我们提出将原工艺进行改
进。
２．２改进后的工艺分析
图３ 改进后的密封套装配结构
Ｆｉｇ．３ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ Ｓｅａｌｉｎｇ Ｃｏｖｅｒ ａｆｔｅｒ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ
改进后的工艺路线为：锻造一粗车外形一精车
３ 结语
头面一半精车二面（ ２１０ ｍｍ外圆留精车余量，密
封槽不车）一划线、钻孔，铣键槽一热处理表面淬火
一
改进后的工艺方法将工艺过程简单化，加工工
序较改进前减少了２０％，加工难度降低，不再预留
夹头，热前无须预留变形量，加工时间比原来缩短了
５０％以上，生产效率显著提高。经验证每批次加工
５０件，废品率为０．２％，消除了热处理后的不确定因
使用工装定位压紧端面车 ２１０ ｍｍ外圆、车密
改进后的工艺过程为：热处理前 ２１０ ｍｍ外
封槽。
圆留精车余量，密封槽不车；热处理表面淬火的硬度
在ＨＲＣ４５～５２，淬硬层在零件右端面，深度为３ ｍｍ，
素，节约生产成本４５％，经济效益明显。
（上接第３０页）
参考文献
［１］刘云彩．无料钟布料操作的几个问题［Ｊ］．炼铁，２００７，２６（４）：４２
～
（２）良好的煤气分布，较高煤气利用率，需要
各个操作制度、外围条件、技术管理水平等相互配
合。
４３．
［２］杨国盼，马树涵，陈广恩，等．大型高炉煤气流分布的研究［Ｊ］．钢
铁，２００２，１９（１）：１—７．
（３）通过对气流的调整和控制，唐钢新３＃高炉
实现了长期的稳定顺行，并且各项指标均有进步，且
能稳定地保持在较高水平。
［３］储滨，唐培华，凌丹．宝钢不锈钢２ ５００ ｍ 高炉活跃炉缸冶炼实
践［Ｊ］．炼铁，２００８，２７（５）：３６—３８．
［４］王维兴，高炉炼铁精料的内涵［Ｊ］．中国冶金，２００１，（２）：２０—２３．
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2024年5月31日发(作者：栋弘和)
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河北冶金
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２０１１，Ｎｕｍｂｅｒ ７
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唐钢３ ２００ ｍ３高炉煤气流分布的调整与控制
胡金波 ，王伟国 ，魏广斌 ，李瑞峰。，刘 雯 ，韩毅华。
（１．河北钢铁集团唐钢公司炼铁厂，河北唐山０６３０１６；２．石家庄市第二实验中学，河北元氏
０５１１３０；３．北京科技大学冶金与生态工程学院，北京１０００８３）
摘要：分析了煤气流分布对高炉冶炼的影响，针对唐钢３号高炉（有效容积３ ２００ ｍ ）煤气分布特点，从
装料制度、送风制度、炉缸状况、原燃料等方面进行调整后高炉煤气流得到了很好的控制，分布稳定合
理，高炉各项指标均有提高，并且能稳定地保持在较好水平。
关键词：高炉；煤气流；分布；调整；控制
中图分类号：ＴＧ５４３．２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００６—５００８（２０１１）０７—００２８—０３
ＡＤＪＵＳＴＩＮＧ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＯＦ ＧＡＳ ＦＬＯＷ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＯＮ
ＯＦ ３ ２００ ｍ’ＢＬＡＳＴ ＦＵＲＮＡＣＥ ＯＦ ＴＡＮＧ ＳＴＥＥＬ
Ｈｕ Ｊｉｎｂｏ ，Ｗａｎｇ Ｗｅｉｇｕｏ ，Ｗｅｉ Ｇｕａｎｇｂｉｎ ，Ｌｉ Ｒｕｉｆｅｎｇ ，Ｌｉｕ Ｗｅｎ ，Ｈａｎ Ｙｉｈｕａ
（１．Ｉｒｏｎｗｏｒｋｓ，Ｔａｎｇｓｈａｎ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｈｅｂｅｉ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｇｒｏｕｐ，Ｔａｎｇｓｈａｎ，Ｈｅｂｅｉ，０６３０ １ ６；
２．Ｎｏ．２ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｈｉｇｈ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ，Ｙｕａｎｓｈｉ，Ｈｅｂｅｉ，０５１１３０；３．Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ ａｎｄ Ｅｃｏｌｏｇｉｃ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ，１０００８３）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｇａｓ ｆｌｏｗ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｎ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｉｎ ｂｌａｓｔ ｆｕｍｃｅ．Ｔｏ ｔｈｅ ｇａｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕ—
ｔｉｏｎ ｆｅａｔｕｒｅ ｏｆ Ｎｏ．３ ｂｌａｓｔ ｆｕｒｎａｃｅ（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｖｏｌｕｍｅ ｂｅｉｎｇ ３ ２００ ｍ ）ｏｆ Ｔａｎｇ Ｓｔｅｅｌ，ｉｔｓ ｃｈａｒｇｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｂｌｏ—
ｗｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｈｅａｒｔｈ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．，ｒａｗ ａｎｄ ｆｕｅｌ ｍａｔｅｒｉａｌ ａｒｅ ａｄｊｕｓｔｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｉｔｓ ｇａｓ ｆｌｏｗ ｇｅｔｓ ｉｆｎｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ，
ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｂｅｉｎｇ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ａｎｄ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ．ａＵ ｉｎｄｅｘｅｓ ｏｆ ｆｕｒｎａｃｅ ｂｅｔｔｅｒ．
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｂｌａｓｔ ｆｕｒｎａｃｅ；ｇａｓ ｆｌｏｗ；ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ａｄｊｕｓｔ；ｃｏｎｔｒｏｌ
１ 概况
２ 新３＃高炉气流调整的必要性
新高炉投产后沿袭了老３＃炉的传统走开放两
股气流的老路子，经过一段时间的生产后发现，煤气
分布和我们初衷相悖。中心气流长期偏弱，边缘气
流不稳定，从十字测温曲线上看没有明显的中心气
流和边缘气流，煤气流成平坦型分布，高炉煤气利用
差。边缘气流不稳定，软熔带根部上下波动大。所
以在铜壁和铁壁交接处９、１０段冷却壁非常容易结
厚，造成料尺行走差，偏尺、滑尺、悬料频繁，顶压不
唐钢新３＃高炉是在原２ ５６０ ｍ 高炉原地大修
扩建的，其有效容积为３ ２００ ｍ 、炉缸直径１２．４ ｍ，
设有２个出铁场，共计４个铁口和３２个风口；高炉
本体共分１８段，其中１～１５段采用软水串联密闭循
环冷却冷却，在圆周方向上，软水又分为４个区；１６
～
１８段采用开路工业水冷却；采用碳砖一陶瓷杯复
合炉缸炉底结构，炉腹、炉腰、炉身下部６～９段采用
镶砖铜冷却壁，其余几段采用铸铁冷却壁。新３＃高
炉（有效容积３ ２００ ｍ ）在２００７年１ １月１２日点火
稳定，严重地影响了高炉顺行，压量关系紧，风量萎
缩，高炉的各项指标均不理想。 送风，投产后对煤气流采取一系列的调整和控制的
措施，解决了煤气流分布带来的问题，从而保证了高
炉稳定顺行，提高了高炉的各项经济技术指标。
收稿日期：２０１１—０４—２２
对比我厂的其他高炉，结合３掸高炉自身特点对
上述问题进行了分析。高炉容积越大炉缸面积越
大，中心越不易吹透，中心气流难以打开，相对边缘
气流就会不稳定。而３＃高炉本身大修扩容，炉顶设
备没动，高炉高度没变，“腰围变粗”，是典型矮胖
型，更是加剧了这种气流分布的不利局面。所以对
作者简介：胡金波（１９８１一），男，助理工程师，２００５年毕业于河北理
工大学冶金工程专业，在河北钢铁集团唐钢公司炼铁厂工作，Ｅ—
ｍａｉｌ：ｈｕｊｉｎｂｏｌ００＠ｓｏｈｕ ｃｏｍ
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河北冶金
于新３＃高炉，发展两道气流的操作理念不合时宜，
一
是助长了边缘气流的不稳定性，二是间接地削弱
了中心。因此控制边缘气流，打开中心，发展中心煤
气通路势在必行。
３ 气流分布的调整和控制措施
３．１气流分布的调整
３．１．１装料制度的调整
开炉初期，限于旧的操作观念，为了防止炉墙粘
结和保证风量，采取开放两道气流的装料制度。边
缘轻负荷，中心加焦，矿石大量分布在中间环带。表
１为３＃高炉开炉之初的装料制度：矿批５５ ｔ，布料角
差１０．４。。
表１ ３＃高炉开炉初期的装料制度
Ｔａｂ．１ Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ａｔ ｔｈｅ
Ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ ｏｆ Ｏｐｅｎｉｎｇ—Ｕｐ ｏｆ ３＃Ｂｌａｓｔ Ｆｕｒｎａｃｅ
角度／。 矿石／圈 焦炭／圈 角度／。 矿石／圈 焦炭／圈
３８ ｌ ｌ ３０．４ ３ ２
３５．６ ３ ３ ２７．６ １ ２
３３．２ ３ ２ ｌ７．５ — ３
为了压制边缘，打开中心，车间技术人员向国内
相近炉容高炉的先进经验地学习，在生产过程中不
断地摸索总结，随着对自身特点认识的加深，装料制
度逐步向重边缘放中心的方向转变。
第一阶段是矿焦角同抬，角差不断拉大，中心加
焦，压制边缘的同时保证中心的煤气通路；增加批
重，使矿石分布更加均匀，而且软熔带气窗增大，料
柱界面效应减小，有利改善透气性。第二阶段，随着
角度加到一定程度，中心气流依然不够活跃，经分析
认为由于焦炭过多的布到了边缘，矿石布在料面的
斜坡上偏向中心¨ ，所以中心不开。于是开始逐步
减边缘焦炭量，矿石向炉墙方向推移，大量地分布在
外环，这样相应的中心的矿焦比减小，疏导了中心。
经过数月的反复实验最终形成了“大角度，大矿批，
大角差”的装料制度：矿批８８，布料角差１３．５。，调整
后的布料制度见表２。
表２ ３＃高炉调整后的装料制度
Ｔａｂ．２ Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ３＃Ｂｌａｓｔ Ｆｕｒｎａｃｅ ａｆｔｅｒ Ａｄｊｕｓｔｉｎｇ
角度／。 矿石／圈 焦炭／圈 角度／。 矿石／圈 焦炭／圈
４２．５ ４ ２ ３３ ２ ２．０
３９．５ ４ ２ ２９ １ ２．Ｏ
３６．５ ３ ２ １２．５ — ３．５
装料制度中的大角度不是无休止的大，过大超
过碰撞点，炉料撞击炉墙反弹不但加剧炉衬的磨损
而且影响布料的精度，大角失去意义。经测定３＃高
２０１１年第７期
炉料线１．６ ｍ时碰撞点角度大约４３。，因此最大角
一
般在４２。～４３。。角差和原燃料质量有关，原燃料
质量变差，角差不宜过大，否则中心气流受抑制，影
响顺行。
３．１．２送风制度的调整
鉴于大高炉不易吹透中心，中心气流脆弱，配合
上部装料制度，下部调整以增加风量、提高风温、增
加富氧、提高煤比，保证足够风速和鼓风动能。促使
煤气在初次分布时偏向中心，从根源上改变煤气的
分布。提高风速和鼓风动能的主要手段是保证风量
在６ ４００～６ ５００ ｍ ／ｍｉｎ之间，尽量使全风温１ １８０
℃左右，富氧喷煤，控制实际风速２５０—２６０ ｍ／ｓ。
考虑到既要适当抑制边缘气流吹开中心，又要
保证强化冶炼的需要，所以风口的调整主要在风口
长度上适当加长做文章，风口面积略缩小。根据某
方向边缘局部气流的变化结果和冷却壁温度，软水
温差变化，对风口作了针对性的调整，以加长为主，
主要如下：开炉之初送风风口面积０．４４１ ７ ｍ 逐步
缩风口面积到现在的０．４３５ ３ ｍ ，风口平均长度
５６１．８８ ｍｍ（平均伸入炉内３８１．８８ ｍｍ）加长到
５８２．５０ ｍｍ（平均伸人炉内４０２．５ ｍｍ），具体风口调
整状况见表３。
表３ ３ 高炉风口调整状况
Ｔａｂ．３ Ａｄｊｕｓｔｉｎｇ Ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｕｙｅｒｅ ｏｆ ３＃Ｂｌａｓｔ Ｆｕｒｎａｃｅ
３．１．３ 炉缸状况的调整
大高炉炉缸直径大，煤气渗透到中心不但要求
要有足够的鼓风动能，还得要求有一个好的渗透环
境。物理热不足，渣铁流动性差，是制约中心气流的
又一主要因素 。炉缸工作均匀活跃是中心气流强
劲边缘稳定的保证。
活跃炉缸的措施主要是控制物理热 。根据唐
钢炼铁厂经验，大高炉物理热不应低于１ ５ｌ０℃，因
此３＃高炉［Ｓｉ］长期控制在０．５％一０．６％。如有变
化，综合焦比波动过大，集中插焦补热，严禁连续的
［Ｓｉ］低于０．４％或物理热１ ４９０ ｏＣ以下，防止连续的
低物理热造成炉缸堆积。另外炉渣成分的控制，氧
化镁９％一１０％，三氧化二铝控制在１５％以下，防止
过高影响炉渣粘度，影响炉缸活跃。如果炉缸工作
变差需要适当提上限炉温，炉前积极组织出铁配合，
２９
总第１８７期
将渣铁及时排出。在正常出铁时采用对角线２个铁
口出铁，缩短铁间间隔，由原来２０ ｍｉｎ缩短到１０
ｍｉｎ以内，同时灵活采取重叠出铁或压炮等措施，保
证及时出净渣、铁，活跃炉缸为高炉顺行创造条件。
铁口倒场时采用３个铁口循环出铁，用２个老铁口
带１个新铁口出铁，防止新铁口卡焦，以保证炉况顺
行。
３．１．４稳定和提高原燃料质量
最明显的就是中心气流。最显著的的例子，在雨季
焦炭，外矿水分值波动大，当水分值明显增大的时
候，由于筛分困难，入炉粉末较多，直接导致中心不
畅，压量关系转紧，被迫减风。为此炼铁车间严格矿
槽管理，制定严格的清筛网检查考核制度，使得人炉
小矿、球团、澳矿的粉末大大减少。提前了解各人炉
料的实际质量，对质量太差的烧结矿、焦炭采取分仓
装料、少量搭配入炉的措施，大大减小了原燃料质量
异常波动的影响。公司为稳定和提高入炉料质量做
了大量工作，为３＃高炉气流稳定，炉况顺行奠定了
坚实基础，具体情况见表４。
％
％
精料是高炉炼铁的基础，是高炉生产顺行、指标
先进、节约能耗的基础和客观要求 。中心气流对
原燃料变化比较敏感。每一次原燃料的变差，变化
表４ ３＃高炉焦炭质量进步状况
Ｔａｂ．４ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｏｋｅ Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ３＃Ｂｌａｓｔ Ｆｕｒｎａｃｅ
３．２煤气分布的控制
３＃高炉调整后经过数年不断改进和完善，高炉
煤气分布的控制主要是维持强劲的中心气流，
气流得到很好的控制，有效地保证了中心气流强劲，
边缘稳定。表５为目前的十字测温从边缘到中心温
度。
表５ ３＃高炉十字测温温度
Ｔａｂ．５ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ３＃
稳定边缘，从而达到稳定炉况保顺行降成本的目的。
（１）减小或削弱对气流分布影响比较大的因
素。对此车间制定了相应的制度：炉内技术人员加
强现场看料，特别是在雨季，焦炭块矿受影响较大，
做到及时反馈；强化炉前及外围的管理，点检率细致
℃
Ｂｌａｓｔ Ｆｕｒｎａｃｅ ｗｉｔｈ Ｃｒｏｓｓ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｇａｕｇｉｎｇ ℃
到位，有问题早发现早解决，减少因设备问题造成的
减风，或无计划休风。
（２）对气流变化的征兆敏感，提前预防，及时调
整，保证气流的健康发展。３＃炉的技术人员在生产
中对冷却壁、砖衬温度、炉底碳砖，十字测温，炉身静
压等参数进行大量的统计，总结出了个参数的合理
区间；对炉顶成像的气流状态，风口成像的渣皮脱落
情况密切关注如果有异常提早采取措施。例如炉底
第一层碳砖中心，标高４ ９６９ ｍｍ的温度，炉缸活跃
程度的体现。我们认为它的温度在３５０～４００℃是
合理区间，如果下降过快，或是长时间低于３５０ ｏＣ，
根据以往的经验继之而来的就是中心气流的不畅，
调整的效果是：砖衬，冷却壁温度，炉身静压，能
长期稳定在一定范围且自上而下保持一个合理的温
度和压力梯度；四区水温差均衡，稳定在３～４ ｏＣ；消
除了滑尺，悬料，窜气，等一系列冶炼中常见的炉况
波动；各项指标均有长足的进步且能稳定的保持在
较高水平（见表６）。
表６ ３＃高炉近几年的技术指标
Ｔａｂ．６ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｉｎｄｅｘ ｏｆ ３＃Ｂｌａｓｔ Ｆｕｒｎａｃｅ ｉｎ Ｒｅｃｅｎｔ Ｆｅｗ Ｙｅａｒｓ
这时需要采取活跃炉缸和疏导中心的措施。３＃高炉
的炉身静压测点在８段、９段、１１段和１３段，其中上
部１１和１３段静压测点位于软熔带以上，直接反映
出块状带的边缘气流状况。当上部静压偏高或有异
常凸起的时候，需要适当抑制边缘气流，疏导中心防
止中心减弱；相反当其偏低且稳定是适当抑制中心
从而达到提高煤气利用降能耗的的效果。
４ 实际效果
３０
５ 结论
（１）发展中心气流，抑制边缘的操作理念适合
唐钢新３｝｝高炉的自身情况。 （下转第７３页）
河北冶金 ２０１１年第７期
２．１ 改进前的工艺分析
密封槽离淬火端面距离为２６．２ ｍｍ，硬度较端面相
对低一些，热后精车外圆及密封槽，改用工装定位
（见图３），以 １７７ ｍｍ内孔及左端面定位，小间隙
配合，简单找正后，端面压紧，这样不会造成夹紧变
形，夹紧力分配均匀、强劲稳定，一次装夹将 ２１０
ｍｍ外圆及４．８ ｍｍ×２．７４ ｍｍ密封槽车削成形，有
改进前的工艺路线为：锻造一粗车外形一精车
头面一精车二面（ ２１０ ｍｍ外圆留磨量）一划线、
钻孔，铣键槽一热处理表面淬火一磨 ２１０ ｍｍ外
圆。
改进前的精车工艺过程为：车外圆 ２１０ ｍｍ为
２１０．６ ｍｍ，留磨量待热处理后磨至 ２１０ ｍｍ；密
封槽４．８ ｍｍ×２．７４ ｍｍ在热处理前车成，当热处理
表面淬火后密封槽极易变形，必须预留变形量来保证
尺寸及形状公差要求，于是把热前的公差缩小，给制
造带来困难，增加了制造成本，即便如此圆柱度往往
也大于０．０５ ｍｍ，无法修复只能报废；同时热处理后
效保证了圆柱度和同轴度要求；同时车密封槽与
２１０ ｍｍ外圆选择在精密数控车床车削，并使用了先
进的硬质合金机夹刀具，使车削轻松快捷，尺寸及形
状精度精确稳定，表面粗糙度也显著提高。
以内孔定位，找正外圆及端面对点跳动≤０．１ ｍｍ，磨
２１０ ｍｍ外圆达图纸尺寸，此时其与密封槽之间不
是一次装夹下完成加工工序，基准不统一，很难保证
同轴度≤０．１ ｍｍ，平均废品率高达１５％。
除上述问题外，此薄壁套精车时为防止装夹变
形要预留夹头，精车后将夹头车掉，且为防变形夹紧
力不能过大，需要小进给多次车削才能完成，生产效
率低下，鉴于此种情况，我们提出将原工艺进行改
进。
２．２改进后的工艺分析
图３ 改进后的密封套装配结构
Ｆｉｇ．３ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ Ｓｅａｌｉｎｇ Ｃｏｖｅｒ ａｆｔｅｒ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ
改进后的工艺路线为：锻造一粗车外形一精车
３ 结语
头面一半精车二面（ ２１０ ｍｍ外圆留精车余量，密
封槽不车）一划线、钻孔，铣键槽一热处理表面淬火
一
改进后的工艺方法将工艺过程简单化，加工工
序较改进前减少了２０％，加工难度降低，不再预留
夹头，热前无须预留变形量，加工时间比原来缩短了
５０％以上，生产效率显著提高。经验证每批次加工
５０件，废品率为０．２％，消除了热处理后的不确定因
使用工装定位压紧端面车 ２１０ ｍｍ外圆、车密
改进后的工艺过程为：热处理前 ２１０ ｍｍ外
封槽。
圆留精车余量，密封槽不车；热处理表面淬火的硬度
在ＨＲＣ４５～５２，淬硬层在零件右端面，深度为３ ｍｍ，
素，节约生产成本４５％，经济效益明显。
（上接第３０页）
参考文献
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各个操作制度、外围条件、技术管理水平等相互配
合。
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践［Ｊ］．炼铁，２００８，２７（５）：３６—３８．
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