刘书平侯健刘学峰
（河北钢铁集团邯钢公司炼铁部）
摘要对邯钢炼铁部8号高炉炉顶布料工作进行了总结。通过优化布料程序与布料参数、细化设备管理与上料岗位的操作管理等，实现了以料线、α角、β角和布料总圈数等参数为主要内容的精准布料，为高炉气流稳定、炉况顺行、提高煤气利用率、降低燃料比创造了条件。
关键词准确布料高炉顺行低耗高产
邯钢东区8号高炉有效容积m3，并罐炉顶，采用多环布料方式达到平台加漏斗的料面，不带中心焦。这种装料制度对布料总圈数与每环料在炉内的位置要求比较严，如果布料位置与圈数长期存在较大偏差或波动，将对炉内煤气流分布产生不良影响，不仅会影响煤气利用率，使高炉燃料比上升，炉温不好控制，甚至会对炉况产生较大影响。因此，提高布料准确率，是上料岗位的重要任务。
所谓准确布料包括以下几点：料线准确、找准某一料线下的最大布料α角、布料总圈数准确、每一环料的径向位置（α角）准确、α角电脑显示与实际值一致、每批料的周向起始布料位置（起始β角）准确、合适及亏料线时的精准布料等。
生产实践证明，影响布料准确率的因素主要有以下几个方面：布料程序、布料参数、设备运行与保养以及岗位工的日常操作管理等。
1提高布料准确率的措施
1.1料线准确
8号高炉共有三个探尺：一个雷达料面探测仪和两个机械探尺。由于受到炉内工况影响，雷达探测仪显示数据误差较大，日常生产主要靠两台机械探尺。机械探尺由电机、滚筒、链条及编码器控制系统组成，存在使用过程中因链条被逐渐拉长等原因而导致的数据失真的缺陷。为解决这个问题，在年开炉前，准确测量了链条管道上的球阀在关闭状态下阀芯上表面到零料线的垂直距离，这样以阀芯上表面为高度基准，同时制定一套严格的料线校对、调整制度，就可以在生产状态下随时精准校对、调整料尺零点，保证料线显示准确。
通过观察生产中探尺曲线的特性和休风时探尺重锤下放过程，适时调整了扶直电流大小，使得探尺重锤在下放时能够平稳地接触料面而不倾倒，准确显示料面的位置。
生产时存在以下几种情况：在料速较快的情况下，有时会发生放完料（尤其是焦炭）即到设定料线的情况，此时会连续放料；如果放完料实际料线已接近设定料线，此时又发生重锤倾倒现象，就会使系统采集到虚假料线信号而提前放料；亏料线时，探尺下放过程中未接触到料面就提起放料。这几种情况都会干扰正常布料，对上部煤气流产生不利影响。为解决以上问题，以前每次放完料后工长都要选择“禁开下密”，增加了人为干扰因素，现在则改进了放料程序，在相临两次放料之间设置最低时间间隔，既避免了因连续放料对炉况的不利影响，同时在亏料线状态下可以使自动收角程序及时发挥作用。如果需要连续放料，必须通过选择“提前放料”来实现。
1.2α角准确
α角代表着每圈料在炉喉径向的布料位置，对稳定气流至关重要。由于传统的炉顶α角码盘传输系统存在缺陷，容易造成显示数据失真，为保证实际溜槽角度与画面显示一致，主要是利用休风机会对溜槽倾角进行实测，正常生产时则很难及时判断α角是否准确。为达到随时监测α角的目的，通过长期观察，找准了码盘数据失真的原因，对码盘进行了有效改造，经多次休风验证，其显示数据准确可靠，完全可以代表布料溜槽的真实倾角，这就为随时监测α角提供了保障。
亏料线状态下放料，料在炉喉径向的位置将发生变化，影响煤气流分布。根据理论计算，设计了一个自动收角程序，料线每亏mm，α角同收1°，到料面深于3m为止。
布料时溜槽从一个角度收到下个角度，由于惯性，其停留位置有可能跟目标位置存在误差。观察发现，如果相邻两个角度差值小于2°，有时会引起溜槽停留位置不准，甚至出现溜槽不收角。据此对料制的制定提出了要求：相邻两个α角差至少要达到2°。
1.3提高布料圈数准确率
对于按料体积进行多环布料的高炉，布料总圈数准确应是一项基本要求。依照炉顶设备与布料程序的特点，规定布料总圈数误差在±0.3圈内即视为圈数准确。经过对众多影响布料圈数的因素进行研究，并针对各种因素采取了相应的措施，使得8号高炉全月布料总圈数合格率达到85%以上，甚至创出了连续十个小时合格率%的好成绩。
（1）提高料流阀开度的准确性。一般情况下，对某一批料而言，由于其体积已经确定，主要是料流阀开度影响着单位时间内的下料量，也就直接影响着布料总圈数，因而，提高圈数准确率，很重要一点就是要提高料流阀开度的准确性。
影响料流阀开度准确性的因素很多，包括料流阀打开速度、液压系统的油温、油压及蓄能器中氮气压力等，任何一些细微的变化都有可能造成料流阀不能按指定角度打开，从而影响到布料圈数。
首先，优化料流阀液压控制系统中比例阀的电器控制参数，把料流阀打开过程分成快开与慢开两个阶段，并且把快开与慢开所承担的工作量分配合适，保证料流阀按程序由快到慢打开，既满足了快速开阀，减少开阀过程中的漏料量，又达到了准确开阀的目的。开阀过程曲线见图1。
其次，重视液压系统蓄能器工作状况，及时调整蓄能器压力，这样做既确保蓄能器起到应急作用，又能平衡系统油压，使系统压力稳定。
第三，阀块温度变化会改变比例阀阀芯动作的阻力，直接影响料流阀开度的稳定。由于邯郸地区全年气温差别大，最高可达40℃以上。因此，重视液压系统温度的稳定、确保全年、昼夜液压站实现稳定。系统温度的目标主要是通过检查、维护空调机、油箱的循环冷却器和电加热器，保证这些设备的正常运行来实现。
（2）炉顶放料时从打开料流阀到料落至料面需要一定时间，制定装料制度必须考虑这一时间。计划休风时利用秒表测出了这一时间为6s，所以正常布料时，在料流阀打开6s后开始记录圈数，保证第一个角位有确切的布料量。
（3）入炉原料粒度组成和重量的变化会改变入炉原料的体积与流动性，影响着布料圈数稳定。为解决入炉原燃料粒度与重量的均匀性、稳定性问题，在抓烧结车间整粒工作的同时，主要抓槽下入炉原燃料管理。
8号高炉槽下共设14个矿仓、5个焦炭仓，为减小入炉原料粒度组成的波动，规定没有特殊原因，同种原料的多个仓必须每批全用，平均取料；优化各个仓的排料顺序，使得各仓原料在供料皮带上混匀，同时也抑制了球团矿的滚动；强化槽下原燃料筛分管理，严格按厂部下达的标准使用筛子，制定了详细的筛网清理制度和筛底的寿命周期管理制度；根据实际情况，控制各种物料的给料速度：烧结矿小于30kg/s，焦炭小于25kg/s，生矿与球团小于20kg/s，确保筛净入炉料中的粉末。
为使每批料重量、体积稳定，应缩小每批料的称量误差。每个秤斗的料满提前量和料空值设定要合适，每批料的称量误差严格控制在±1％以内。由于炉顶料罐电子秤存在缺陷，称量误差大，通过该秤判断每批料实际重量的波动大小比较困难，上料岗位人员就根据料罐装料时间的变化来判断原料粒度和批重的变化，波动量大时要主动调整料流阀开度设定值，尽量克服原料粒度波动和批重称量误差带来的影响。
（4）炉顶压力有较大变化时也会影响到正常布料，因此，在高炉风压不全时，要根据炉顶压力变化及时调节料流阀开度。
由于矿石的透气性比焦炭差，放矿过程中罐中压力会降低，阻碍矿石正常下行。因此放矿时要持续向罐内充入少量氮气进行补压，减小罐中压力的波动，使料流稳定、顺畅，确保布料圈数不受罐中压力波动干扰。放焦则不必补压。
（5）倒罐周期短或频繁变料，也是影响布料圈数准确率的一个因素。综合考虑炉内气流稳定与布料准确，最终把倒罐周期控制在4h以上（实际上是按照料批数进行倒罐），减少了频繁倒罐对布料带来的干扰。料制布料圈数或矿批、焦批有调整时，要根据平时积累的经验值及时调整料流阀开度，避免变料过程中布料圈数的波动。
尽管采取了一些措施来减少布料圈数的波动，由于入炉原燃料质量变化及设备存在的固有缺陷，布料总圈数仍难免有误差。为减轻由于布料圈数不准对气流的影响，设计了一个“返角”布料程序，如果布料圈数已够但未出罐空信号，则溜槽会自动抬到加权平均α角继续布完剩下的料，不会把料全放到中心部位。此程序对由于料流阀或喉管卡料造成的布料异常更有效。
1.4针对β角所做的工作
β电机的运转方式一般有两种：常转或布料时转动、布完后停机。考虑到频繁启停对β电机寿命的影响，以及启动、停止段由于溜槽转速处于变化之中而对布料产生的影响，8号高炉采用了前一种运转方式，即β电机常转。另外，为了使布料更均匀，借鉴钟式炉顶的布料方式，调整布料程序，使每批料开始入炉时的溜槽位置（起始β角）相比上批料向前步进60°。这主要是考虑由于料流阀从得到指令到按指定角度打开需要一定时间（约15s），实际上布料时前两圈的料量是逐渐增加的，所以这种起始β角的步进模式有利于边缘均匀布料，也就有利于边缘煤气流的均匀、稳定。
1.5细化日常管理
为保证炉顶设备运转平稳、布料准确，针对上料岗位制定了一系列日常操作与设备点检、维护措施，主要包括：
（1）每周一校对探尺零点，误差小于50mm时观察，大于50mm时调准。
（2）每天通过炉顶码盘校对α角。
（3）每天对炉顶关键设备进行详细检查，特别是要对液压站及气密箱的油温、油位、油压及α、β电机温度等进行观察或测量，确保设备运转平稳正常。
（4）制定布料圈数是否准确的判定标准：与设定圈数比，要求每批料总圈数误差为±0.3圈，1h平均圈数误差范围为±0.2圈,8h平均误差范围±0.1圈,全天则要求在±0.05圈之内，并根据此标准在四班开展布料圈数准确率劳动竞赛。
1.6找准最大布料α角
某料线下，使用最大α角布料时，料流主轨迹应与炉墙相切。尽管开炉前利用激光进行了布料轨迹测试，得到了所有的布料数据，但随着溜槽形式及其摩擦系数的改变，这些数据必须进行及时修正。为此，自行设计了一套简易工具，利用每次定修机会对最大α角进行测试，所得数据用于指导料制的调整。
1.7传统的圆溜槽改为方溜槽
通过学习与实践，发现方溜槽比传统的圆溜槽布料更精确，于是利用休风机会对原用的溜槽进行了更换。
2效果
由于采取了一系列措施，保证每批料在炉喉的分布合理、准确，为稳定上部气流、保证炉况长期稳顺发挥了积极作用。8号高炉典型炉体上部温度及煤气利用率趋势见图2，年至年11月主要技术经济指标见表1。
表1年１月－年11月主要技术经济指标
时 间
平均日产
ｔ/d
燃料比
kg/t
ηco
%
崩、悬料
次
备注
１月
．2
.3
50.9
0
２月
．2
.3
50.9
0
３月
．4
.7
50.5
崩料1次
11日定修30h
４月
．4
.6
50.4
崩料2次
11日、17日临休
５月
．3
.0
50.3
0
6月
．8
.2
49.6
0
７月
.6
．5
50.2
0
中下旬限产
８月
.1
.6
50.6
0
下旬定修3d
９月
.0
.8
51.1
0
１０月
.4
.3
51.2
0
１１月
.3
.3
51.3
0
下旬定修3d
１２月
.6
.3
50.5
0
１月
.4
.1
49.9
0
21日临休
２月
.2
.7
49.7
0
３月
.7
.0
50.2
0
12、13日临休
４月
.2
.6
50.3
0
11~13日临休
５月
.4
.0
49.7
崩料多
焦炭恶化炉况波动
６月
.7
.2
50.3
崩料1次
７月
.3
.9
48.8
崩料多
焦炭恶化炉况波动
８月
.9
.3
49.8
0
９月
.2
.4
50.0
0
定修73h
１０月
.0
.4
50.2
0
１１月
.0
.3
50.1
0
3存在的问题
关于准确、合理布料，仍存在一些问题没有解决，主要包括以下几方面。
（1）有时会出现料流阀开度与设定值差距较大的现象，而且这种现象的出现有偶然性，表明仍然有影响料流阀准确打开的因素没有被发现。
（2）由于原料粒度、称重误差等原因造成布料圈数变化时，需要岗位工靠经验来调整料流阀开度，怎样实现料流阀的自动调整是下一步应考虑的问题。
（3）理论上按重量布料比按圈数布料更科学，但由于存在着设备缺陷，实现不了这种布料方式。
（4）由于是并罐炉顶，而且主皮带走向与炉顶料罐布置方向平行，两罐中明显存在着料堆尖偏析与粒度偏析，这势必会造成炉内布料偏析。
4结语
邯钢东区8号高炉通过优化布料程序与布料参数、细化设备管理与上料岗位的操作管理等，实现了以料线、α角、β角和布料总圈数等参数为主要内容的精准布料，为高炉气流稳定、炉况顺行、提高煤气利用率、降低燃料比创造了条件。
（1）充分利用与改造炉顶设备，实现了随时精准校正机械探尺，确保料线准确；优化放料程序，使每批料都能按实际料线入炉。
（2）改造炉顶码盘，优化布料参数，设计“自动收角程序”，使每一圈料都能准确布到炉喉指定位置。
（3）从设备保障、布料程序与参数优化、原料管理、人员管理等入手，实现了布料圈数准确率提高。
（4）学习钟式炉顶布料，实现β电机的“步进”工作方式，使炉喉边缘布料更均匀，有助于稳定边缘煤气流。
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