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焦炭是高爐煉鐵生產(chǎn)中必不可少的重要燃料。正常爐況時(shí)，焦炭在高爐中的作用包括提供熱量、提供還原劑、作為料柱骨架、提供滲碳劑。在爐況穩(wěn)定時(shí)，高爐操作上只須穩(wěn)定一定的焦炭負(fù)荷，通過調(diào)整其他操作參數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)爐溫合適與保持爐況順行，而且焦炭的氣化和燃燒也相對(duì)穩(wěn)定，能提供相對(duì)穩(wěn)定的還原性煤氣和滲碳的碳源。但在爐況失常時(shí)，焦炭的作用很可能有一個(gè)或者幾個(gè)發(fā)生變化，致使?fàn)t況難以通過其他調(diào)節(jié)手段得到理想的調(diào)整。在這種情況下，高爐操作者有必要臨時(shí)改變焦炭的使用，補(bǔ)充熱源、重新分布煤氣、疏松料柱、改善爐料預(yù)熱預(yù)還原，以挽回已經(jīng)或者即將發(fā)生的失常局面，減小損失，優(yōu)化指標(biāo)。

不同爐況焦炭功能的失常及調(diào)整

補(bǔ)充熱源。高爐開爐時(shí)，爐體溫度低，首要的是提供熱量；高爐燜爐期間，爐體帶走熱量，首要的是提供和補(bǔ)充熱量；高爐休風(fēng)時(shí)同燜爐一樣，爐體帶走熱量較正常生產(chǎn)時(shí)多，所以也要補(bǔ)充熱量。在以上情況下，焦炭的其他功能是次要問題，可以先不去考慮，只考慮焦炭中實(shí)際固定碳的變化，除非有特殊原因。

另外，生產(chǎn)中還會(huì)發(fā)生熱源變化和突然中斷某個(gè)熱源的情況，這個(gè)時(shí)候首要考慮的也是焦炭的熱源功能，例如上錯(cuò)料致使焦炭負(fù)荷變化、突然停止噴吹燃料、風(fēng)溫波動(dòng)、減氧等。無論哪種形式的熱量需求，盡早補(bǔ)充熱源都是正確的。熱源補(bǔ)充的原則是寧可過不可少。

當(dāng)然，現(xiàn)實(shí)中也存在局部的熱源過剩現(xiàn)象，比如爐缸局部石墨碳堆積。而造成這種局面的原因可能不是熱源過剩，而是熱源分布的問題，要區(qū)別對(duì)待，另作處理。

重新分布煤氣。在塌料、連續(xù)塌料，低料線，懸料，管道行程，爐涼、爐缸凍結(jié)，偏行、爐墻結(jié)厚等情況下，煤氣的分布被不合理改變，恢復(fù)這些爐況首要的是保證爐況順行，在考慮控制冶煉強(qiáng)度的同時(shí)，改變焦炭的運(yùn)用是十分必要的。保障順行首要的就是保障煤氣流的合理分布，邊緣加重時(shí)要改善邊緣氣流，氣流亂時(shí)要及時(shí)給予糾正，可以通過調(diào)整焦炭布料方式和增加焦炭數(shù)量來實(shí)現(xiàn)。但實(shí)際爐況往往出現(xiàn)操作者判斷不到位，補(bǔ)加焦炭盲目，帶來不必要浪費(fèi)的現(xiàn)象。盡管調(diào)整爐況的原則是寧熱勿涼，但如果過多加焦，反而會(huì)再次出現(xiàn)反向爐況失常，因此一定要慎重對(duì)待。當(dāng)須要通過補(bǔ)充熱量以微調(diào)煤氣分布的時(shí)候，可以采取溫和的手段，而煤氣流嚴(yán)重失常時(shí)則視情況采取強(qiáng)有力手段果斷改變煤氣分布。

疏松料柱。基于焦炭強(qiáng)度等變化或者塌料、連續(xù)塌料等其他原因，焦炭的料柱骨架功能也可能變化，疏松料柱就顯得十分必要。焦炭強(qiáng)度變化易使料柱內(nèi)部結(jié)構(gòu)過于松動(dòng)，氣化和燃燒性能致使焦炭消耗速度改變，較重的焦炭負(fù)荷使焦炭骨架難以承重等，均有可能改變焦炭料柱骨架的功能。風(fēng)口布局的不同和噴吹制度的不同可能使料柱的骨架功能在爐內(nèi)局部受到影響，不同的軟熔帶形狀可以改變料柱在爐內(nèi)的形狀位置，布料方式的改變可以改變料柱骨架的結(jié)構(gòu)，不同的操作爐型也影響料柱的形狀。

通過實(shí)踐積累，筆者認(rèn)為死料柱是焦炭堆積形成的，對(duì)死料柱影響最根本的因素是焦炭的數(shù)量及其到達(dá)爐缸時(shí)的位置、疏松程度、堆積效果。因此，焦炭及其裝入方式通過改變死料柱決定了料柱的骨架作用，決定著高爐的運(yùn)行狀態(tài)，而且調(diào)整焦炭及其裝入方式要有針對(duì)性，避免負(fù)面影響的擴(kuò)大。

改善爐料預(yù)熱預(yù)還原。焦炭的還原功能和爐料的預(yù)熱與焦炭在風(fēng)口前的燃燒及氣化情況關(guān)系密切，利用的是煤氣的化學(xué)能和熱能。焦炭的燃燒和氣化給高爐提供了間接還原需要的CO氣體，可同時(shí)也在削弱著焦炭的骨架作用，因此希望焦炭的反應(yīng)性差點(diǎn)、反應(yīng)后強(qiáng)度高點(diǎn)。在加入焦炭時(shí)，首先應(yīng)該考慮提高煤氣能量利用率，在煤氣能量利用率已經(jīng)無法進(jìn)一步提高的情況下，才考慮增加還原劑的量，因此加焦的方式要視情況而定，不是以一貫之。

綜合作用。有些爐況可能會(huì)使焦炭的多個(gè)功能同時(shí)發(fā)生變化，因此應(yīng)該綜合考慮，在焦炭的補(bǔ)給和合理運(yùn)用上下功夫。比如，懸料坐料、長(zhǎng)期慢風(fēng)和休風(fēng)后的復(fù)風(fēng)過程中，既要考慮熱量損失的問題，又要考慮煤氣利用的問題以免復(fù)風(fēng)懸料，還要考慮料柱骨架的適應(yīng)問題，以免加風(fēng)過快或延誤加風(fēng)機(jī)會(huì)等。在實(shí)際生產(chǎn)中因操作造成爐涼、爐缸凍結(jié)的原因可能很多，如連續(xù)崩料、管道行程。處理的時(shí)候也是不僅要考慮補(bǔ)充熱源的問題，還要考慮料柱松動(dòng)和煤氣利用的問題。爐涼時(shí)的處理原則是讓局部料柱先松動(dòng)起來，局部煤氣利用率先得到改變。

針對(duì)不同失常爐況科學(xué)補(bǔ)加焦炭

爐況失常時(shí)除了采取其他手段和措施進(jìn)行補(bǔ)救外，補(bǔ)加焦炭是普遍采用的方法，但補(bǔ)加焦炭時(shí)機(jī)和方式不同，也會(huì)有不同的效果。補(bǔ)加焦炭概括起來大致有3種方式：增加底焦（短時(shí)間退焦炭負(fù)荷生產(chǎn)）、集中批次加焦（增加單位容積或重量的焦炭）、大量加焦（多個(gè)單位容積或重量的焦炭同時(shí)入爐）。高爐操作不要輕易加凈焦（包括集中批次加焦、大量加焦），只有在出現(xiàn)對(duì)爐溫有持久影響的因素時(shí)才用這種方式（如高爐大涼、發(fā)生嚴(yán)重崩料和懸料、設(shè)備大故障等）。

增加底焦。增加底焦是一種溫和的手段，在煤氣流變壞但能夠得到控制的情況下可以采用，比如虧料、小崩料、焦炭變化致使負(fù)荷加重時(shí)。對(duì)于因設(shè)備原因或爐溫變化引起的虧料，通常采取補(bǔ)充熱量、疏松料柱的方式，在噴吹量沒有富裕的情況下，適當(dāng)運(yùn)用增加底焦是可以達(dá)到目的的。但低于正常料線0.5米的虧料，不建議加焦。

集中批次加焦。在氣流亂但不至于無法控制的情況下，不能預(yù)見后續(xù)爐況會(huì)如何發(fā)展，此時(shí)要慎重考慮，集中批次加焦，并做更壞的打算，比如較深的崩料、量壓不穩(wěn)等。集中加焦的目的是盡快彌補(bǔ)熱量損失，應(yīng)對(duì)可能造成的爐溫急劇下滑或其他失常情況有所準(zhǔn)備，保證爐況順行。

大量加焦。在爐況已經(jīng)完全失常，氣流根本得不到有效控制的情況下，大量加焦是唯一的選擇。比如惡性管道、爐涼時(shí)大崩料、爐缸凍結(jié)、已知上料系統(tǒng)故障或稱量錯(cuò)誤等。大量加焦首先是促使煤氣第四次分布，人為強(qiáng)行改變煤氣走向，其次是補(bǔ)充已知熱量不足或即將出現(xiàn)的熱量不足。除非萬不得已或判斷不準(zhǔn)的情況，一般不采用此法。而一旦確定爐況性質(zhì)，有必要大量加焦的時(shí)候，果斷及時(shí)是關(guān)鍵。

綜合加焦。在實(shí)際爐況中，往往會(huì)出現(xiàn)判斷上的不及時(shí)，給調(diào)整帶來時(shí)間上的延誤，但無論哪種失常爐況，對(duì)焦炭的調(diào)整都是必要的，除了爐熱要減焦、過熱防懸料外，幾乎更多的是加焦（或改變焦炭的布料方式）。有時(shí)候會(huì)因?yàn)榕袛嗖患皶r(shí)，采取增加底焦并集中批次加焦甚至大量加焦的方式應(yīng)對(duì)爐況的進(jìn)一步發(fā)展，這就要根據(jù)爐況具體分析。有時(shí)候也會(huì)出現(xiàn)調(diào)整后爐況很快改變的情況，此時(shí)再次適當(dāng)進(jìn)行反向調(diào)整也是一種對(duì)過激手段的補(bǔ)救，適時(shí)抽焦也是可以的。但不管如何改變焦炭的運(yùn)用，都要堅(jiān)持的原則是保證順行、保證爐溫。

總之，不同加焦方式的作用不同。退負(fù)荷，既使?fàn)t料的預(yù)熱與預(yù)還原都進(jìn)行得更充分，又可以提高爐缸溫度。集中加焦，對(duì)高爐既會(huì)產(chǎn)生疏松料柱、改善料柱透氣性的作用，又會(huì)起到提高爐缸溫度的作用。大量加焦，一方面補(bǔ)充熱源，另一方面讓爐料出現(xiàn)焦窗斷層，使煤氣流重新分布，形成第四次分布。無論哪種合理增加焦炭的方式都會(huì)改善焦炭的料柱骨架功能。不合理的焦炭裝入方式不能解決爐況問題，還會(huì)起到負(fù)面作用。

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