邯鋼1#、2#高爐爐頂采用圓弧形布料溜槽，特點(diǎn)是爐料的料流均勻、范圍寬、比較分散。生產(chǎn)實(shí)踐中，兩座高爐同時(shí)不順行，采取調(diào)整料制的方法效果均不明顯。休風(fēng)后檢查料面發(fā)現(xiàn)，實(shí)際料面和設(shè)定料面偏差很大，實(shí)際料面又寬又薄、且不規(guī)則，高爐生產(chǎn)過(guò)程中頂壓為225kPa左右，在高壓氣流的吹動(dòng)下，使用圓弧形布料溜槽布料，爐料容易發(fā)生偏移，料面不平整使調(diào)節(jié)爐況難度增加。為此，將高爐布料溜槽由圓弧形改為方形，優(yōu)點(diǎn)是布料的料面較窄，料面厚度也能增加，通過(guò)計(jì)算，使用方形布料溜槽的料面厚度比圓弧形布料溜槽厚30%左右。

在高壓條件下，爐料的偏移情況大大改善，提高了高爐布料的準(zhǔn)確性，即有助于高爐工長(zhǎng)調(diào)節(jié)控制煤氣流分布，還有利于提高高煤氣利用率。

此外，為進(jìn)一步使得布料均勻、平整，爐喉的十字測(cè)溫裝置縮短了40%，避免高速料流經(jīng)過(guò)十字測(cè)溫的臂面發(fā)生碰撞、反彈的情況，保證了料面的完整性，也有利于煤氣流的均勻穩(wěn)定，間接提高了高爐的煤比。

高爐噴煤的穩(wěn)定性對(duì)高爐操作有著重要的意義。噴煤速率由罐壓控制，正常噴吹時(shí)速率較為穩(wěn)定，當(dāng)噴煤進(jìn)行倒罐作業(yè)時(shí)，速率波動(dòng)較大，瞬時(shí)實(shí)際噴煤量和設(shè)定噴煤量至少相差10t/h，甚至出現(xiàn)不走煤的情況。研究發(fā)現(xiàn)，從噴煤罐到混合器的距離約10m，管道屬于濃相輸送，煤粉沉積容易出現(xiàn)不走煤、停煤?jiǎn)栴}。為解決此問(wèn)題，在噴煤罐的出煤手閥和出煤閥之間安裝1個(gè)加速裝置，該加速裝置放置于金屬軟連接內(nèi)部，如圖1所示。該加速裝置長(zhǎng)500mm，兩端直徑為100mm，中間直徑為50mm，在噴煤過(guò)程中，先打開(kāi)出煤閥再打開(kāi)出煤手閥，能起到加速煤粉流動(dòng)的作用，解決了不走煤的問(wèn)題。因加速裝置是耐磨合金材質(zhì)，也保護(hù)了金屬軟連接設(shè)備，避免磨漏造成漏煤，影響生產(chǎn)、污染環(huán)境。

在倒罐過(guò)程中，出煤閥和給煤閥之間容易沉積煤粉，再次噴吹時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)速率波動(dòng)的情況，為此，在出煤閥與給煤閥之間，靠近出煤閥處安裝1個(gè)氮?dú)夥创倒?，朝出煤閥方向，主要有兩個(gè)作用：①在倒灌過(guò)程中，先打開(kāi)給煤閥，反吹氮?dú)猓瑢⒐艿纼?nèi)積煤吹掃進(jìn)噴煤主管道，再打開(kāi)出煤閥，解決了出煤閥和給煤閥之間不走煤的問(wèn)題；②充壓過(guò)程中，打開(kāi)出煤閥，關(guān)閉給煤閥，反吹氮?dú)膺M(jìn)入噴吹罐內(nèi)，進(jìn)行充壓作業(yè)，由于反吹氮?dú)馀c噴煤罐的底部流化氮?dú)狻㈠F部流化氮?dú)舛疾粚?duì)稱，可以使罐內(nèi)的煤粉流化均勻，有利于提高噴煤過(guò)程的穩(wěn)定性，提高煤粉的燃燒率，進(jìn)而提高高爐的煤比。

邯鋼3200m3高爐配備3座熱風(fēng)爐，采用“兩燒一送”的方式進(jìn)行送風(fēng)，現(xiàn)場(chǎng)留有第4座熱風(fēng)爐位置。2016年發(fā)現(xiàn)，兩高爐的2#熱風(fēng)爐最先出現(xiàn)問(wèn)題，一方面是送風(fēng)后期不吃風(fēng)量，頂溫低，最高也不到1050℃；另一方面是換爐過(guò)程中風(fēng)溫波動(dòng)大，格子磚嚴(yán)重堵塞。因此，開(kāi)始建立第4座熱風(fēng)爐，2018年投入運(yùn)行，風(fēng)溫由1050℃提升至1200℃，后續(xù)仍可提高。在“換爐”過(guò)程中的風(fēng)溫波動(dòng)明顯減小，高爐的燃料比也大幅度降低，煤比升高，經(jīng)濟(jì)效益顯著。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年和2020年，兩高爐的煤比由135kg/t上升至150kg/t左右，焦比335kg/t下降至305kg/t，燃料比由530kg/t改善至510kg/t左右。

為提高高爐噴煤的穩(wěn)定性，對(duì)高爐噴煤罐進(jìn)行改造，改造前如圖2（a）所示。罐體、安裝于罐體頂部的進(jìn)煤管道、大放散管道和小放散管道，進(jìn)煤管道中安裝進(jìn)煤閥，大放散管道中安裝大放散閥、小放散管道中安裝小放散閥；罐體下部?jī)蓚?cè)分別設(shè)有錐部流化閥和出煤閥，底部設(shè)有底部流化閥。

改造后如圖2（b）所示。改進(jìn)之處為：罐體頂部安裝有新小放散管道，新小放散管道下端與罐體頂部連接，上端與大放散管道連接，新小放散管道內(nèi)部安裝有新小放散閥；罐體上安裝有進(jìn)氣管道，進(jìn)氣管道上安裝穩(wěn)壓調(diào)節(jié)閥，穩(wěn)壓調(diào)節(jié)閥與PID控制器連接。安裝新小放散管道和穩(wěn)壓調(diào)節(jié)閥，實(shí)現(xiàn)噴煤罐罐壓的自動(dòng)穩(wěn)定調(diào)節(jié)，大幅提升了噴煤罐罐壓的穩(wěn)定性，保證了噴煤速率的穩(wěn)定，為高爐長(zhǎng)期穩(wěn)定順行創(chuàng)造了條件。在噴煤過(guò)程中，新小放散閥和穩(wěn)壓切斷閥不必頻繁開(kāi)關(guān)，減少閥門(mén)球面的磨損，有效地提高了閥門(mén)的使用壽命，高壓氮?dú)獾南牧恳裁黠@減少。此外，耐磨金屬板可防止發(fā)生因大放散管道磨漏而造成的漏煤情況。

邯鄲鋼鐵集團(tuán)有限公司兩座3200m3高爐原布料矩陣為：

此料制的優(yōu)點(diǎn)是增強(qiáng)中心氣流，抑制邊緣氣流；缺點(diǎn)是高爐的邊緣效應(yīng)偏重，對(duì)外圍變化比較敏感，高爐煤氣利用率不高，經(jīng)常維持在45%~46%之間，高爐燃料比高達(dá)530~535kg/t。為了優(yōu)化布料工藝，邯鄲鋼鐵集團(tuán)有限公司2#高爐嘗試采用去除中心焦，采用大礦批、低料速和平臺(tái)+漏斗的布料模式。首先，將礦石的布料圈數(shù)和焦炭的布料圈數(shù)均從中心向外部偏移，目的是將漏斗深度加深，以此來(lái)開(kāi)放整個(gè)爐料的中心通道。然后，根據(jù)礦石與焦炭安息角的不同，測(cè)算出平臺(tái)的寬度，爐喉的半徑為4.5m，平臺(tái)度為1.5m左右，漏斗深度2m左右，因此高爐的布料矩陣逐步調(diào)整為：

經(jīng)過(guò)4-8個(gè)冶煉周期后，觀察發(fā)現(xiàn)爐身靜壓逐漸平穩(wěn)，邊緣氣流穩(wěn)定發(fā)展，爐況整體朝著穩(wěn)定、向好的方向發(fā)展。此外，爐體水溫差緩慢下降，最終穩(wěn)定到3~4℃之間，高爐煤氣利用率大幅度提升至49%~50%之間，煤比從120kg/t提高至140kg/t以上。

送風(fēng)對(duì)煤氣流的分布有著重要的影響，首先，必須選擇與高爐匹配的入爐風(fēng)量。其次，要確定適宜的實(shí)際風(fēng)速、標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速以及鼓風(fēng)動(dòng)能。邯鋼3200m3高爐共32個(gè)風(fēng)口，風(fēng)口直徑為120mm，風(fēng)口面積為0.3619m2，風(fēng)口面積偏小，爐內(nèi)邊緣氣流不宜發(fā)展，穩(wěn)定性差。因爐況波動(dòng)，煤氣利用率經(jīng)常降至48%以下。為了提高進(jìn)風(fēng)量，保證壓差穩(wěn)定和高爐順行，采取增加風(fēng)口面積的措施：將風(fēng)口直徑增加為130mm，風(fēng)口面積增加至0.4247m2。通過(guò)增加風(fēng)口面積，高爐壓差下降明顯，再逐漸增加風(fēng)量、氧量和噴煤量，可以提高高爐產(chǎn)量，降低燃料比。風(fēng)量由5800m3/min提高至6000m3/min，富氧率由3%提高至4.5%左右，煤比由130kg/t提高至150kg/t。

此外，通過(guò)增加風(fēng)口長(zhǎng)度達(dá)到活躍中心氣流的目的，風(fēng)口長(zhǎng)度增加后，回旋區(qū)向爐缸中心推移，標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速為240~245m/s，實(shí)際風(fēng)速為260~270m/s，鼓風(fēng)動(dòng)能達(dá)到160kJ/s左右。通過(guò)配置部分長(zhǎng)風(fēng)口，不僅使?fàn)t缸狀態(tài)得到改善，而且邊緣氣流也得到合理控制，爐體水溫差由3.5~4℃穩(wěn)定到3℃左右，高爐煤比進(jìn)一步提高。

高爐噴吹煤粉屬于氣固兩項(xiàng)輸送，噴煤罐到混合器之間為濃相輸送，煤粉的“載體”為氮?dú)?；混合器到高爐煤槍為稀相輸送，煤粉的“載體”為氮?dú)夂蛪嚎s空氣，壓縮空氣的使用量占90%以上，可見(jiàn)壓縮空氣的調(diào)節(jié)對(duì)噴煤速率的穩(wěn)定有著重要的意義。

根據(jù)高爐噴煤量的不同，逐漸調(diào)節(jié)壓縮空氣的流量，整體趨勢(shì)為隨著噴煤量的增加，壓縮空氣呈減少趨勢(shì)。具體為：①高爐剛送風(fēng)時(shí)，單系列10t起噴，壓縮空氣流量按1200m3/h設(shè)定；②高爐要煤量20t時(shí)，改雙系列噴煤，每個(gè)系列壓縮空氣流量按1200m3/h設(shè)定；③單系列噴煤量為15t時(shí)，壓縮空氣流量按1000~1100m3/h設(shè)定；④單系列噴煤量為20t時(shí)，壓縮空氣流量按950~1000m3/h設(shè)定；⑤單系列噴煤量為25t時(shí)，壓縮空氣流量按900~950m3/h設(shè)定。以上情況是在沒(méi)有停煤槍情況下的操作，高爐停1桿煤槍按壓縮空氣流量減少20m3/h設(shè)定。

此外，高爐遇有特殊情況，不得不大幅度減風(fēng)、減氧、減煤，甚至停煤，噴煤必須采取“手動(dòng)”操作。首先，將罐壓設(shè)置為“手動(dòng)”調(diào)節(jié)，避免噴煤速率大幅度波動(dòng)。然后，打開(kāi)小放散閥、關(guān)閉錐部流化閥、減小底部流化閥的開(kāi)度，逐步降低罐壓，同時(shí)提高壓縮空氣流量。若高爐停煤，壓縮空氣加至1500m3/h。

噴煤罐的給煤閥、出煤閥、大放散閥、中放散閥、小放散閥、底部流化調(diào)節(jié)閥、錐部流化調(diào)節(jié)閥、穩(wěn)壓調(diào)節(jié)閥均為氣動(dòng)球閥，可以遠(yuǎn)程控制。設(shè)定以下3道連鎖程序：①根據(jù)高爐要煤量的不同，依次設(shè)定底部流化調(diào)節(jié)閥、錐部流化調(diào)節(jié)閥和穩(wěn)壓調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，噴煤量越大，開(kāi)度逐漸增大。②根據(jù)噴煤罐的實(shí)際壓力跟蹤設(shè)定壓力按程序進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)罐壓的實(shí)際值高于設(shè)定值6kPa時(shí)，打開(kāi)小放散閥，進(jìn)行卸壓操作；實(shí)際值等于設(shè)定值后，關(guān)閉小放散閥；當(dāng)罐壓的設(shè)定值高于實(shí)際值6kPa時(shí)，打開(kāi)穩(wěn)壓調(diào)節(jié)閥進(jìn)行補(bǔ)壓，穩(wěn)壓調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度隨著壓力的增長(zhǎng)而減小，實(shí)際值等于設(shè)定值后，穩(wěn)壓調(diào)節(jié)閥開(kāi)度降低為零。③增加報(bào)警程序，給煤閥、出煤閥沒(méi)有正常打開(kāi)會(huì)造成高爐停煤，放散閥打不開(kāi)會(huì)造成罐壓升高，影響噴煤速率穩(wěn)定性，因此，以上閥門(mén)均增加報(bào)警程序，5s打不開(kāi)報(bào)警，通過(guò)手動(dòng)干預(yù)可以保證高爐正常噴煤。正常生產(chǎn)時(shí)，高爐熱風(fēng)的壓力控制為390kPa左右，給煤閥設(shè)定連鎖程序，罐壓低于400kPa時(shí)，閥門(mén)不能打開(kāi)，即可防止熱風(fēng)倒流燒壞煤槍，避免事故發(fā)生。

通過(guò)對(duì)邯鋼3200m3高爐進(jìn)行設(shè)備改造和優(yōu)化工藝操作，高爐布料精度有了較大提高，送風(fēng)量可以維持在6000m3/min左右，富氧量保持在15000~18000m3/h之間，頂壓提高至230kPa，高爐噴煤的穩(wěn)定率達(dá)到99.5%以上，高爐煤比達(dá)到了150kg/t左右，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。