摘 要  萊蕪分公司煉鐵廠在高爐渣中鋁達(dá)到15.38%的高鋁狀態(tài)下，通過優(yōu)化高爐關(guān)鍵工藝參數(shù)，建立原燃料差錯(cuò)考核體系、燒結(jié)配料模型分析體系、“隨機(jī)代碼”抽檢評(píng)價(jià)體系的措施，各高爐實(shí)現(xiàn)了長期穩(wěn)定順行，取得了較好的技術(shù)指標(biāo)。鐵水Si含量0.45%降至0.39%，燃料比由541kg/t降至528kg/t。

關(guān)鍵詞  高爐  渣中鋁  低硅冶煉  

1  前言

為了進(jìn)一步降低生鐵成本，2013年起蕪分公司煉鐵廠在燒結(jié)混勻料中大比例配加高鋁經(jīng)濟(jì)料—塞礦。高爐配加高鋁原料使?fàn)t渣中的Al2O3含量由之前的14%左右升高至15%以上，高Al2O3爐渣難以熔化，粘度增大，流動(dòng)性變差，會(huì)給高爐生產(chǎn)帶來一系列負(fù)面影響：其一，高Al2O3爐渣的初渣堵塞爐料間的空隙，使料柱透氣性變差，增加煤氣通過時(shí)的阻力。同時(shí)，該爐渣在高爐內(nèi)易在爐腹部位的爐墻結(jié)成爐瘤，引起爐料下降不順，形成崩料、懸料，破壞冶煉進(jìn)程。其二，由于高Al2O3爐渣過于粘稠，其終渣流動(dòng)性差，不利于脫硫反應(yīng)的擴(kuò)散作用，使脫硫效果變差。一般當(dāng)Al2O3大于18％時(shí)，爐渣的脫硫能力大大降低。其三，高Al2O3爐渣終渣流動(dòng)性差，容易堵塞爐缸，不宜從爐缸中流出，使?fàn)t缸體積減小，造成高爐操作上的困難。嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起風(fēng)口的大量燒壞。其四，高爐爐渣中Al2O3含量在10％～15％時(shí)，有利于提高爐渣的穩(wěn)定性，但當(dāng)Al2O3含量繼續(xù)升高時(shí)，爐渣的穩(wěn)定性變差。爐溫不足時(shí)，其流動(dòng)性急劇變差，不僅會(huì)導(dǎo)致爐況惡化，而且會(huì)使渣鐵排放困難，引起爐缸溫度不足的渣鐵堆積。

萊蕪分公司煉鐵廠在采取了降低綜合入爐品位、提高渣比，并相應(yīng)提高爐溫改善渣鐵流動(dòng)性的措施后，爐況雖然保持了長期的穩(wěn)定順行，但鐵水Si含量及燃料比指標(biāo)與行業(yè)先進(jìn)水平存在較大的差距。

為了進(jìn)一步降低高鋁狀態(tài)下的鐵水Si含量及燃料比指標(biāo)，2017年采取了優(yōu)化高爐關(guān)鍵工藝參數(shù)，建立原燃料差錯(cuò)考核體系、燒結(jié)配料模型大數(shù)據(jù)分析體系、“隨機(jī)代碼”抽檢評(píng)價(jià)體系等措施，實(shí)現(xiàn)了高爐在高鋁狀態(tài)下的低硅冶煉，鐵水Si含量由2016年的0.45%降至0.39%，燃料比由541kg/t降至528kg/t，具有較好的推廣價(jià)值。

2  原因分析

2.1 高鋁狀態(tài)下進(jìn)行低硅冶煉對(duì)入爐焦炭質(zhì)量的要求

入爐焦炭的灰分、S含量、冷態(tài)及熱態(tài)指標(biāo)對(duì)高爐高鋁狀態(tài)下的低硅冶煉的成敗至關(guān)重要。首先，在高爐冶煉過程中，焦炭灰分中的二氧化硅是高爐鐵水硅的最主要的來源，控制焦炭中的灰分是進(jìn)行低硅冶煉的必要條件；其二，由于高Al2O3爐渣過于粘稠，其終渣流動(dòng)性差，不利于脫硫反應(yīng)的擴(kuò)散作用，使?fàn)t渣脫硫效果變差，降低焦炭中的S含量有利于在低硅條件下保證生鐵質(zhì)量；第三，高爐在配加高鋁原料的情況下，一般采取降低綜合入爐品位、提高渣比的措施使渣中鋁保持在16.5%以下，較高的渣比使高爐更容易出現(xiàn)憋風(fēng)、憋渣的現(xiàn)象，因此，高爐需要冷、熱態(tài)指標(biāo)更好的焦炭改善料柱透氣性；第四，提高焦炭的熱強(qiáng)度，能夠加強(qiáng)焦炭本身對(duì)灰分中二氧化硅束縛能力，降低灰分中二氧化硅的自由度，降低鐵水中的Si含量。

2.2 高鋁狀態(tài)下進(jìn)行低硅冶煉對(duì)入爐原料的質(zhì)量的要求

高爐在高鋁狀態(tài)下進(jìn)行低硅冶煉，對(duì)入爐原料的質(zhì)量提出了更高的要求。一般情況下，高爐在高鋁狀態(tài)下冶煉更容易出現(xiàn)憋風(fēng)、憋渣的現(xiàn)象，需要更少的入爐粉末以改善料柱透氣性。燒結(jié)礦堿金屬含量的控制也尤為重要，實(shí)驗(yàn)表明，在900℃下，堿含量越高，還原試驗(yàn)后粉化越嚴(yán)重，當(dāng)堿含量增加到一定值，在高爐內(nèi)的中上部就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的粉化，使料柱透氣性變差；鋅在爐內(nèi)的循環(huán)對(duì)熱量產(chǎn)生了不利的轉(zhuǎn)移，造成爐內(nèi)熱量從高溫區(qū)轉(zhuǎn)移到低溫區(qū)，引起爐渣黏度升高，不利于順行。

2.3  煤比指標(biāo)

隨著煤比的提高，入爐焦比逐步降低，每批爐料裝入的焦炭量相應(yīng)減少，隨之焦炭帶人爐內(nèi)的灰分也相應(yīng)減少，雖然煤粉中也帶人爐內(nèi)一定數(shù)量的灰分，但是通過生產(chǎn)實(shí)踐分析認(rèn)為其灰分中的大部分SiO2首先與渣液中堿性氧化物反應(yīng)，生成較為穩(wěn)定的爐渣。因此，煤比的提升有利于高爐進(jìn)行低硅冶煉。在高鋁狀態(tài)下，由于高Al2O3爐渣過于粘稠，其終渣流動(dòng)性差，不利于脫硫反應(yīng)的擴(kuò)散作用，使脫硫效果變差。在高鋁高煤比的狀態(tài)下，為了保證鐵水質(zhì)量，需要盡可能的降低煤粉中的S含量。

2.4 造渣制度

對(duì)于高鋁爐渣來說,在爐渣CaO/SiO2為1.05左右和MgO含量為10%左右的前提條件下,爐渣中Al2O3含量的增加,將導(dǎo)致爐渣粘度和熔化性溫度明顯上升。爐渣中的Al2O3含量提高后，爐渣中的AlO33- 離子團(tuán)數(shù)量有所增加,同時(shí)爐渣中高熔點(diǎn)的復(fù)雜化合物也比較容易形成, 如尖晶石(MgO?Al2O3 ,熔點(diǎn)為2135℃) 和鋁酸一鈣(CaO?Al2O3，熔點(diǎn)為1600℃) ,爐渣的熔點(diǎn)提高而內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)復(fù)雜化,從而使?fàn)t渣的粘度和熔化性溫度都有所提高。造成爐況難行，這就必須提高爐溫，不利于高爐進(jìn)行低硅冶煉。因此爐渣中Al2O3的含量不能太高，要控制在合理范圍內(nèi)，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，爐渣中的Al2O3含量控制在14%-16.5%時(shí)，高爐能夠長期穩(wěn)定順行。

理論表明：隨著爐渣中MgO含量的增加,爐渣粘度下降,流動(dòng)性得到改善。這是因?yàn)樵黾釉蠱gO含量的比率,可以帶入較多的O2-離子,因而減少了AlO2-陰離子團(tuán)的聚合度,破壞了它們的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),形成了簡單的單、雙四面體結(jié)構(gòu);同時(shí)還能與Al2O3、SiO2、硅酸鹽反應(yīng)生成一系列低熔點(diǎn)物質(zhì),并能使復(fù)合陰離子解體,使粘度有一定下降, 特別是渣中Al2O3含量比較高時(shí)適當(dāng)提高M(jìn)gO含量,有利改善爐渣的流動(dòng)性。另外，爐渣中MgO含量的增加,使得含有氧化鎂的礦物,鈣鎂橄欖石、鎂方柱石和鎂薔薇輝石增加,當(dāng)Al2O3含量為14%、MgO含量為11%左右時(shí),爐渣成分處于黃長石、鎂薔薇輝石和鈣鎂橄欖石區(qū)域。黃長石區(qū)域中,爐渣的熔化性流動(dòng)性和穩(wěn)定性都比較良好,所以高爐渣成分應(yīng)盡可能選在黃長石區(qū)域內(nèi)。因此在高鋁狀態(tài)下，提高M(jìn)gO含量有利于降低爐渣的熔化性溫度和粘度，同樣有利于高爐進(jìn)行低硅冶煉。

2.5  煤氣利用率指標(biāo)

在高鋁狀態(tài)下，脫硫反應(yīng)的擴(kuò)散作用變差，因此需要更好的熱量以保證脫硫效果。提高煤氣利用率一方面可以改善鐵水熱量，為鐵的還原及爐渣的脫硫提供足夠的溫度條件；另一方面可以降低高爐綜合燃料比，減少因燃料灰分帶人爐內(nèi)的SiO2，降低鐵水硅含量。因此，改善煤氣利用率有利于高爐在高鋁狀態(tài)下進(jìn)行低硅冶煉。

2.6  爐頂壓力

高頂壓操作是高爐進(jìn)行低硅冶煉的重要調(diào)劑手段之一。在高鋁狀態(tài)下，要降低鐵水含硅量更需要進(jìn)行高頂壓操作，高Al2O3爐渣的初渣堵塞爐料間的空隙，使料柱透氣性變差，增加煤氣通過時(shí)的阻力。高頂壓操作降低了全壓差，使?fàn)t料下降的阻力減小，有利于改善爐內(nèi)透氣性；高頂壓操作增加了煤氣在爐內(nèi)停留時(shí)間，改善煤氣流分布，提高煤氣利用率，有利于提高鐵水熱量，改善高鋁爐渣的脫硫效果；高頂壓操作可以抑制SiO2＋C＝SiO氣↑＋CO反應(yīng)的發(fā)展，減少SiO氣體的產(chǎn)生，降低硅（Si）的還原率；高頂壓操作同樣可以縮短高爐的冶煉進(jìn)程，降低SiO2在爐內(nèi)的滯留時(shí)間。因此，采用高頂壓操作有利于高爐在高鋁狀態(tài)下進(jìn)行低硅冶煉。

2.7  無計(jì)劃休風(fēng)對(duì)高鋁狀態(tài)下的低硅冶煉的影響

高爐爐況順行是所有指標(biāo)的基礎(chǔ)。無論是在高鋁狀態(tài)還是其他狀態(tài)下，都要盡可能的避免無計(jì)劃休風(fēng)。高爐的生產(chǎn)是連續(xù)進(jìn)行的，爐況的調(diào)劑存在一定的滯后性，無計(jì)劃休風(fēng)打亂了前期的調(diào)劑方針，長時(shí)間的無計(jì)劃休風(fēng)在復(fù)風(fēng)時(shí)如果處理不當(dāng)還會(huì)引起爐缸凍結(jié)等惡性事故，處理事故的過程往往是漫長而艱辛的，在此過程中低硅冶煉及其他各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)更是無從談起。

3  主要措施

3.1  改善入爐焦炭質(zhì)量

為了改善入爐焦炭的灰分、S含量、冷態(tài)及熱態(tài)指標(biāo)，分公司煉鐵廠依據(jù)公司印發(fā)的《大綱》內(nèi)容，建立原燃料差錯(cuò)考核體系，修訂了關(guān)于焦炭質(zhì)量的考核標(biāo)準(zhǔn)。

配合新的考核標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)焦炭的熱態(tài)強(qiáng)度指標(biāo)檢驗(yàn)頻次做了相應(yīng)的優(yōu)化，增加1#、2#焦?fàn)t、3#、4#焦?fàn)t焦炭的熱態(tài)強(qiáng)度指標(biāo)檢驗(yàn)頻次，實(shí)行每天檢驗(yàn)，每天出檢驗(yàn)結(jié)果，有效指導(dǎo)高爐生產(chǎn)。

加大了對(duì)焦炭質(zhì)量檢驗(yàn)的力度，在督察流程上也進(jìn)行了優(yōu)化。之前的流程為廠內(nèi)督察—匯報(bào)公司生產(chǎn)管理部門—公司生產(chǎn)管理部門與焦化廠溝通解決，新的流程為公司生產(chǎn)管理部門與廠內(nèi)質(zhì)檢部門、督察部門等聯(lián)合督察，出現(xiàn)不符合項(xiàng)，直接要求焦化廠改善焦炭質(zhì)量。

通過增加焦炭的檢驗(yàn)頻次、優(yōu)化考核制度及督察流程，加強(qiáng)了督察力度，提高了督察效率，焦炭的各項(xiàng)指標(biāo)有了不同程度的改善。

焦炭的熱態(tài)指標(biāo)有了明顯的改善，2016年1#2#焦?fàn)tCRI為27.41%，CSR為64.02%，2017年CRI降低至26.75%，CSR提高至64.96% ；2016年3#4#焦?fàn)tCSR為63.16%，2017年CSR提高至64.32% 。焦炭的冷態(tài)指標(biāo)M10雖然有所升高，但都符合《大綱》要求的M10≤6.9%。    

從自產(chǎn)焦差錯(cuò)統(tǒng)計(jì)情況來看，2017年焦炭CSR差錯(cuò)折算平均數(shù)比2016年降低了89%，灰分降低了30%，硫分降低了162%，焦炭熱態(tài)指標(biāo)的改善，灰分、硫含量的降低有利于高爐在高鋁狀態(tài)下進(jìn)行低硅冶煉。

3.2 優(yōu)化入爐原料質(zhì)量

3.2.1 穩(wěn)定入爐燒結(jié)礦質(zhì)量

3.2.1.1 提高燒結(jié)配料的計(jì)劃性

為提高原料采購數(shù)量的準(zhǔn)確性，確保燒結(jié)配料庫存充足，避免因非計(jì)劃配比調(diào)整影響燒結(jié)礦質(zhì)量，實(shí)施了以下措施：

（1）定期召開礦料平衡會(huì)議，對(duì)當(dāng)前礦料需求預(yù)知預(yù)判，為原料采購部門提供礦料采購策略。

（2）進(jìn)一步細(xì)化礦料庫存信息，為生產(chǎn)管理部門及采購部門提供持續(xù)動(dòng)態(tài)化庫存信息，為采購計(jì)劃的制定提供可靠的數(shù)據(jù)保障。

（3）每月中旬根據(jù)已有數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)全月各種礦料配比，為采購部門提供參考。

（4）周日統(tǒng)計(jì)本周各種進(jìn)廠物料的現(xiàn)有庫存，依據(jù)優(yōu)化大綱差錯(cuò)考核標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行差錯(cuò)統(tǒng)計(jì)，并由公司主管生產(chǎn)部門進(jìn)行考核。

3.2.1.2 優(yōu)化燒結(jié)配料模塊，建立燒結(jié)配料模型分析體系

（1）針對(duì)燒結(jié)配礦結(jié)構(gòu)做出重要優(yōu)化。形成并固化以澳礦比例、巴西礦比例、褐鐵礦比例、細(xì)粉比例、渣中鋁比例五大要素為主，同時(shí)兼顧燒結(jié)煙氣SO2濃度、鐵水P含量的配礦模型。

優(yōu)化混勻料配比調(diào)整方式，實(shí)行“以穩(wěn)為首、逐步調(diào)節(jié)”的策略，當(dāng)計(jì)劃停配某種現(xiàn)用比例較大的礦料或者大幅調(diào)整燒結(jié)礦成分時(shí)，提前3－4堆料開始漸進(jìn)式調(diào)整，杜絕“大起大落、一次到位”的調(diào)整方式，給高爐充足的時(shí)間適應(yīng)新的配礦結(jié)構(gòu)。

燒結(jié)礦成分預(yù)測(cè)方面，考慮了燒結(jié)礦堿度、MgO實(shí)際檢驗(yàn)與預(yù)期的差值對(duì)TFe的影響，使燒結(jié)礦TFe預(yù)測(cè)精度有了較大提高；另外，對(duì)燒結(jié)礦SiO2修正值對(duì)應(yīng)的熔劑配比進(jìn)行了反推，使熔劑的理論計(jì)算配加比例更加接近實(shí)際配加比例，能更好地指導(dǎo)生產(chǎn)調(diào)節(jié)。

（2）建立燒結(jié)配料模型分析體系。體系內(nèi)容包括統(tǒng)計(jì)每一堆混勻料的實(shí)際配比情況、對(duì)應(yīng)本堆燒結(jié)礦的產(chǎn)質(zhì)量情況、高爐使用本堆燒結(jié)礦時(shí)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)情況、高爐生產(chǎn)中出現(xiàn)的影響產(chǎn)量的因素等，該體系能夠直觀的反映每堆混勻料的使用效果，根據(jù)數(shù)據(jù)客觀地對(duì)混勻料配礦結(jié)構(gòu)做出系統(tǒng)評(píng)價(jià)，對(duì)燒結(jié)配料提供更好的指導(dǎo)。

3.2.1.3  建立“隨機(jī)代碼”抽檢評(píng)價(jià)體系

體系中最重要的環(huán)節(jié)為原料大堆抽檢取樣。督察人員每周對(duì)兩區(qū)原料一次料場的原料進(jìn)行抽查取樣，并拍照留存。樣品從原料場大堆多點(diǎn)取樣混勻，對(duì)取出的樣品進(jìn)行隨機(jī)編號(hào)“11、12、13、14……”送質(zhì)檢化驗(yàn)，化驗(yàn)結(jié)果公布后再對(duì)應(yīng)附上礦料名稱，每次抽檢結(jié)束后根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果對(duì)本次抽查礦料進(jìn)行評(píng)價(jià)。大堆抽檢取樣的督察方式，能夠?qū)?yàn)部門的化驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行核對(duì)，防止化驗(yàn)成分出現(xiàn)大的偏差。

通過對(duì)礦粉督察方式的優(yōu)化，使原料的有害元素得到了有效控制。2017年國內(nèi)粗粉系列K2O+ Na2O含量最大值為0.2532，PbO含量最大值為0.0270，ZnO含量最大值為0.0945，As含量最大值為0.0538；燒結(jié)精粉系列K2O+ Na2O含量最大值為0.1811，PbO含量最大值為0.0270，ZnO含量最大值為0.0495，As含量最大值為0.0204。燒結(jié)礦的有害元素全部達(dá)標(biāo)，避免了高爐出現(xiàn)堿負(fù)荷失控進(jìn)而影響整個(gè)體系的穩(wěn)定。

通過以上各項(xiàng)改善措施，燒結(jié)礦質(zhì)量有了明顯的改善，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)合格率達(dá)到99.7%，篩分指數(shù)差錯(cuò)考核情況

2017年老區(qū)燒結(jié)礦篩分指數(shù)的差錯(cuò)比2016年降低了167%，二區(qū)降低了81%。轉(zhuǎn)鼓指數(shù)及篩分指數(shù)的改善，有利于降低燒結(jié)礦粉末，為高爐高鋁低硅冶煉提供了有利條件。

3.2.2 對(duì)原料場塊礦篩進(jìn)行改造，提升入爐塊礦質(zhì)量

2016年高爐配加塊礦比例為16%，為進(jìn)一步降低生鐵成本，2017年塊礦配加比例要繼續(xù)提升。隨著塊礦比例的提升，高爐對(duì)入爐塊礦質(zhì)量的要求也越來越高。因此，2017年對(duì)二區(qū)原料塊礦篩分系統(tǒng)進(jìn)行了改造。將之前的一條等厚橢圓振動(dòng)篩工藝線改造為大傾角棒條篩，提高了篩分效率，過篩塊礦的粉末明顯減少。入爐塊礦質(zhì)量的改善為高爐爐況的長期穩(wěn)定順行奠定了基礎(chǔ)。

3.3 優(yōu)化煤比指標(biāo)

3.3.1 穩(wěn)定入爐煤粉的質(zhì)量

每月召開專題會(huì)，研究煤粉使用問題。定期測(cè)量煤種發(fā)熱值，送樣到技術(shù)中心、焦化廠檢驗(yàn)煤種粘結(jié)性指數(shù)、膠質(zhì)層厚度和可磨性指數(shù)等技術(shù)指標(biāo)，并結(jié)合日常使用情況，全面掌握各種煤種性價(jià)比，根據(jù)性價(jià)比不斷優(yōu)化煤種配比。

地方汽運(yùn)煤取樣方式由人工取樣全部改為自動(dòng)取樣，并對(duì)取樣深度、取樣點(diǎn)等進(jìn)行優(yōu)化，提高取樣代表性；增加人工大堆抽查頻次，保證了汽運(yùn)煤質(zhì)量的穩(wěn)定。

2017年入爐煤粉的灰分、S含量指標(biāo)較2016年降低，固定碳略有升高。入爐煤粉質(zhì)量的穩(wěn)定有利于高爐煤比的提升，也有利于在高鋁狀態(tài)下進(jìn)行低硅冶煉。

3.3.2  優(yōu)化關(guān)鍵操作參數(shù)

高爐煤比提升后，爐內(nèi)冶煉進(jìn)程發(fā)生了一系列變化。高爐爐缸熱制度方面，風(fēng)口前理論燃燒溫度下降；煤粉熱滯后作用延長；煤氣流分布上，隨著煤比上升，煤氣發(fā)生量增加，煤氣流發(fā)生再分布；焦窗減小，煤氣阻損加大；煤粉利用方面，煤粉燃燒率下降，煤粉置換比降低。針對(duì)這些變化，采取了以下改善措施。

3.3.2.1  優(yōu)化熱制度，提升風(fēng)溫、提高富氧

2017年高爐平均風(fēng)溫由1140℃提升至1159℃，平均富氧由2667m3/h提升至4020 m3/h。風(fēng)溫和富氧的提升，為煤比的提升奠定了良好的基礎(chǔ)。

3.3.2.2  優(yōu)化布料制度，使用“大礦批、大礦角”布料

很多的模型實(shí)驗(yàn)及高爐解剖已經(jīng)表明，高爐內(nèi)部的爐料在到達(dá)風(fēng)口軟熔帶之前，一直保持著爐喉的布料狀態(tài)，具有明顯的層次。而礦石層與焦炭層的透氣性指數(shù)有明顯區(qū)別，焦炭多的地方，煤氣流易發(fā)展，焦炭少的地方，煤氣流難發(fā)展。礦石與焦層的厚度比的改變，明顯改變了煤氣流的發(fā)展，而礦批的大小直接影響了煤氣流的分布，煤氣流的分布又影響著煤氣的利用率。隨著煤比的增加，料柱透氣性變差，中心氣流變?nèi)?，邊緣氣流增?qiáng)，采用大料批裝料有利于壓制邊緣氣流。在大煤比時(shí)，由于礦焦比的大幅提高，爐內(nèi)焦窗變薄，不利于氣流通過。采用大料批能確保焦窗厚度，提高爐料透氣性，穩(wěn)定氣流，優(yōu)化爐內(nèi)氣流的二次分布，改善煤氣利用率，從而達(dá)到降低燃料消耗，節(jié)約成本的目的。

大礦角布料使礦石環(huán)帶整體外移，即在ɑ（最大礦）外移的同時(shí)，ɑ 最小礦也隨之外移。為了保持一定的邊緣通路，最大礦角的礦石初始落點(diǎn)，距爐墻大約0.5m。同時(shí)為了降低爐喉礦石層的厚度,改善料柱透氣性，礦角差根據(jù)各高爐實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。優(yōu)化布料制度后，高爐的中心溫度有所提升，料柱透氣性也有所改善，對(duì)煤比的提升創(chuàng)造了有利條件。

3.3.3  提高煤粉利用率

結(jié)合煤粉的品種及發(fā)熱量、設(shè)備的制粉能力及制粉成本及高爐的實(shí)際使用情況，將噴吹煤粉的-200目指標(biāo)及高爐煤槍的直徑納入工藝考核范圍，由督察部門定期抽查，相關(guān)單位嚴(yán)格執(zhí)行。

通過以上措施，在保證高爐爐況穩(wěn)定順行的前提下，各高爐的煤比指標(biāo)有了明顯的提升，平均煤比由2016年的145kg/t提高到2017年的151kg/t。

3.4  高鋁狀態(tài)下的造渣制度的優(yōu)化

爐渣中的鋁主要來自燒結(jié)配礦原料中的塞礦，因此要想將爐渣中的Al2O3含量控制在14%-16.5%，就要從源頭開始對(duì)塞礦的配比進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。2017年的燒結(jié)混勻料配礦計(jì)算中引入了對(duì)高爐渣中鋁的計(jì)算，針對(duì)每堆混勻料燒成燒結(jié)礦進(jìn)入高爐形成爐渣后的鋁含量系統(tǒng)的進(jìn)行預(yù)測(cè)，配礦要求預(yù)測(cè)渣中鋁低于16.5%，有效的從源頭上控制了高爐的爐渣鋁含量。

為了獲得合適的爐渣粘度等冶金性能，采取了增加渣量保證高鋁渣MgO/Al2O3達(dá)到在0.5以上的措施。然而過度增加渣量會(huì)導(dǎo)致燃耗的增加，不利于高爐的低硅冶煉，因此渣量的多少要結(jié)合高爐的實(shí)際情況綜合考慮。爐渣中的MgO含量主要以燒結(jié)生產(chǎn)中配加白云石為調(diào)劑手段，必要的時(shí)候在高爐爐料中配加蛇紋石為進(jìn)行調(diào)劑。通過對(duì)入爐MgO和Al2O3成分的控制，2017年平均渣中鎂鋁比為0.51，達(dá)到了控制要求。

由高爐渣四元相圖分析可知，爐渣中的Al2O3高時(shí)，其熔化性溫度及粘度會(huì)升高，適當(dāng)提高二元堿度，可以改善熔化性溫度，降低高溫區(qū)粘度。2017年通過長期實(shí)踐，對(duì)于Al2O3含量在15.5%以上的高鋁爐渣，R2控制在1.15-1.20，MgO/Al2O3控制在0.5以上，能夠滿足高爐冶煉需求，以此渣系進(jìn)行高爐生產(chǎn)，可以使高爐獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

3.5  提高煤氣利用率

通過調(diào)整上部布料制度和下部送風(fēng)制度來改善煤氣利用率。上部堅(jiān)持使用“大礦批、大礦角”布料，確保焦窗厚度，提高爐料透氣性，穩(wěn)定氣流，優(yōu)化爐內(nèi)氣流的二次分布，改善煤氣利用率。下部采取縮小進(jìn)風(fēng)面積，適當(dāng)加長風(fēng)口長度的措施，保持較高的風(fēng)速和理論燃燒溫度，在風(fēng)口前形成較長的循環(huán)區(qū)，使煤氣的初始分布向中心延伸，減少中心死料柱，改善爐缸中心的透氣性和透液性,形成“下活，上穩(wěn)”的冶煉環(huán)境。通過以上措施的實(shí)施，高爐的煤氣利用率有了明顯的提升。

2017年的平均煤氣利用率明顯好于2016年，煤氣利用率的升高，降低了高爐的熱量損耗，為高爐高鋁低硅冶煉提供足夠的溫度條件。

3.6  提高爐頂壓力

（1）根據(jù)以往高爐頂壓條件下（170-180kPa)的設(shè)備運(yùn)行情況，對(duì)高爐系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備和自動(dòng)化程序進(jìn)行了檢驗(yàn)、調(diào)整，并制定了日常點(diǎn)檢維護(hù)方案，確保高爐提頂壓操作順利進(jìn)行。

（2）對(duì)高爐提高頂壓過程中可能遇到的問題和突發(fā)情況制定了應(yīng)急預(yù)案，并由專人值守，處理突發(fā)情況。

（3）改善噴吹煤粉-200目指標(biāo)，提高煤焦置換比和燃燒率。

（4）根據(jù)季節(jié)特點(diǎn)調(diào)整了原燃料存放方案，減少混料對(duì)高爐的影響。

（5）優(yōu)化布料制度，使用“大礦批、大礦角”布料。

以上措施為高爐提升爐頂壓力創(chuàng)造了有利條件，2017年高爐爐頂壓力較2016年有了一定程度的提高。高頂壓降低了高爐內(nèi)煤氣流速，改善了煤氣流分布，提高煤氣利用率，降低焦比，減少了焦炭灰分的入爐量，有利于高爐在高鋁狀態(tài)下進(jìn)行低硅冶煉。

3.7  使用新的主溝溝壁侵蝕厚度測(cè)量方法，杜絕主溝漏鐵事故，減少無計(jì)劃休風(fēng)次數(shù)。

高爐爐前主溝需要隨時(shí)測(cè)量溝內(nèi)最大耐材損耗處水平內(nèi)徑尺寸（監(jiān)測(cè)主溝溝壁侵蝕厚度），一旦發(fā)現(xiàn)主溝損耗超標(biāo)，就需要盡快進(jìn)行澆筑處理，否則極易發(fā)生漏鐵、跑鐵類重大安全事故。

針對(duì)如何安全準(zhǔn)確的測(cè)量高爐主溝溝壁侵蝕厚度，采取了新的測(cè)量方法（此方法已獲得了國家實(shí)用新型專利，授權(quán)公告號(hào)：CN 204924128 U），通過日常對(duì)主溝的維護(hù)，結(jié)合使用新的主溝溝壁侵蝕厚度測(cè)量方法，徹底杜絕了主溝漏鐵事故，消除了安全隱患，減少了高爐的無計(jì)劃休風(fēng)次數(shù)，為高爐指標(biāo)的提升提供了保障。

4  效果

通過實(shí)施以上各項(xiàng)改善措施，2017年各高爐爐況保持了長期穩(wěn)定順行。鐵水質(zhì)量有所改善， S含量平均值為0.027%；鐵水硅含量較2016年明顯降低，燃料比指標(biāo)達(dá)到了較好的水平，具體如表11所示：

表11可以看出，2017年在渣中Al2O3含量達(dá)到15.38%的高鋁狀態(tài)下，高爐鐵水Si含量由0.45%降至0.39%，燃料比由541kg/t降至528kg/t。高爐在高鋁狀態(tài)下達(dá)到了較好的燃料比指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了在高鋁狀態(tài)下降低鐵水Si含量的目標(biāo)。

5  結(jié)論

實(shí)踐表明，中小型高爐在高鋁狀態(tài)下，采取改善原燃料質(zhì)量、提高煤比、優(yōu)化造渣制度、提高煤氣利用率、提高爐頂壓力、減少無計(jì)劃休風(fēng)次數(shù)等措施，能夠?qū)崿F(xiàn)在高鋁狀態(tài)下降低鐵水Si含量的目標(biāo)，同時(shí)也可以降低高爐的燃料比指標(biāo)。2017年高爐渣中鋁平均值為15.38%，鐵水Si含量由2016年的0.45%降至0.39%，燃料比由541kg/t降至528kg/t，高爐在高鋁狀態(tài)下取得了較好的技術(shù)指標(biāo)。