摘  要  近年來，萊鋼3200m3高爐通過優(yōu)化操作制度，如大礦批應用、高煤比噴吹、高壓操作及低硅冶煉等，采取加強爐芯監(jiān)測、平穩(wěn)過渡外界原燃料條件變化等爐內管控措施，在低品位條件下保持了爐況的長期穩(wěn)定順行，取得較低燃料消耗，實現(xiàn)了經(jīng)濟成本冶煉。

關鍵詞  高爐  低成本冶煉

Operation Practice to Reduce the Cost of Pig Iron of 3 200 m3 Blast Furnace of Laiwu Steel

Gong wenlei

(The Yinshan Steel Ironmaking Plant of Laiwu Iron and steel Group Corporation)

Abstract: Laiwu steel 3 200 m3 blast furnace is taken seriously in the grim situation of iron and steel by strengthening the furnace in operation such as large ore batch application, high voltage and low silicon smel-ting, and operating means. By strengthening technology management such as strengthening the monitoring of the stove core, maintaining uniformity and activity of hearth; strengthening control mode smooth transition outside raw and fuel mate-rial change to further enhance the coal ratio, reducing fuel ratio, pig iron cost decreases, and the pig iron of low cost scien-tific economic smelting.

Key words: blast furnace, decreasing fuel ratio

1  前言

萊鋼銀山公司型鋼煉鐵廠3200 m3高爐2010年3月16日投入生產(chǎn)。高爐設有 4 個鐵口，36 個風口，采用了PW 爐頂技術、旋風除塵器、INBA 渣處理、全干法除塵、銅冷卻壁、克萊德噴吹等十幾項煉鐵新技術、新工藝。2014年以來，隨著國內鋼鐵行業(yè)的日趨激烈的市場競爭，高爐配礦品種繁雜，品位不斷下降，其中綜合品位最低降至 54.57%，平均55.7%；渣比最高上升到 470kg/t，對高爐操作帶來極大的困難。

3200m3高爐通過通過優(yōu)化操作制度，如大礦批應用、高煤比噴吹、高壓操作及低硅冶煉等，采取加強爐芯監(jiān)測、平穩(wěn)過渡外界原燃料條件變化等爐內管控措施，在入爐原燃料品質大幅度降低的條件下，高爐長期保持了穩(wěn)定順行，實現(xiàn)了利用系數(shù)2.70t/(m3.d)，焦比330kg/t，煤比175kg/t，燃料比505±3kg/t的經(jīng)濟冶煉效果。

2  低成本冶煉關鍵技術

2.1  原燃料入爐管理

爐料結構對高爐控制成本具有關鍵作用，經(jīng)過對各礦種的性價比衡量，現(xiàn)階段3200m3高爐執(zhí)行75%燒結礦+5%球團礦+20%生礦的爐料比例。增大生礦比例，要求高爐首先要嚴格控制入爐篩分管理，減少粉末入爐。對此采取的措施：①要求各礦石倉嚴格執(zhí)行半倉打料，避免空倉或低倉位；②單、雙層篩組合使用，加大篩分效果，減少粉礦入爐。根據(jù)燒結礦的生產(chǎn)工藝，燒結礦大粒度料多在料流的中前部，小粒度料多集中在中后部，因此我們將G1、G2皮帶的中前部燒結料倉（1#～7#）選擇雙層振篩，中間5號倉由于配加落地料或者備倉料，篩子改為單層篩后部燒結料倉（8#～10#）選擇單層振篩；③粉末多的料種盡可能打入中間倉位，以減少粉礦對邊緣和中心氣流的不利影響；④為了消除球團礦在爐內向中心滾動對中心氣流的影響，在下料順序選擇上，球團后必須追加燒結礦倉以阻止球團的滾動，保證球團礦的平鋪比例＞60%，以穩(wěn)定中心氣流。

2.2  布料精準控制

生礦比例增大后，由于熱爆性能和球團礦相似，一般在中溫區(qū)產(chǎn)生大量的粉末，軟融滴落性能嚴重變差，最終嚴重影響透氣性和煤氣流的分布[1]。因此通過布料控制好煤氣流分布是高爐穩(wěn)定順行的基礎。

3200m3高爐采用“錯檔”布料。布料矩陣除最外檔和最內檔外，中間各檔礦和焦的布料圈數(shù)保持一致，這樣礦焦分布比較均勻，有利于軟熔帶“焦窗”的透氣性。同時將第6檔位的1礦石角度比第 6檔位的焦炭角度大0.5°、第5檔位的礦石角度比第5檔位的焦炭角度大1°，中心加焦量控制在 15%～25%。通過焦炭錯擋位調整后，焦炭擋住了向中心隨機滾動的礦石，中心氣流的穩(wěn)定性增強。二是采用大礦批操作，礦批保持在105～115 t，通過擴大礦批，保證了焦窗有足夠的厚度，使氣流穿越礦層時，能夠發(fā)揮“整流”作用，保證氣流分布合理，提高煤氣利用率。

2.3  高頂壓操作

高頂壓操作能提高高爐透氣性，增加鼓風量，提高冶煉強度，促進高爐順行，從而增加產(chǎn)量，降低焦比。在低品位冶煉條件下，由于軟熔帶中的初渣數(shù)量及滴落帶中的中間渣數(shù)量激增，下部壓差升高，提高頂壓后能降低壓差，有利于順行。但爐頂壓力絕非越高越好，除了設備因素外，過高的爐頂壓力將造成風壓的上升，最終造成風速、動能下降，影響爐缸工作。萊鋼3200m3高爐經(jīng)過長時間摸索，確定了頂壓與風量的匹配系數(shù)為0.035～0.037，根據(jù)高爐的接受風量能力和風速鼓風動能的大小，分別取上限和下限。

此外為了吹透中心，活躍爐缸，通過多次調整，風口布局為18×120 mm＋18×130 mm，風口面積0.4423m2，風速控制在260～280m/s，鼓風動能：14500～16000kg.m/s。

2.4  高渣比下的造渣控制

較高的生礦配比和經(jīng)濟爐料的添加，往往帶來較高的鋁含量。高鋁渣粘性高，熱穩(wěn)定性差，嚴重影響了渣鐵排放。另外隨著利用系數(shù)的提高，高爐生鐵生產(chǎn)量約6.3-6.8t/min，這就意味著在出鐵間隙，爐缸液面將快速上升，直接影響料柱的透氣性，使高爐表現(xiàn)出“憋風”現(xiàn)象，進而可能危及順行。

（1）實驗表明提高MgO含量可以降低爐渣的Al2O3的影響。3200高爐制定渣中鎂鋁比控制標準，即w（MgO/ Al2O3）=0.64-0.66，wMgO≤10%，wAl2O3≤15%。

（2）通過實踐得知，渣鐵溫度是影響爐渣黏度最明顯的因素。無論爐渣成分怎樣變化，高溫（1500℃）時爐渣黏度顯著降低，流動性較好。所以保持鐵水較高的溫度，是保證爐渣流動性的前提和基礎。3200m3高爐要求渣鐵溫度大于1510℃，從而在一定程度上消除高鋁渣系的影響，提高渣鐵流動性。

2.5  低硅冶煉

根據(jù)高爐內硅遷移理論，確認在爐腹和爐缸，SiO氣相的生成對Si的遷移起著重要的作用。Si的還原過程反應為：

SiO2(焦炭灰分中或爐渣中)+C(g)=SiO(g)+CO(g)[2]

SiO是一種氣體，隨爐內煤氣或爐渣中二氧化硅的活度與理論燃燒溫度t理的增加，都將使Si O量增加，Si的遷移增加。使硅的還原量增加，導致鐵水吸硅量增加，si的遷移量增加。因此實現(xiàn)低硅冶煉的途徑是提高爐渣堿度和(MgO)，使滴落帶內中間渣的(SiO2)活度降低，抑制了硅的還原。為此3200m3高爐控制爐渣堿度1.22～1.24[3]。二元堿度的調整以穩(wěn)定三元堿度1.40～1.45，四元堿度0.95～1.00為標準。目前3200m3高爐平均硅0.32±0.05%，鐵中硫0.02-0.03%。

2.6  建立高爐管控數(shù)據(jù)庫

通過總結開爐以來的高爐生產(chǎn)日報、事故案例等，在原有順行模型的基礎上，形成一套參數(shù)標準區(qū)間集。其次補充國內外同類型高爐的操作經(jīng)驗，不斷豐富知識庫，目前已基本涵蓋了爐況管控的各個方面。在執(zhí)行層面，正確的貫徹診斷結果需要精準的執(zhí)行力。型鋼煉鐵廠根據(jù)標準化作業(yè)的要求，把高爐調劑參數(shù)規(guī)范化、數(shù)字化，形成了《標準化操作條例》、《操作規(guī)程》等，從而消除了人操作不標準導致的波動，提高高爐日常調劑準確度。

3  結語

萊鋼型鋼煉鐵廠3200m3高爐通過加強原燃料管理、優(yōu)化高爐操作等措施，逐漸總結掌握了大型高爐低成本冶煉的關鍵技術。在原燃料品質持續(xù)劣化的條件下保持了爐況的長期穩(wěn)定順行，取得較低燃料消耗，實現(xiàn)了經(jīng)濟成本冶煉。

4  參考文獻

[1] 項鐘庸，王筱留. 高爐設計一煉鐵工藝設計理論與實踐[M].北京.冶金工業(yè)出版社，2007:145.

[2] 梁利生，林成城. 寶鋼3號高爐低硅冶煉技術[J].寶鋼技術.2006(6):36-38.

[3] 劉漢海. 萊鋼3200m3高爐低燃料比生產(chǎn)實踐[J].山東冶金.2016(38):06-8.