摘要：邯鋼煉鐵部高爐自2014年開始實施原燃料降成本策略，其中的一項主要內(nèi)容就是提高生礦配比，經(jīng)過對一些參數(shù)和操作制度的調(diào)整，高爐生礦配比調(diào)高到22%以上，并保持了燃料比505kg/t鐵的低燃料消耗。

關(guān)鍵詞：高爐；生礦；操作制度

1  項目概況

煉鐵耗能占整個鋼鐵流程能耗的50%-70%，如何降低噸鐵能耗也就成為了整個鋼鐵節(jié)能降耗的關(guān)鍵所在。為了節(jié)能降耗及調(diào)整生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，邯鋼煉鐵部2014年開始實施原燃料降成本策略，高爐焦炭的“一爐一策”、混勻料結(jié)構(gòu)的重大變革和高爐原料結(jié)構(gòu)優(yōu)化等都取得了較高的經(jīng)濟效益，高爐原料結(jié)構(gòu)優(yōu)化項目主要是提高生礦使用率，這個項目打破了高爐煉鐵熟料比越高，高爐越好的傳統(tǒng)思想，邯鋼煉鐵部提高生礦配比項目主要原因；一方面生礦價格與燒結(jié)礦和球團礦相比要低很多，提高配比后冶煉成本能夠降低很多；另外由于煉鐵部燒結(jié)系統(tǒng)生產(chǎn)能力有限，高爐產(chǎn)能逐漸釋放過程中出現(xiàn)了燒結(jié)礦制約生產(chǎn)的問題。為了保證正常生產(chǎn)和降低生產(chǎn)成本，煉鐵部自2014年起啟動了提高生礦配比項目，項目的困難較大，特別是在國內(nèi)沒有借鑒基礎(chǔ)下，主要涉及的問題一方面是生礦較熟料含粉率高，特別是含水量大時，粘結(jié)的生礦粉造成槽下篩分困難，且大量的生礦粉進入高爐后造成爐內(nèi)料柱透氣性明顯變差，壓量關(guān)系變差，冶煉進程受到影響，造成高爐順行變差；另外生礦的冶煉特性一直是制約高爐生產(chǎn)配比低的一個最主要原因，這也是國內(nèi)高爐生礦配比較低的主要原因，生礦的冶煉特性主要體現(xiàn)在：

1）生礦的軟熔溫度低、軟熔帶寬、滴落性區(qū)間大的特點，這些特點使得高爐軟熔帶和滴落帶的透氣性差，下部壓差增高，高爐指標提升困難；

2）生礦的熱爆裂性能和球團礦相似，一般在中溫區(qū)產(chǎn)生大量粉末，嚴重影響透氣性和煤氣流的分布；

3）生礦的Al2O3/SiO2較高，對高爐造渣影響較大，特別是初成渣影響爐內(nèi)氣流的變化，造成邊緣氣流逐步增加；

4）一些生礦品種的還原度不高，造成高爐燃料比升高，但還原度高的軟熔、滴落和爆裂性能差，高爐順行受到威脅。

2  生礦提升措施

2.1  生礦品種的選擇

邯鋼原料中的生礦品種主要是A礦、B礦和C礦三個品種，自2014年起對各種原燃料性能進行了綜合性測試，主要是槽下篩分、還原性、爆裂性能和軟化性能。實驗結(jié)果表明，從還原性能看C礦是最佳選擇，但從爆裂性能和低溫還原粉化性能看A礦較C礦有一定的優(yōu)勢，特別是C礦物理性能上含粉的粘結(jié)性，造成槽下堵料和高爐上部透氣性變差，鑒于兩個原因邯鋼一直以A礦作為生礦的主要品種，但A礦的還原性較差，高爐燃料比升高，成本不降反升，另外2014年開始A礦價格由960元/每噸降到700元/噸，C礦價格降低到601元/噸，從價格上有了較大競爭優(yōu)勢；鑒于成本的主要壓力，2014年開始嘗試使用C礦，但由于C礦的爆裂等性能爐況對順行造成了較大影響，煉鐵部成立攻關(guān)組后下半年開始著重解決限制C礦配比提高的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，通過多方面的措施最終能夠?qū)礦逐漸替代了A礦。2014年下半年后開始提高生礦配比水平，雖然經(jīng)受過懷疑，但經(jīng)過幾次實驗和現(xiàn)場數(shù)據(jù)的比對看，采取的措施均起到了預定的效果，C礦的負面影響被解決。

2.2  低鎂高鋁的冶煉控制技術(shù)

隨著生礦配比的增加，高爐原料的鋁含量也隨之增加，渣中Al2O3逐漸增加，爐渣性能變化較大，熔化性溫度升高，對高爐冶煉影響越來越大，常規(guī)的做法是保證適當?shù)奶岣邿Y(jié)礦中鎂含量，以穩(wěn)定鋁鎂比，但燒結(jié)礦提高鎂含量后燒結(jié)礦品位會下降較多，2014年前高爐一直控制鋁鎂比0.5，以穩(wěn)定良好的爐渣性能，以最高20% Al2O3的爐渣硅鈣鎂三元相圖和現(xiàn)場生產(chǎn)經(jīng)驗煉鐵部2014年后逐漸找到了生礦冶煉的規(guī)律特性，掌握了爐渣控制技術(shù)，邯鋼渣中Al2O3含量提高到了15.5-16%，鋁鎂比控制在0.5以下。

2.3  設備技術(shù)的開發(fā)利用

生礦含粉率和篩分效果同樣是限制高爐生礦配比的一個主要環(huán)節(jié)，邯鋼煉鐵部高爐由于初期的設計問題，槽下系統(tǒng)都比較落后，料倉數(shù)較少、倉嘴間隙過小和稱量斗過小等問題，高爐生礦配比增加后篩分效果成為了主要問題，特別是生礦品種變?yōu)镃礦后，C礦含粉的吸水性較強，粘結(jié)能力增加，經(jīng)常出現(xiàn)趕料困難、料倉和稱量斗堵塞，嚴重時半個料倉卡死，生礦的篩分在全國各鋼廠都存在問題，有些鋼廠利用燒結(jié)礦的余熱與C礦混倉，有些采用料場集中過幾次篩，但都存在一定的問題，煉鐵部經(jīng)過多方的探討和研究，最終開發(fā)出了生礦倉預熱設備，將高爐鼓風自生礦倉嘴通入，利用高爐風200℃的高溫對生礦進行烘干，通水吹掉粘結(jié)到生礦上的粉塵，起到初期的分離作用，設備投用后生礦篩分效果明顯增加，生礦配比一直穩(wěn)定在24%以上，振篩也由3個月的使用時間延長到目前的6個月，此技術(shù)投資少，安裝簡單，穩(wěn)定可靠，設備安裝情況見圖4，此設備的使用體現(xiàn)邯鋼設備和技術(shù)獨立開發(fā)的能力的巨大進步。

2.4  操作制度的變化

C礦配比的提高給高爐帶來了較多的問題，上部壓差增高、軟熔帶區(qū)間變寬、邊緣氣流發(fā)展和渣皮穩(wěn)定性變差、冷卻壁破損和爐缸碳磚侵蝕加劇，由于全國高爐沒有生礦比較高且與我部高爐制度相近的高爐，因此高爐操作制度上要走自己的路。

1）邯鋼煉鐵部首先對裝料制度進行了變革，2014年后煉鐵部大膽創(chuàng)新，根據(jù)C礦配比提高后氣流的變化，幾座高爐都有了適應自己高爐的料制，取消了原來的同樣料制，目前的裝料制度已經(jīng)形成了自己的特色；

2）爐內(nèi)爐料分布控制技術(shù)開發(fā)，2014年開始對各種原燃料爐內(nèi)橫向分布進行了研究，獨自完成了燒結(jié)礦、球團礦和C礦爐內(nèi)徑向分布的控制技術(shù)，打破了高爐爐料爐內(nèi)分布不受控制的歷史，這也是邯鋼高爐上部布料獨立完成的又一技術(shù)；

3）熱制度和造渣制度，造渣制度上根據(jù)生礦比增加帶來的冶煉問題，提出了調(diào)整二元堿度，穩(wěn)定四元堿度的措施，熱制度上逐漸形成了低硅高堿技術(shù)，穩(wěn)定了生產(chǎn)，保住了生鐵質(zhì)量，邯鋼煉鐵高爐生鐵一級品率99.74%，較2013年提高10.88%，全國高爐一級品率排名第1

4）送風制度上高爐均實現(xiàn)了“大風低氧” 的措施，送風比達到了2.0m3以上，富氧率較2013年降低23.5%不但穩(wěn)定了氣流，噸鐵成本降低1.85元；合理爐型的穩(wěn)定和維護，冷卻壁維護和爐缸殘厚的管理是高爐穩(wěn)定長壽的主要工作，煉鐵部通過冷卻制度的優(yōu)化、冷卻壁破損的在線維護和爐缸長壽的綜合管理，目前5#高爐已經(jīng)服役10年8個月，碳磚和冷卻壁穩(wěn)定性較高，預計能夠再堅持2年，目前已經(jīng)創(chuàng)邯鋼高爐最長歷史。

3 效果

2015年全國2000-3500m3高爐生礦配比平均只有12.3%，邯鋼煉鐵部達到了21.5%，其中的4#5#7#高爐24%以上，就全國的20家大型企業(yè)相比，煉鐵部生礦水平一直處于前三水平，但與邯鋼生礦水平相當企業(yè)的燃料比和工序能耗都較煉鐵部高出較多，如天鋼的生礦比雖然達到了24%，但燃料比較邯鋼高出近40kg/t鐵，燃料比和生礦配比。

 4 結(jié)論

1）目前高爐生礦配比達到了24%以上，礦種的選擇很重要；

2）造渣制度和熱度制度的變化為生礦配比的提高提供了基礎(chǔ)；  

3）生礦比增加后，煤氣利用率達到了48%以上，為高爐燃料比降至505kg/t鐵以下創(chuàng)造了條件；

4）槽下系統(tǒng)設備的技術(shù)改造對生礦配比的提高提供強大的支撐，為生礦的配吃打下了基礎(chǔ)；

5）操作制度的創(chuàng)新，特別是上料制度和送風制度的創(chuàng)新，是生礦配比提高的關(guān)鍵。