摘要  針對(duì)方大萍安鋼1080 m3高爐2017年4月份一次爐況波動(dòng)，展開分析入爐燒結(jié)礦粒度組成對(duì)高爐爐況穩(wěn)定性的影響，進(jìn)而探討如何減少小粒度燒結(jié)礦入爐，促高爐穩(wěn)定順行。

關(guān)鍵詞 高爐  燒結(jié)礦  粒度組成

長(zhǎng)期以來(lái)，煉鐵學(xué)者對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量指標(biāo)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要有以下幾項(xiàng)指標(biāo)：還原性、低溫還原粉化率(RDI)、軟熔性、化學(xué)成分及其穩(wěn)定性、粒度組成、轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度。而鋼鐵企業(yè)的煉鐵工作者對(duì)燒結(jié)礦的質(zhì)量指標(biāo)要求則更側(cè)重于化學(xué)成分及其穩(wěn)定性、粒度組成、轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度。究其原因，一方面是由于燒結(jié)礦的化學(xué)成分及其穩(wěn)定性、粒度組成和轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度易于檢測(cè)，另一方面是這幾項(xiàng)數(shù)據(jù)長(zhǎng)期以來(lái)一直用來(lái)指導(dǎo)高爐實(shí)際生產(chǎn)，數(shù)據(jù)比較齊全，易于比較。其中，燒結(jié)礦的化學(xué)成分及其穩(wěn)定性目前國(guó)內(nèi)比較規(guī)范的鋼鐵廠指標(biāo)相差不大，都能控制在比較高的水平。燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度不同級(jí)別的高爐要求不一樣，也基本能做到相對(duì)穩(wěn)定。隨著煉鐵技術(shù)的不斷進(jìn)步，高爐強(qiáng)化程度越來(lái)越高，在低燃料比冶煉的情況下，入爐燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度、粒度組成和粉末對(duì)高爐的影響越來(lái)越突出。本文就2017年4月份方大萍安鋼1080 m3高爐一次爐況波動(dòng)，來(lái)對(duì)比分析燒結(jié)礦粒度組成對(duì)高爐爐況和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的影響，探討燒結(jié)礦粒度組成應(yīng)該如何控制的問(wèn)題。

1  方大萍安鋼1080 m3高爐近期生產(chǎn)情況

方大萍安鋼1080 m3高爐是萍安鋼唯一一座1000立方級(jí)以上高爐，該高爐于2010年10月份建成投產(chǎn)，2016年2月份停爐大修，同年4月25日第二代爐齡開爐投產(chǎn)，從開爐后第二個(gè)月開始，高爐持續(xù)穩(wěn)定順行，從2016年6月到2017年3月，高爐未出現(xiàn)一次坐塌料現(xiàn)象，產(chǎn)量基本穩(wěn)定在3300噸以上，2017年2月份平均日產(chǎn)3415噸，最高日產(chǎn)達(dá)到了3607噸。2017年4月23日晚班高爐突然出現(xiàn)難行懸料，坐完料后在恢復(fù)過(guò)程中又出現(xiàn)難行，早班和中班分別坐料一次和塌料一次，直至24日晚班才逐步恢復(fù)正常（見表1）。整個(gè)爐況波動(dòng)期間損失產(chǎn)量1300噸左右。

2  爐況波動(dòng)前后燒結(jié)礦粒度組成變化情況

國(guó)內(nèi)冶金行業(yè)對(duì)入爐燒結(jié)礦粒級(jí)組成控制標(biāo)準(zhǔn)是<10mm粒級(jí)占總量的30%以下。國(guó)內(nèi)比較好的指標(biāo)比如三明鋼鐵公司的要求是<10mm粒級(jí)占總量的25%以下。在本次高爐爐況波動(dòng)期間，萍安鋼180 m2燒結(jié)和90 m2燒結(jié)所生產(chǎn)的燒結(jié)礦粒度組成。

從以上圖表可以看出，180 m2燒結(jié)礦從4月20日開始，粒度組成開始變差，從20日到24日， <10mm粒級(jí)比例基本都在30%以上，最差的時(shí)候高達(dá)40%，此段時(shí)間段180 m2燒結(jié)礦<10mm粒級(jí)比例比90燒結(jié)礦高了10百分點(diǎn)以上。25日又回歸到了正常水平，與高爐爐況波動(dòng)時(shí)間對(duì)應(yīng)。

3  燒結(jié)礦粒度組成對(duì)爐況影響的理論依據(jù)

3.1  對(duì)煤氣流分布的影響

燒結(jié)礦粒度組成對(duì)爐況最直接的影響就是塊狀帶煤氣流分布的影響，小粒度燒結(jié)礦入爐后，在高爐爐身特別是爐身中上部塊狀帶，由于小粒度燒結(jié)礦不均勻的填充在空隙中，使得煤氣流的正常上升通道受阻，極易使高爐產(chǎn)生局部氣流，控制不當(dāng)還有可能造成管道行程。下圖是本月15日~25日之間，風(fēng)口以上各部位爐襯溫度變化趨勢(shì)圖，從圖中可以明顯看出在燒結(jié)礦粒度發(fā)生變差以后，爐襯各點(diǎn)溫度出現(xiàn)兩極波動(dòng)，部分區(qū)域爐襯溫度上升，部分區(qū)域爐襯溫度下降，這就是典型的煤氣流分布發(fā)生變化后分布不均勻的特征。

3.2  對(duì)間接還原的影響

小粒級(jí)燒結(jié)礦入爐后，由于爐料的孔隙度變小，含鐵原料不能充分與煤氣進(jìn)行接觸，直接影響了礦石的間接還原，導(dǎo)致燃料比升高。同時(shí)，由于間接還原度降低，噸鐵風(fēng)耗上升，直接導(dǎo)致同等入爐風(fēng)量的情況下，耗礦能力下降，高爐產(chǎn)量降低。研究表明，高爐入爐原料小于10mm的粉末料和準(zhǔn)粉末料每上升10%，影響產(chǎn)量下降6%~8%。

3.3  對(duì)爐料預(yù)熱的影響

塊狀帶爐料的正常預(yù)熱完全是靠從爐頂下降的爐料和從爐缸上升的高溫煤氣之間的熱交換實(shí)現(xiàn)，由于小粒級(jí)燒結(jié)礦入爐后不均勻填充在爐料孔隙中，導(dǎo)致煤氣流上升過(guò)程中分布不均勻，使得部分爐料不能充分預(yù)熱，這部分爐料到了軟熔帶由于溫度不足不能正常軟熔，導(dǎo)致軟熔帶區(qū)間擴(kuò)大，惡化料柱透氣性，甚至影響高爐憋壓懸料。

4  小粒度燒結(jié)礦產(chǎn)生的原因分析

槽下<10mm粒度燒結(jié)礦產(chǎn)生的原因有很多，結(jié)合我廠目前的工藝特點(diǎn)及生產(chǎn)組織的特性，分析主要原因有以下幾點(diǎn)：

(1)由于機(jī)頭、機(jī)尾、臺(tái)車擋板、滑道等處的漏風(fēng)，造成邊緣及上層燒結(jié)礦中產(chǎn)生粉末。

(2)由于燒結(jié)礦水分控制不均勻，操作不穩(wěn)定等因素，造成機(jī)尾斷面有未燒透的生料，這部分生料強(qiáng)度差，在轉(zhuǎn)運(yùn)的過(guò)程中幾乎全部變成小粒度燒結(jié)礦甚至是粉末。

(3)燒結(jié)礦在冷卻的過(guò)程中控制不當(dāng)，大量紅料到皮帶上，為防止燒壞皮帶，從而在成品皮帶上打水冷卻，人為造成燒結(jié)礦碎化減粒。

(4)破碎后的燒結(jié)礦在整粒過(guò)程中篩分控制不好，篩分不干凈，將大量小粒度的燒結(jié)礦帶入到成品礦中。

(5)由于燒結(jié)原料的燒結(jié)特性以及在燒結(jié)過(guò)程中工藝控制不當(dāng)，液相減少，造成粉末量增多。

(6)成品燒結(jié)礦在轉(zhuǎn)運(yùn)的過(guò)程中，特別是在向幾座小高爐轉(zhuǎn)運(yùn)的過(guò)程中，由于料流分配不均勻，產(chǎn)生偏析，造成大量小粒度的燒結(jié)礦集中進(jìn)入1080高爐燒結(jié)礦倉(cāng)。

(7)高爐槽下篩分不好，導(dǎo)致5mm以下的粉末未篩干凈。

5  對(duì)改善180 m2燒結(jié)礦粒度組成的幾點(diǎn)小結(jié)

(1)進(jìn)一步堵漏風(fēng)，重點(diǎn)是提高邊緣和上層燒結(jié)礦的成礦率。同時(shí)積極協(xié)調(diào)控制點(diǎn)火介質(zhì)壓力穩(wěn)定，控制好點(diǎn)火溫度，進(jìn)一步改善料面點(diǎn)火效果。

(2)優(yōu)化燒結(jié)礦冷卻效果，由于冷卻制度控制不合理，冷卻速度過(guò)快或不均勻，最直接的結(jié)果是燒結(jié)礦內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，造成燒結(jié)礦碎化。

(3)平衡好燒結(jié)內(nèi)返和高爐槽下返礦的數(shù)量，燒結(jié)礦內(nèi)返和高爐槽下返礦量在一定程度上直接反映了燒結(jié)礦的強(qiáng)度，尤其是燒結(jié)礦內(nèi)返衡量標(biāo)準(zhǔn)的控制以及篩分效果的控制，直接影響了燒結(jié)生產(chǎn)工藝的控制導(dǎo)向。

(4)優(yōu)化轉(zhuǎn)運(yùn)流程，因我廠的特殊情況，180 m2燒結(jié)礦在轉(zhuǎn)運(yùn)至450 m3高爐過(guò)程中有一部分分流至1080 m3高爐，通過(guò)設(shè)備設(shè)施的改造和轉(zhuǎn)運(yùn)流程的優(yōu)化，解決粒度偏析問(wèn)題，也是解決小粒度燒結(jié)礦大量進(jìn)入1080m3高爐的重要措施。