艾中路，陳開泉，陳生利
( 寶武集團(tuán)廣東韶關(guān)鋼鐵有限公司，廣東 韶關(guān) 512123)
摘 要: 韶鋼 6 號高爐，有效容積 1 050 m 3 ，為了進(jìn)一步降低煉鐵成本，在 6 號高爐增加了入爐生礦，入爐生礦比例由 15!增加至 22!以上，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益．同時探索韶鋼 6 號高爐增加入爐生礦比的生產(chǎn)特點(diǎn)以及操作技術(shù)，為降低高爐生產(chǎn)成本打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)．
關(guān)鍵詞: 高爐; 增加生礦比; 實(shí)踐
0 前言
寶武集團(tuán)廣東韶關(guān)鋼鐵有限公司( 以下簡稱“韶鋼”) 6 號高爐使用的生礦主要是澳大利亞塊礦以及廣東本地產(chǎn)的大寶山塊礦，澳大利亞塊礦比例13!，大寶山塊礦比例 2!左右，入爐生礦比例達(dá) 15!．澳大利亞塊礦相對于人造富礦，冶金性能差，但其品位高且價格優(yōu)惠，是國內(nèi)大多數(shù)高爐首選入爐生礦．大寶山塊礦因地處廣東，價格便宜，韶鋼高爐通常會選擇一定的比例使用．為了探索韶鋼 1 050 m 3高爐入爐生礦的適宜比例以及相應(yīng)的操作技術(shù)，進(jìn)一步降低鐵水成本，韶鋼煉鐵廠決定在 6 號高爐進(jìn)行高生礦比例使用的攻關(guān)．
1 入爐生礦比例增加后對高爐的影響
1．1 對高爐軟熔帶的影響
國內(nèi)大多數(shù)研究證明，生礦含有大量結(jié)晶水及碳酸鹽，具有熱爆性．國內(nèi)部分高爐使用生礦比例增加后，煤氣利用普遍下降 1!～2!，焦比升高 10 kg左右．生礦的軟化溫度相對人造富礦普遍偏低．從大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出，大部分生礦軟化溫度在 1 000℃左右，有的生礦在 900 ℃左右．由于生礦軟化溫度低，入爐后導(dǎo)致高爐內(nèi)部軟熔帶上移，或者粘結(jié)于爐墻，誘發(fā)高爐爐況失常，增加爐內(nèi)操作難度．
1．2 高爐料柱透氣性變差
由于韶鋼廠生礦場地處于露天狀態(tài)，受南方天氣影響，生礦潮濕，含粉高，在高爐槽下采用水洗方法檢測，進(jìn)口生礦及本地生礦含粉量均達(dá) 20!以上，大量粉末粘結(jié)在生礦上，很難篩除，增加生礦入爐比例，相應(yīng)的增加了入爐粉末量，嚴(yán)重影響高爐料柱透氣性，導(dǎo)致爐內(nèi)壓差升高，高爐下料受阻，給高爐強(qiáng)化冶煉帶來不利因素．
1．3 對氣流分布的影響
生礦屬于天然富礦，未進(jìn)行加工處理，很多生礦有害雜質(zhì)含量高，特別是含堿金屬雜質(zhì)高的生礦使用后，由于日常操作調(diào)節(jié)不到位，極易導(dǎo)致高爐爐墻結(jié)厚，引起邊緣氣流分布不足，嚴(yán)重時會導(dǎo)致高爐結(jié)瘤．
2 使用高比例生礦高爐調(diào)節(jié)措施
提高入爐生礦使用量后，相應(yīng)的操作參數(shù)必須做出變動，以適應(yīng)高爐順行要求．韶鋼 6 號高爐采取了如下措施．
2．1 強(qiáng)化篩分管理
原料是高爐生產(chǎn)的基礎(chǔ)，對于使用高比例生礦的高爐，生礦的篩分工作尤為重要，韶鋼 6 號高爐采取了積極有效的應(yīng)對措施． 首先是將生礦篩由原來的格網(wǎng)篩改為樹脂篩，樹脂篩篩分面積大，震動效果均勻穩(wěn)定，粘結(jié)現(xiàn)象明顯減少．同時將流量由原來的3. 5 t/min 調(diào)小至 2. 5 t/min，為滿足料倉的運(yùn)行效率，將同一品種的生礦倉由原 2 個增加至 4 個，保證生礦用量滿足配料要求．每天組織測量篩分率，控制入爐＜5 mm 量不大于 3!，減少粉末入爐，改善了高爐透氣性．
2．2 重視上下部調(diào)節(jié)，控制合理的氣流分布
在下部調(diào)節(jié)方面，主要是追求爐缸要“活”，必須維持合理的鼓風(fēng)動能及風(fēng)速，保證爐缸初始煤氣穩(wěn)定，形成合理的透氣性及透液性．6 號高爐生產(chǎn)時間不長( 2015 年 4 月開爐) ，增加入爐生礦比例后，利用休風(fēng)機(jī)會，適當(dāng)將熱流強(qiáng)度偏低的方向風(fēng)口調(diào)大，爐缸煤氣初始分布趨于合理．同時，全部風(fēng)口角度調(diào)整為斜 5°，入爐生礦增加后，爐缸工作狀態(tài)良好，連續(xù) 2 個月未出現(xiàn)滑料現(xiàn)象．在爐缸活躍的情況下，高爐煤氣利用保持在 48. 0!以上．在上部調(diào)節(jié)方面，提高入爐生礦比例后，開始階段高爐透氣性有變差趨勢，韶鋼 6 號高爐采用平臺加漏斗的布料方式，以強(qiáng)調(diào)開放中心，穩(wěn)定邊緣的裝料制度．入爐生礦比例由 15!增加至 22!后，經(jīng)過 1 個月的生產(chǎn)，上部布料作了相應(yīng)調(diào)整．調(diào)整范圍如表 1、表 2 所示．
2．3 控制合理的爐溫及爐渣堿度
因?yàn)樯V軟化溫度低，易粘結(jié)爐墻引起爐況順行變差．生礦比例增加后，要做到低硅不低熱，須綜合運(yùn)用風(fēng)溫、富氧等手段，保證理論燃燒溫度在合適范圍，韶鋼 6 號高爐理論燃燒溫度一般在 2 150 ℃．嚴(yán)格控制好爐渣堿度，保證爐渣具有良好的流動性，要求爐渣堿度在 1. 20～1. 25．對爐渣成分及實(shí)際流動性進(jìn)行跟蹤分析，當(dāng)發(fā)現(xiàn)在爐渣溫度與鐵水含硅不匹配，渣流變差，渣中 w( Al 2 O 3 ) 含量＞16!時，可以適當(dāng)配加錳礦或者白云石，以改善爐渣流動性，提高爐缸活躍度．在熱制度方面，硅按 0. 35!～0. 55!控制，鐵水含硫按 0. 020!～0. 035!控制，鐵水溫度按 1 470～1 490 ℃控制．控制好與風(fēng)壓關(guān)系匹配的頂壓，一般風(fēng)壓在 300 kPa，頂壓設(shè)置為 166 kPa，保證壓差在 130～140 kPa．爐溫控制見圖 1 所示．
2．4 關(guān)注冷卻系統(tǒng)溫度變化
6 號高爐在增加入爐生礦量幾周后，爐身東南方向冷卻壁溫度呈逐步下降趨勢，由 150 ℃下降至80 ℃．針對這一情況，高爐適當(dāng)提高爐溫控制水平，鐵水含硅由 0．45!提高至 0．5!，適當(dāng)提高鐵水溫度，同時降低爐渣堿度，適當(dāng)疏松邊緣氣流，利用煤氣沖刷消除邊緣結(jié)瘤現(xiàn)象，經(jīng)過 10 天左右，爐墻溫度明顯回升．
2．5 穩(wěn)定出渣鐵狀況
高爐出渣鐵情況的好壞，直接關(guān)系高爐的順行狀態(tài)．如高爐出渣鐵狀態(tài)欠佳，高爐時常出現(xiàn)憋渣鐵現(xiàn)象，提高入爐生礦后高爐更難順行．韶鋼 6 號高爐單鐵口出鐵，出鐵間隔時間 50～55 min，日出鐵 9 爐次，日出鐵時間在 950 min 水平，一般在打開鐵口前，爐內(nèi)風(fēng)壓會明顯上升，高爐出現(xiàn)憋渣鐵現(xiàn)象，如不及時打開鐵口，高爐必然采取減氧控風(fēng)等措施．增加入爐生礦后，將出鐵間隔時間縮短至 45～50 min，日出鐵時間提高至 990 min，緩解了高爐因出渣鐵不及時引起的爐缸憋渣鐵現(xiàn)象，出渣鐵狀態(tài)持續(xù)改善，如圖 2 所示．
2．6 提高焦炭質(zhì)量
焦炭的強(qiáng)度，是影響提高入爐生礦比例的關(guān)鍵．韶鋼自產(chǎn)焦炭按滿足 3 200 m 3 高爐使用標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，焦炭 M40 達(dá)到 86!，M10 在 5. 5!左右，CSＲ 在 66以上，CＲI 在 22 水平，所用焦炭強(qiáng)度能得到保證，這為提高入爐生礦量奠定了基礎(chǔ)．
3 提高入爐生礦比例后的效益
3．1 高爐爐料結(jié)構(gòu)變化
提高入爐生礦比例后，高爐爐料結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的變化．2016 年 6 月開始，韶鋼 6 號高爐以塊帶球，入爐塊礦由 17!逐步提高至 22!，球礦由 5!減少至零，以價格相對便宜的塊礦替代了價格昂貴的球團(tuán)礦，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益．爐料結(jié)構(gòu)變化如表3 所示．
3．2 高爐生產(chǎn)指標(biāo)情況
通過采取合理的調(diào)節(jié)措施，入爐生礦比例增加至 22!，生產(chǎn) 3 個月后，高爐各項參數(shù)穩(wěn)定，爐況順行良好，各項指標(biāo)保持在較好的水平．連續(xù) 3 個月高爐焦比穩(wěn)定，燃料比穩(wěn)定，鐵成本最低．高爐各項指標(biāo)對比如表 4 所示．
4 結(jié) 語
1) 提高入爐生礦使用量，首先必須保證爐況順行，在爐況接受的條件下，逐步提高入爐生礦比例．隨入爐生礦比例的增加，爐內(nèi)調(diào)節(jié)得當(dāng)，高爐仍然能保證順行高產(chǎn)，由此可見，1 050 m 3 級高爐增加入爐生礦的使用量還具有一定的探索空間．
2) 在自產(chǎn)燒結(jié)礦不足，進(jìn)口球礦又昂貴的情況下，為降低鐵成本，考慮增加入爐生礦使用量，是具有重要意義的手段，但須盡量保證焦炭質(zhì)量滿足生產(chǎn)要求．
3) 提高入爐生礦比例后，高爐操作者必須高度重視各項操作管理，如原料管理，日常操作管理、冷卻系統(tǒng)管理、日常設(shè)備點(diǎn)檢管理等工作，使各項制度匹配，才能消除提高入爐生礦量后給高爐生產(chǎn)帶來的弊端．
4) 當(dāng)入爐生礦比例增至一定程度，爐況出現(xiàn)波動，日常調(diào)節(jié)難度增大時，應(yīng)該積極退守操作，適當(dāng)降低冶煉強(qiáng)度，盡量避免以犧牲高爐的長期穩(wěn)定順行來換取短期的經(jīng)濟(jì)效益．