宣鋼4號高爐提高塊礦比冶煉實踐

褚潤林　張利波　王聰淵　王海濤

(河北鋼鐵集團宣鋼公司)

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宣鋼4號高爐提高塊礦比冶煉實踐

褚潤林張利波王聰淵王海濤

(河北鋼鐵集團宣鋼公司)

對宣鋼4號高爐提高塊礦配比冶煉實踐進行了總結(jié)，通過采取下部縮小風口面積，提高鼓風動能，保證爐缸活躍度；上部優(yōu)化“平臺+漏斗”料面結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定煤氣流分布；加強塊礦篩分，減少粉末入爐；適當提高鐵水物理溫度，保證渣鐵良好的渣鐵流動性等措施，塊礦比由5%提高至15%，高爐穩(wěn)定順行，取得了良好的經(jīng)濟效益。

高爐塊礦冶煉實踐

0　引言

隨著降成本力度的加大，用經(jīng)濟塊礦替代價格日益上漲的外購球團來進一步降低生鐵成本成為必然選擇。塊礦屬于生礦，其性能略差于球團礦，在冶煉過程中會對高爐生產(chǎn)帶來一定的不利影響[1]，必須采取一系列技術(shù)措施，確保提高塊礦比后仍可獲得較好的冶煉效果，保證高爐長期穩(wěn)定順行。

1　改進前的生產(chǎn)概況

宣鋼自產(chǎn)球團礦不能滿足生產(chǎn)需求，4號高爐必須通過一部分外進球團來平衡原料結(jié)構(gòu)。長期以來，宣鋼4號高爐原料結(jié)構(gòu)為:75%燒結(jié)礦+20%球團礦+5%塊礦，球團礦的用量較高,塊礦的用量偏低, 與寶鋼、首鋼等一些鋼企15%以上的塊礦比差距很大，這也是造成4號高爐較先進鋼廠高爐煉鐵成本高的一個主要因素。隨著外進球團礦價格的不斷上漲，由于塊礦比低導致生鐵成本升高的因素更加突出，必須通過技術(shù)攻關(guān)提高高爐塊礦使用比例。

2　提高塊礦配比穩(wěn)定爐況措施

2.1縮小風口面積，提高鼓風動能，保證爐缸活躍度

宣鋼入爐料品位低，渣量偏大，并且由于鈦高燒結(jié)礦低溫還原粉化率高，料柱的整體透氣性差，壓差偏高，而且鈦渣的粘度比正常渣大，這就導致高爐在生產(chǎn)冶煉過程中爐缸中心容易吹不透。塊礦比提高后，尤其是兩種塊礦(PB礦和蒙古礦)冶金性能差別較大，混配入爐后高爐軟熔帶厚度增加，易造成邊緣氣流發(fā)展，嚴重時形成崩懸料， 2015年7、8月份增配塊礦到12.2%，該現(xiàn)象更加明顯，爐內(nèi)多次嘗試從上部調(diào)整，采取壓邊抑制邊緣氣流，均未起到預期效果，最終被迫減配塊礦配比并減輕負荷來穩(wěn)定爐況。

上部調(diào)整無效果后，考慮從下部調(diào)整入手，利用休風機會，逐步減小風口面積，風口面積由之前的0.2839 m2縮小到現(xiàn)在的0.2774 m2，見表1。4號高爐實際風速由240 m/s～250 m/s提高到260 m/s～270 m/s，相應(yīng)鼓風動能由100 kJ/s～110 kJ/s提高到110 kJ/s～120 kJ/s。隨著風速和鼓風動能的提高，高爐中心氣流增強，邊緣更加趨于穩(wěn)定，爐缸活躍性增強，后再提高塊礦配比至15%，邊緣氣流沒有再出現(xiàn)前兩次的發(fā)展現(xiàn)象，爐體熱負荷穩(wěn)定。

表1　宣鋼4號高爐風口調(diào)節(jié)統(tǒng)計表

注：風口長度均為600 mm。

2.2優(yōu)化“平臺+漏斗”料面結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定煤氣流

合理適宜的上部布料制度是高爐穩(wěn)定順行的重要保障。在爐役后期，原燃料品種日益復雜且頻繁切換條件下，導致高爐軟融帶位置、厚度不穩(wěn)定，邊緣氣流容易發(fā)展，表現(xiàn)在爐內(nèi)渣皮不穩(wěn)定，頻繁出現(xiàn)滑落現(xiàn)象，爐體熱負荷波動大，爐內(nèi)采取逐步將礦角外擴，焦角內(nèi)移，擴大礦、焦角差，并增加礦角外環(huán)圈數(shù)，最大限度地提高邊緣礦焦比例，同時增加中心焦圈數(shù)，使平臺的寬窄、位置和漏斗的深淺與邊緣和中心氣流得到了合理的匹配，既保證了邊緣的穩(wěn)定，又使中心透氣性得以改善，最終實現(xiàn)了煤氣利用率的提高和高爐穩(wěn)定性增強。

通過不斷優(yōu)化上部裝料制度, 使其和送風制度匹配,為高爐擴大礦批創(chuàng)造條件，隨著礦批的擴大，料層變厚，軟熔帶焦層的厚度增加，料柱的層數(shù)減少，界面效應(yīng)降低，透氣性增加，更有利于穩(wěn)定上部煤氣流，高爐煤氣利用率由44%提高至46%左右，燃料比降低10 kg/t·Fe，其2015年高爐風量和煤氣利用率變化如圖1所示。

圖1　宣鋼4號高爐風量和煤氣利用率變化趨勢

2.3加強塊礦篩分，減少粉末入爐

塊礦堆放于露天料場，雨、雪季塊礦潮濕，表面黏粉末多，糊篩嚴重，難以篩分，配比提高后必將影響料柱透氣性。為此，必須做好塊礦篩分管理工作，一方面進廠塊礦上倉前必須過篩，另一方面通過督促槽下及時進行清篩，避免過多粉末入爐后導致高爐透氣性變差。

同時密切關(guān)注天氣變化情況，隨時掌握各料種高貯料位，尤其是塊礦，與高貯崗位勤聯(lián)系，在保證料位的情況下，做到塊礦靈活灌倉。在降雨來臨前，提前將塊礦倉灌料至高位，盡量避免灌濕塊礦；若灌降雨后塊礦，則盡量少灌。

2.4適當提高鐵水物理溫度，保證渣鐵良好的流動性

高爐順行的基礎(chǔ)要有充沛均勻的爐缸溫度作為保證，塊礦比提高后這一點更為重要。4號高爐塊礦配比提高到10%左右后，一方面入爐原料硫負荷增加，另一方面高爐爐渣中Al2O3含量增加到14%以上。入爐原料硫負荷增加后，必須通過提高爐渣堿度或溫度脫硫，保證生鐵質(zhì)量[2]，鑒于高爐本身入爐鈦負荷較高，不易再提高爐渣堿度，所以高爐采取適當提高爐缸溫度來保證生鐵質(zhì)量。爐渣中Al2O3含量增加，容易造成爐渣粘度上升，不利于爐渣流動，不利于改善高爐中下部透氣性，甚至可能因長期透氣性變差而產(chǎn)生爐缸堆積現(xiàn)象。提高塊礦配比后，嚴格控制4號高爐爐渣堿度控制在1.10～1.20倍，確保風口理論燃燒溫度在2250 ℃以上，保證鐵水物理溫度穩(wěn)定在1490 ℃以上，隨著高溫區(qū)的下移，既改善料塊狀帶的透氣性又使爐缸熱量充足，爐缸工作均勻活躍。高爐鐵水溫度及[Si]變化如圖2所示。

圖2　宣鋼4號高爐鐵水溫度和[Si]的變化

3　效果

通過以上技術(shù)措施，4號高爐塊礦比逐步提高并穩(wěn)定在15%以上，并且爐況穩(wěn)定，技術(shù)指標不斷優(yōu)化， 2015年1至12月份主要技術(shù)經(jīng)濟指標見表2。

4　結(jié)論

(1)經(jīng)濟料條件下提高塊礦比，縮小風口面積保證足夠的鼓風動能，維持正常的爐缸活躍度,保證爐況穩(wěn)定。

(2)高、低品質(zhì)塊礦同時使用造成軟熔帶不穩(wěn)定，邊緣氣流發(fā)展，上部裝制調(diào)整以穩(wěn)定邊緣，開放中心，微調(diào)邊緣礦石環(huán)數(shù)，保持煤氣流均勻正常。

(3)爐役末期入爐鈦負荷偏高條件下，隨生礦比例增加同時高爐爐渣中Al2O3含量增加，入爐硫負荷升高，采取提高爐缸溫度而不是提高爐渣堿度來保證生鐵質(zhì)量，有利于爐況順行。

表2　宣鋼4號高爐技術(shù)經(jīng)濟指標統(tǒng)計表

[1]曹鋒，李迎輝，潘向東,等．長鋼9號高爐提高塊礦配比冶煉實踐[J]．煉鐵，2011，30(1)：36-39．

[2]墻薔，黃日清，莫朝興，等．提高2000 m3高爐塊礦配比的研究及應(yīng)用[J]．柳鋼科技，2010(煉鐵專輯)：12-16．

STRENGTHENED SMELTING PRACTICE OF INCREASING LUMP ORE PROPORTION ON XUAN STEEL′S NO.4 BF

Chu RunlinZhang LiboWang CongyuanWang Haitao

( Xuansteel Ironworks， Hebei Steel Group)

The practice of increasing lump ore proportion on xuan steel′s No.4 BF was summarized, a series of effective technical measures were adopted, such as shrinking tuyere area to improve the blast kinetic energy,made furnace hearth active, optimizing upper "platform+funnel" burden surface structure to stabilize gas flow distribution, strenghening screening of lump ore to reduce the powder entering the BF, improving molten iron＇s physical hypothermia to ensure slag and iron′s fluidity. The practice indicated that lump ore proportion could be increased from 5% to 15%, stability of blast furnace was obtained and the cost-effective was achieved.

blast furnacelump oresmelting practice

林，工程師，河北.張家口(075100)，河北鋼鐵集團宣鋼公司煉鐵廠；

2016—5—12