重鋼原料結(jié)構(gòu)調(diào)整煉鐵生產(chǎn)實踐

蒲 軍,楊 玻,劉晶波

(重慶鋼鐵股份有限公司,重慶 400080)

重鋼原料結(jié)構(gòu)調(diào)整煉鐵生產(chǎn)實踐

蒲 軍,楊 玻,劉晶波

(重慶鋼鐵股份有限公司,重慶 400080)

由于鐵前成本較高,2014年重鋼進(jìn)行了原料結(jié)構(gòu)調(diào)整,高爐冶煉的原料條件變差,通過采取各種措施,確保了高爐生產(chǎn)基本穩(wěn)定順行,并取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。

原料結(jié)構(gòu);調(diào)整;措施;指標(biāo)

1 引言

重鋼現(xiàn)有3座2500 m3高爐,一座1750 m3高爐,在原料結(jié)構(gòu)調(diào)整前大量使用澳粉、巴粉及澳塊礦,鐵前成本較高,2014年通過采購低價礦,鐵前系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中不斷摸索、總結(jié)、采取系列應(yīng)對措施,保證了高爐生產(chǎn)基本穩(wěn)定順行,取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。

2 原料結(jié)構(gòu)變化基本情況

在公司原料結(jié)構(gòu)調(diào)整前澳粉、巴粉兩種主流礦粉在混勻礦的配入比例達(dá)80%,配入混勻礦的料種一般為6個品種,鑒于兩種主流礦粉成本高,其性價比相對非主流礦較低,公司及時調(diào)整了原料結(jié)構(gòu),采購了多種非主流礦,如印尼粉、馬來粉、斯威士粉、印度粉、伊朗粉、毛里塔尼亞粉、洪都拉斯粉、低品位的卡拉澳粉等,生產(chǎn)混勻礦的料種多達(dá)14個品種。在高爐入爐塊礦方面,采購性價比較高的印尼塊、馬來西亞塊、伊朗塊、卡拉拉塊等塊礦,降低澳塊礦的使用量。通過調(diào)整原料結(jié)構(gòu),使配礦成本得到了大幅下降,但也出現(xiàn)了一些新的問題。

2.1 非主流礦粉粘料嚴(yán)重,碼頭卸載困難

由于非主流礦粉品位低,水分重,SiO2和Al2O3含量較高,從2014年4月份開始,非主流礦粉品種逐漸增多,特別部分礦粉粘性太強(如印尼粉、馬來粉、斯威士粉、洪都拉斯粉等),并且在混勻礦中的配入比例較高(最高達(dá)到27.5%),堵料嚴(yán)重,碼頭卸載保產(chǎn)困難。

2.2 燒結(jié)礦品位下降,冶金性能變差

2014年公司實施經(jīng)濟配礦后,燒結(jié)混勻礦中的主流礦及精粉比例降低,由20%下降至10%,以及雜粉礦中Al2O3含量較高,雜粉比例增加,使得燒結(jié)礦品位由2013年的54.97%降低到2014年的51.43%,且SiO2和Al2O3含量增加,熔劑消耗也大幅增加,見表1,特別是Al2O3含量達(dá)到了2.66%,導(dǎo)致低溫還原粉化指標(biāo)RDI變差,由之前的68%降低到58%左右,最低值只有54.5%,嚴(yán)重影響高爐料柱的透氣性。

表1 燒結(jié)熔劑消耗情況

2.3 高爐熟料率下降,雜塊礦比例增加

2014年因燒結(jié)礦品位下降,高爐爐料結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,熟料率有所降低,雜塊礦替代澳塊礦比例增加,全年為8%,最高達(dá)到15%左右。由于雜塊礦粘倉嚴(yán)重,特別是遇到落雨天氣,不僅影響篩分效果,導(dǎo)致入爐粉末增加,而且也易引起下料不準(zhǔn),礦批波動大,造成爐況波動,并且軟化溫度較低的生礦代替球團(tuán)礦或者燒結(jié)礦,軟熔帶變寬,高爐接受風(fēng)量能力變差。

2.4 入爐礦綜合品位低,渣鐵比高

2014年公司實施經(jīng)濟配礦后,高爐入爐綜合品位僅為51%左右,按照煉鐵經(jīng)驗數(shù)據(jù),入爐礦綜合品位每下降1%綜合焦比將升高1.5%,綜合焦比大幅上升,且渣鐵比達(dá)500kg/t以上,影響爐缸的透氣透液性能。

2.5 有害元素增加

有害元素包括鐵水中的P、S、As、Gr等元素以及Zn和堿金屬等,特別是高爐入爐堿金屬含量及Zn負(fù)荷都大大高于行業(yè)規(guī)定值,其中堿金屬K2O與Na2O合計含量達(dá)到4.071 kg/t,高出行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1.07 kg/t,Zn負(fù)荷為0.552 kg/t,高出行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)0.402 kg/t,而堿金屬及Zn都極易在高爐內(nèi)循環(huán)富集,引起爐墻結(jié)厚及破壞高爐順行。

2.6 鐵水中Ti含量增加,鐵水易粘包、結(jié)殼

2014年由于高爐配料增大了釩鈦礦入爐比例,由以前的5%左右增加到13%左右,造成鐵水Ti含量增加,由0.16%增加到0.22%,爐渣中的TiO2含量也由以前的2%～3%增加到目前的5%以上,使鐵水罐更容易結(jié)殼、結(jié)蓋,特別是2014年9月底到10月份,煉鐵廠的鐵水罐在裝滿鐵水后運往煉鋼廠的過程中就出現(xiàn)多個結(jié)殼、結(jié)蓋現(xiàn)象,嚴(yán)重影響了公司的正常生產(chǎn)。

3 生產(chǎn)應(yīng)對情況

3.1 混勻礦加工

(1)對碼頭給料斗、梭槽等設(shè)備進(jìn)行了改造,增大碼頭難卸物料量,增大汽車運輸量,保障各種礦粉特別是難卸品種能按經(jīng)濟配礦要求配入。在后期工作中,逐步采購了難卸品種的替代品,減少了難卸品種物料量,有利于碼頭卸載保產(chǎn)工作。

(2)新建雜塊礦預(yù)混勻、預(yù)篩分系統(tǒng),在碼頭卸載后對2～3種成分較接近塊礦進(jìn)行預(yù)混勻、預(yù)篩分,減少入高爐塊礦品種,塊礦成分也相對較穩(wěn)定,緩解粘倉現(xiàn)象,單批爐料配入也更加準(zhǔn)確;針對各種非主流礦粉成分波動大、有害雜質(zhì)含量較高等情況,根據(jù)公司生產(chǎn)計劃對鐵水成分和成本等要求,對每堆混勻礦各種原料進(jìn)行優(yōu)化組合,合理確定配比。

3.2 加強燒結(jié)生產(chǎn)管理及工藝優(yōu)化

由于混勻礦配入較多粘性強的物料和增量的石灰石粉,鐵料倉、熔劑倉粘結(jié)嚴(yán)重,加強對配料倉內(nèi)部粘結(jié)清理和改造,提高配料的準(zhǔn)確性;燒結(jié)生產(chǎn)采取了厚鋪慢轉(zhuǎn)的操作方針,適當(dāng)提高固體燃料的用量,將燒結(jié)礦中FeO控制在8%以上以保證燒結(jié)礦質(zhì)量;針對原、燃、熔劑成分和水分波動大,通過勤觀察和調(diào)整,確保燒結(jié)礦質(zhì)量的穩(wěn)定;向成品燒結(jié)礦噴灑CaCl2溶液,改善燒結(jié)礦的低溫還原粉化性能,見表2。

2013年、2014年燒結(jié)礦質(zhì)量對比情況見表3。

3.3 焦炭質(zhì)量保障

2014年由于原料條件不太好,入爐礦綜合品位仍然較低,焦炭在爐內(nèi)的骨架作用就顯得尤為重要,除重視焦炭冷態(tài)強度外,高爐也越來越重視焦炭熱強度的提高,并且公司開展了焦碳質(zhì)量攻關(guān)。2014年焦碳M40基本上保持在88%以上,M10小于7%,反應(yīng)后強度大于52%,高爐入爐干熄焦比例大于96%。

表2 噴灑CaCl2溶液后燒結(jié)礦質(zhì)量對比情況

表3 2013年、2014年燒結(jié)礦質(zhì)量對比情況

3.4 加強原料跟蹤及槽下篩分工作

原燃料的質(zhì)量波動對爐況的影響巨大,公司及煉鐵工序特別重視對原燃料質(zhì)量的跟蹤,包括原燃料的各項理化指標(biāo),粒級的變化,以及焦炭熱性能的變化等,要求所有入廠的雜礦必須過篩,高爐要管理好槽下的各類篩子,及時清理槽下各類振動篩,確保有效篩分;工長要對每次入倉的原燃料質(zhì)量情況做到心中有數(shù),原燃料質(zhì)量出現(xiàn)較大波動時應(yīng)立即調(diào)整使用的品種和用量;當(dāng)原燃料配比調(diào)整、理化指標(biāo)出現(xiàn)波動等情況時,應(yīng)及時向高爐預(yù)警,以便高爐提前應(yīng)對以確保高爐的順行。

3.5 高爐生產(chǎn)應(yīng)對

在爐料結(jié)構(gòu)調(diào)整初期,高爐不時出現(xiàn)爐溫波動大、管道行程、滑料及懸料現(xiàn)象,高爐操作上也顯得經(jīng)驗不足,采取退焦炭負(fù)荷、改全焦、休風(fēng)堵風(fēng)口等措施,爐況恢復(fù)后不能維持較長時間的穩(wěn)定。在應(yīng)對初期走了一些彎路,經(jīng)過不斷摸索總結(jié),通過采取控制適宜冶煉強度、縮小風(fēng)口面積、上部煤氣流調(diào)整等一系列措施使?fàn)t況逐漸轉(zhuǎn)順,并維持了長期的穩(wěn)定順行。

3.5.1 冶煉強度控制

適擇適宜的冶煉強度是穩(wěn)定送風(fēng)制度的基本前提,也是制定高爐冶煉方針的重要依據(jù)[1]。為此,當(dāng)公司配礦調(diào)整后,高爐入爐礦品位由之前的55%左右降低到51%左右。由于高爐冶煉條件變差,在順行的基礎(chǔ)上,高爐冶煉強度也適當(dāng)降低,由之前的1.20 t/m3·d左右調(diào)整到1.13 t/m3·d左右,穩(wěn)定了煤氣流的分布。

3.5.2 上部裝料制度調(diào)劑

因非主流礦帶入高爐的粉末及鉀、鈉等有害元素多,導(dǎo)致在高爐爐身中上部極易粘接、結(jié)厚,影響煤氣流合理分布和高爐順行,通過前期處理爐況失常的生產(chǎn)實踐,形成了統(tǒng)一認(rèn)識,高爐煤氣流分布在保證中心較強煤氣前提下需適當(dāng)發(fā)展邊緣氣流,保持兩條煤氣通路,是當(dāng)期原料條件變差后維持爐況長期穩(wěn)定順行的重要前提。

3.5.3 下部送風(fēng)制度調(diào)劑

爐渣成分的變化特別是渣中Al2O3、TiO2含量的增加,導(dǎo)致爐渣黏稠,再加上高爐冶煉強度的降低,從而極易引起爐缸中心不活躍和爐況憋風(fēng)等問題。為此,高爐采取了適當(dāng)縮小風(fēng)口面積,將部分風(fēng)口小套φ130 mm和φ120 mm水箱縮小為φ120 mm和φ110 mm,風(fēng)口縮小后1#2500 m3高爐總送風(fēng)面積由原來的0.343 2 m2調(diào)整為0.313 6 m2,并且將3個φ120 mm風(fēng)口小套改為長水箱,長度由550 mm更換為640 mm,從而解決爐缸中心吹不透的問題。

3.5.4 造渣制度調(diào)整

由于高爐配加有印尼塊礦以及燒結(jié)混勻礦中配加印尼粉,使得高爐渣中Al2O3含量升高較多,加上高爐入爐釩鈦礦比例增加,對爐渣流動性和爐況產(chǎn)生較大影響。為確保高爐渣具有良好的流動性以及足夠的脫硫能力,高爐渣除了控制二元堿度在1.2以上外, MgO/Al2O3也基本保持在0.55以上。

3.5.5 適度降低噴煤比

隨著高爐入爐礦品位的降低,高爐噴煤比由145kg/t左右逐漸降低到130kg/t左右,改善了噴吹效果和料柱的透氣性。

3.5.6 加強爐前渣鐵排放

隨著公司配礦結(jié)構(gòu)調(diào)整導(dǎo)致的渣鐵比升高較多,爐前渣鐵排放的好壞對爐況的穩(wěn)定順行至關(guān)重要。渣鐵排放不暢會導(dǎo)致高爐憋風(fēng)、跑不起料、甚至爐況失常,煉鐵工序加強了渣鐵排放的精細(xì)化管理:①不同鐵口出鐵盡量零間隔,要求小于10 min。②鉆頭控制主要服從渣鐵在爐內(nèi)的生成量,確保鐵水流速控制4.2～4.8 t/s,鉆頭選用φ58 mm、φ60 mm、φ62 mm三種規(guī)格。③嚴(yán)格控制打泥量2～2.5格,打泥壓力20 MPa左右,以保持穩(wěn)定的鐵口深度在2.8～3.2 m。④加強泥套的維護(hù),做到勤檢查、勤修補,堵口時必須保證泥套表面無掛渣,杜絕漏泥現(xiàn)象。⑤凡因操作、設(shè)備、炮泥質(zhì)量等原因?qū)е赂郀t休風(fēng)、慢風(fēng)必追究責(zé)任。

4 實施效果

在公司原料結(jié)構(gòu)調(diào)整前及調(diào)整過程中,鐵前系統(tǒng)通過不斷的摸索總結(jié),高爐冶煉外部條件得到較好保障,高爐冶煉工藝操作有效應(yīng)對,確保了高爐生產(chǎn)的穩(wěn)定順行,并取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo),見表4。

表4 2013年、2014年高爐主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)對比

5 結(jié)語

2014年重鋼進(jìn)行原料結(jié)構(gòu)調(diào)整,在高爐原料條件變差的情況下,鐵前系統(tǒng)采取積極應(yīng)對措施,在外部條件保障上重視焦炭和燒結(jié)礦質(zhì)量,特別是焦炭的熱性能指標(biāo)、干熄焦率和燒結(jié)礦的低溫還原粉化性能,高爐操作應(yīng)對上控制適宜的冶煉強度以及上下部操作制度的調(diào)整優(yōu)化,并加強爐外渣鐵排放和槽下篩分工作,使高爐的穩(wěn)定順行得到了保證。

[1] 周傳典.高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊[M].冶金工業(yè)出版社,2003:327.

Production Practice of Raw Materials Structure Adjustment at CISC

PU Jun,YANG Bo,LIU Jing-bo

(Chongqing iron and steel Co.,Ltd.,Chongqing 400080)

Because the cost of iron-making was high,CISC adjusted the structure of raw material in 2014,but the conditions of BF were deteriorated.After various measures were adopted,the smooth running of BF was ensured,and good technical and economical indicators were achieved.

structure of raw material,adjustment,measures,indicators

TF543

A

蒲 軍,工程師,主要從事煉鐵生產(chǎn)技術(shù)管理。

1001-5108(2016)05-0018-04