淺談降低高爐冶煉燃料比的技術工藝

周海，段麗飛

（江蘇長強鋼鐵有限公司，江蘇 靖江 214500）

近年來，我國各行各業越來越重視節能減排的生產理念，而降低高爐冶煉燃料比，可有效降低熱量消耗，節約燃料，這與我國所提出的綠色、環保生產理念相一致。因此，在進行高爐生產時，應根據不同高爐的容量與實際生產情況，制定出相應的生產措施，以確保生產的經濟性與環保性，促進我國的可持續發展。

1 降低高爐冶煉燃料比的意義

基于高爐的利用系數而言，若想提升其利用系數，應做好以下兩個方面的內容：第一，提升冶煉強度；第二，適當降低高爐的燃料比。我國有很多小型高爐生產，基本是都是借助提高冶煉強度來提升高爐的利用系數，其具體操作為通過配置發風機來提升高爐的生產強度。該種方法雖在一定程度上可提升高爐的利用系數，但也會造成一定的能源浪費。因此，在實際生產過程中，相關人員在提升高爐利用系數的同時，還應注重生產的節能性與保護性。對此，可主要從降低高爐的燃料比方面出發，以提升高爐生產的經濟性。

2 降低高爐冶煉燃料比的技術工藝

2.1 注重冶煉強度的控制

通過筆者多年對高爐實際冶煉情況調查發現，當高爐冶煉的強度低于1.05t/m3·d時，提升高爐冶煉強度，燃料比則會降低；而當高爐的冶煉強度超過1.05t/m3·d時，提升高爐冶煉強度，燃料比則會提升。因此，在進行生產時，可將高爐冶煉強度控制在1.06t/m3·d～1.15t/m3·d，以降低高爐冶煉燃料比。而若是高爐冶煉強度高于1.05t/m3·d時，要想提升產量、高爐冶煉強度，可借助提升富氧率來達到這一目的，此時應不宜使用提升鼓風風量的方法。此種做法的利處在于高爐冶煉強度提升后，燃料比不會升高，并能保持高爐內煤氣量的穩定性，從而提升高爐生產的可靠性[1]。

2.2 保證燃料質量的穩定性

冶煉精料水平對高爐生產的經濟效益具有重要影響，是整個工作開展的基礎與保障，因此，應注重控制冶煉精料質量，不斷提升冶煉精料水平，以提升高爐生產的經濟性。在冶煉精料時，應燃料的強度較大，燒結礦的堿度含量要高，入爐材料的含鐵質量較高。高品質作為高爐冶煉精料技術的核心內容，生鐵產量應提高2.5%，高爐燃料比需下降1.5%，入爐的品位應提升1%。但由于高品質的礦石價格在不斷地上升，造成冶煉時不能過高地追求品質。目前，我國高爐生產還存在著燃料質量不穩定現象，這不利于生產的順利進行。而冶煉精料技術對燃料質量穩定性的要求較高，因此，在生產時，除要確保材料品質之外，還應保障燃料質量的穩定性。在進行高爐生產時，應將礦石的品位的波動范圍控制在標準值的±0.5%，使燃料比降低1%，堿度保持在標準值的±0.05。目前，我國燃料比對高爐生產的影響較為突出，特別是高噴煤燃料比。大型高爐對冶煉強度、燃料比的要求更高，其燃燒材料的反應性CRI＜27%，反應后冶煉強度CSR＞67%[2]。近年來，高爐燃燒材料質量得到了有效的提升，高爐所使用的燃燒材料，像是焦炭，反應性CRI為30%～32%，反應后的強度CSR為57%～62%。在運用精料冶煉時，還應適當提高熟料比，選擇使用顆粒較小的燃料，并且保證燃料的顆粒大小要均勻，無有害雜質，以進一步提升精料冶煉水平。

2.3 規范高爐操作流程

（1）減少熱量損失。在高爐生產過程中，爐腹與爐腰的熱負荷量最大，占整體高爐熱負荷量的20%與25%。因此，若想減少高爐的熱量損失，應主要從這兩個位置點進行出發。對此，應保證高爐一直處于生產狀態，以避免高爐生產中斷而造成一定的熱量損失。在具體生產過程中，應選擇具有較好隔熱性及導熱性的耐火磚，以有效控制爐內溫度。

（2）提高煤氣中的二氧化碳量。在增添煤氣中的二氧化碳含量時，應處理好布料，即在改善煤氣流分布結構的前提條件下，通過利用熱風中的熱能來傳遞爐料，以提升爐內礦料的還原反應速率。在高爐生產過程中，可運用裝料制度與科學送風來解決煤氣流之間的矛盾，降低燃料比。此外，還可借助現代化的裝料設備來實現多種方式的布料傳遞[3]。根據高爐的實際生產情況而言，大量上料的方式可有效提升煤氣流的穩定性與透氣性，拉遠燃料與爐中心位置間的距離。簡單而言，高爐生產中適當地增加煤氣中二氧化碳量，有助于生產效率與產量的提升。因此，在實際生產中，應根據生產需求及高爐性能，通入適量的二氧化碳，以促進礦石的反應速率。以2000m3的高爐而言，二氧化碳含量應占到爐內總空氣含量的22%～25%。高爐煤氣流的主要分布情況為：在高爐送風位置，進行一次分布，主要通過調節風口長度與風口直徑來實現的，爐內的風速應保持在190m/s～220m/s，以保障高爐的通風性。在軟熔帶位置，實施二次分布。軟熔帶的性質、寬度主要由礦石冶金效能與風溫而定。與此同時還應確保軟熔帶氣溫具有較好的流動性。在軟熔帶上面的位置，便可對煤氣流進行第三次分布。其主要借助合理的布料來實現的。為提升煤氣流的透風性，可采用中心加料方法來進行布料。為提升燒結礦的還原性與透氣性，可對燒結礦與焦塊進行混合處理，以節約燃燒材料。高爐布料的角度表詳見下表1。

表1 高爐布料角度表格

（3）科學運用高壓操作技術。有關高爐生產調查研究發現，若是爐頂的煤氣壓力每提高10kPa，高爐的生產量將會增加1.8%左右，燃料比將會下降3%，有助于冶煉工作的順利、高效開展。在爐頂壓力持續上升的情況下，高爐的生產效能會隨之降低。因此，在進行生產時，應將爐頂壓力控制在一定范圍內，以保障高爐生產的經濟效能[4]。爐頂壓力提高后，會加快高爐內部反應的進行，減少波動情況的發生，實現鐵礦石的還原反應。與此同時，還可在中熱風與熱風傳遞的過程中，減少爐塵吹出量，以提升TRT發電量?；诓煌郀t的爐頂煤氣壓力分布情況如下表2。

2.4 確保高風溫

爐內良好的高風溫可有效提升爐內的風速與活躍性，在一定程度上可減少熱量流失。高溫條件下的煤粉分解，可有效提升煤粉的燃燒效能。在進行大噴煤處理時，應控制好煤粉的燃燒率，以確保生產的經濟性。

由于噴煤比的不斷提升，所以，高爐的風溫應隨之提高，保持在1150℃～1200℃，并實施全風口噴吹，以加快煤粉的燃燒效率，促進生產的高效、快速進行。當熱風溫度上升到100℃時，應適當降低燃料比，控制在15kg/t～20kg/t，并將風口的燃燒溫度提高到70℃，以提升高爐生產效率[5]。

表2 不同高爐的頂壓分布情況

3 結語

總而言之，在運用降低高爐冶煉燃料比技術工藝時，應加強控制冶煉強度，不斷提高礦石品位，維持好燃料質量的穩定性，并保持高風溫，以確保生產的經濟性與高效性。與此同時，還應合理運用高壓操作技術，根據不同的高爐容積，制定相應的爐頂壓力，并適當提升爐內二氧化碳的含量，提升煤炭的燃燒率，以提升高爐生產的環保性與節能性，促進我國高爐冶煉工藝水平的進一步提升。

（4）提高煤粉的燃燒率。當對高爐進行大噴吹處理時，爐內的煤氣量將會增加，焦炭量將會減少，爐內燃料的下降空間將會減小，下部的壓差隨之變大，同時，未進行燃燒的煤粉將會增多，此時，容易出現料柱堵塞，煤氣流的分布較為紊亂，不利于高爐生產的順利進行。因此，可使用富氧鼓風與高風溫噴吹方式，提升煤粉的燃燒率，使燃料充分發揮出自身價值。在進行噴吹處理時，應將氧氣量調整為總量的2%～4%。