探析高爐鐵水硅含量變化趨勢的影響研究

李虎 盧志剛

1.研究背景

在鋼鐵行業中高爐煉鐵是比較復雜的環節，在高爐煉鐵過程中有大量的輸入值和輸出值，而且隨著時間的變化而變化，因此，在高爐煉鐵過程中為了確保其穩定性和安全性的運行，高爐內部的溫度控制需要高效的生產。本文以探析高爐鐵水硅趨勢的預測為研究對象，分別分析生鐵硅含量的現狀波動、煤粉質量對生鐵硅含量的影響和入爐料綜合品位的影響，進一步分析高爐鐵水硅趨勢的影響。

1.生鐵硅含量的波動原因

在鋼鐵冶金行業中高爐鐵水中生鐵含硅量的穩定性需建立在高爐穩定的基礎上，生鐵含硅量存在的含量越穩定，最后使得其產量也會越高，同時穩定并降低生鐵硅的含量是降低綜合焦比最直接的措施，所以生鐵含硅量與產量及綜合焦比有較強的相關性。

通過學者的研究分析了解到硅的單值控制分析中得出，單獨值的數值范圍為0.0-1.6，日期范圍為2010年01月01日-2016年06月08日，硅的單值集中聚集在0.2-0.5之間，從2010年01月01日到2016年06月08日區間，生鐵平均硅含量波動比較大，最大值為1.59%，最小值為0.2%，平均值為0.38%，其中硅含量波動較大的區間主要有3次。

高爐產量走勢控制研究中得出，單獨值的范圍為0-5000，產量主要集中在3800-4900之間，從2010年01月01日-2016年06月08日硅含量的單值出現次數比較多，在2010年12月、2011年01月、2015年12月硅的單值較高而且集中。前期2010年初，產量逐漸增多，綜合焦比也呈上升趨勢，但到2010年10月，綜合焦比迅速降低，在2010年11月到2011年2月產量明顯降低，綜合焦比升高，因可判斷此期間為爐況波動期。

在2011年2月以后，爐況恢復正常，產量逐步回升到正常水平，為4500t/d，綜合焦比進而有降低趨勢。第二次產量和綜合焦比大幅波動也集中在2011年7月到2012年4月，期間，產量呈階段性降低趨勢，產量低，消耗高;到2012年8月以后，產量明顯升高，此期間創造了日產5062噸的記錄，綜合焦比呈明顯下降趨勢。第三次產量失常，綜合焦比增高，發生在2015年8月以后，尤其是2016年以后，日平均產量在4000t/d以下，綜合焦比由470kg/t下限升高到500kg/t以上。

由此可看出，整個爐役期間，生鐵硅含量及產量、綜合焦比是呈階段性變化趨勢。可以看出將外部環境原料市場和內部爐況波動相結合，首先在爐役前期階段，爐溫控制較高，且波動較大;其次在爐役中期階段爐溫呈下行趨勢，并能夠長時間保持穩定的狀態，最后，在爐役階段后期，因為受到冷卻壁侵蝕及水溫差高的影響，爐溫再次控制到上限并波動較大。

在2011年7月，由于鋼鐵行業中在生產過程中使用低質量、材料低價格，從而導致爐溫再次有波動的情況出現，使整體的產量降低，綜合焦比上升。伴隨著生產條件的成熟發展，各項操作的配合，爐役中期階段使得產量逐漸提升并創造了日產5062噸的記錄，同時綜合焦比呈明顯下降趨勢，生鐵成本大幅降低，待到爐役后期，受護爐限制，產量降低，綜合焦比上升。其中爐役前期，低產量次數較多，對應的綜合焦比升高，生鐵含硅量波動大，且爐溫偏高，主要受計劃檢修，減風、慢風，休風的影響，待中后期，低產量次數明顯減少。

2.煤粉質量對生鐵硅含量的影響

在鋼鐵行業中煤粉質量對生鐵硅的含量同樣有一點的影響，受國家社會市場經濟的影響，鋼鐵企業的煤粉質量波動較大，特別是煤粉發熱值的波動會增大，呈現出階段性的波動狀態。在研究過程中發現煤粉的發熱數值過低，長期低于大約7000大卡，因此導致加入爐內的還沒有燃煤粉的增多，會發生堵槍情況以至于多個風口噴射的煤粉不均勻，最終使整個環境空間中的透氣性變差，高爐內的下部軟熔帶和滴落帶的部分會有爐渣滯留，甚至嚴重的情況會使液泛發生，最終導致鐵水硅含量隨煤粉質量波動，影響穩定硅含量鐵水的連續生產。

3.入爐料綜合品味的影響

目前經濟市場中鋼鐵行業依然是主要的支柱產業，并不斷的隨著鋼鐵事業的市場形勢而不斷變化，不斷的鐵水成本，使其利潤的空間減小，因此，許多鋼鐵企業為了自己的企業公司能夠在經濟市場的快速變化中能夠正常生存，極力扭轉此種現象，鋼鐵公司采用低質量、原料低價格來進行高爐煉鐵的生產，隨著配加8%個配比的低品低價料，入爐料的綜合品位由57%呈斷崖式降到53%左右，最低到52%。

進入高爐煉鐵的低品位、低價料的過程中鐵水成本有一定幅度的下降，但由于進入高爐煉鐵的綜合品位的逐漸下降，焦炭質量也在不斷惡化，會導致殘渣量上升，給高爐生產及高爐的使用期限帶來了一系列的不利影響，也導致了爐況的再次波動。如此大的品位波動導致各項指標操作參數大幅調整，以維持穩定爐況，為此生鐵含硅由0.3%控制到0.4%以上。因此，大幅調整入爐料的綜合品位會導致爐況惡化、從而影響鐵水硅含量的控制。

總結

本文以探析高爐鐵水硅含量變化趨勢的預測為研究對象，分析生鐵硅含量的波動原因從中得出生鐵硅含量、產量、綜合焦呈階段性波動;分析煤粉質量對生鐵硅含量的影響得出鐵水硅含量隨煤粉質量波動，影響穩定硅含量鐵水的連續生產;分析入爐料綜合品味的影響得出大幅調整入爐料的綜合品味會導致爐況情況變差，從而影響鐵水硅的控制。

參考文獻

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[3]金東浩，毛舒月.基于優化SVM模型的高爐鐵水[Si]動態預報[J].冶金管理，2020（06）：28-29.

作者簡介：

李虎，男，1974年2月出生，漢族，籍貫：河北唐山，本科學歷，助理工程師，研究方向：冶金、煉鐵生產，工作單位：唐山金馬鋼鐵集團有限公司。

盧志剛，男，1977年9月出生，漢族，籍貫：河北唐山，大專學歷，助理工程師，研究方向：冶金、煉鐵生產，工作單位：唐山金馬鋼鐵集團有限公司。