淺談高爐煉鐵原燃料質(zhì)量改善對(duì)策

劉 鑫

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北 唐山 063200）

1 相關(guān)概況

某鋼廠高爐正式投入以來(lái)，生鐵產(chǎn)量、利用系數(shù)、入爐焦比等各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，高爐運(yùn)行一直保持穩(wěn)定健康狀態(tài)。然而，隨著市場(chǎng)以及原燃料采購(gòu)等多個(gè)因素的影響，高爐煉鐵原燃料質(zhì)量持續(xù)下降，特別是焦炭熱性能以及燒結(jié)礦成分占比波動(dòng)都是比較大的，對(duì)于高爐的順利運(yùn)行以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都會(huì)造成十分嚴(yán)重的沖擊。所以，對(duì)高爐實(shí)施原燃料管理，全面提升富氧以及頂壓，還有風(fēng)溫，持續(xù)擴(kuò)大礦批等系列措施，從而通過(guò)爐外原燃料的管控措施實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)的高效運(yùn)行。

2 原燃料質(zhì)量變化對(duì)高爐煉鐵的影響

有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，截至2020年上半年，在72個(gè)重點(diǎn)企業(yè)統(tǒng)計(jì)（包含12個(gè)單位沒(méi)有經(jīng)營(yíng)煉鐵業(yè)務(wù)）當(dāng)中有36個(gè)鋼鐵企業(yè)每年的煉鐵工序能耗相比較往年升高了很多，最大升幅達(dá)到了64kg/t，而且升幅超過(guò)了24kg/t，實(shí)現(xiàn)指標(biāo)升幅的企業(yè)一共達(dá)到了21個(gè)。另外，還有42家企業(yè)入爐焦比明顯升高，最大的升幅達(dá)到了125kg/t。從爐外角度分析，導(dǎo)致以上變化的根本原因就是由于煉鐵原燃料質(zhì)量變差了。

最近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)工業(yè)水平雖然在不斷提升，但是和其他發(fā)達(dá)國(guó)家比較，我國(guó)的冶金焦質(zhì)量依然比其他國(guó)家低很多，尤其是灰份比較低（通常維持在8%左右），而且M10比較低（維持在6%到7%之間），還有，含硫量也比較低（＜0.6%）。此外，國(guó)內(nèi)高爐煉鐵廠對(duì)于提升高焦炭的質(zhì)量存在認(rèn)識(shí)不夠的問(wèn)題，這也是導(dǎo)致我國(guó)高爐煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相比較國(guó)外先進(jìn)國(guó)家來(lái)說(shuō)存在巨大差距的主要原因之一。對(duì)此，一些大型高爐煉鐵廠應(yīng)當(dāng)充分認(rèn)識(shí)到，應(yīng)用大高爐必須提升焦炭質(zhì)量，因?yàn)榇蟾郀t對(duì)焦炭質(zhì)量方面做出的要求必然要比中小高爐高出許多。如果高爐擴(kuò)容了，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可能會(huì)持續(xù)變差，因此，很多企業(yè)在提升經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)方面都承受過(guò)十分深刻的教訓(xùn)。從目前情況來(lái)看，很多中小高爐使用的焦炭質(zhì)量都會(huì)比大高爐高出很多，也能夠創(chuàng)造出更好的煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，這個(gè)問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)國(guó)內(nèi)大高爐企業(yè)的重視。

高爐原燃料—燒結(jié)礦、球團(tuán)礦的質(zhì)量好壞也是衡量高爐能否正常運(yùn)行的重要指標(biāo)，從具體的生產(chǎn)實(shí)踐可以看出，燒結(jié)以及球團(tuán)轉(zhuǎn)鼓指數(shù)如果每提升1%，那么高爐產(chǎn)量就能夠提升1.9%。此外，高爐煉鐵對(duì)于原燃料的顆粒度也有著非常高的要求，要求顆粒度比較小，而且要均勻，顆粒大小要穩(wěn)定。并且，粒度上限規(guī)定的具體區(qū)間應(yīng)當(dāng)非常窄，必須控制大塊顆粒混入其中。此外，天然礦石塊礦入爐粒度從以前的10mm~40mm下降到了8mm~30mm的時(shí)候，那么高爐的摻量就可以增加到9.6%，而且焦比將會(huì)下降3.1%。此外，入爐礦品位以及堿度也會(huì)對(duì)高爐煉鐵的質(zhì)量帶來(lái)影響。

3 提升原燃料質(zhì)量的有效措施

3.1 提高焦炭質(zhì)量的措施

第一，優(yōu)選煉焦煤以及優(yōu)化配煤比。我們應(yīng)當(dāng)對(duì)硬煤以及非焦煤重新細(xì)磨，并且和入爐煤混勻之后再使用，可以有效提升焦炭強(qiáng)度。要把裝爐煤的其中一部分做好壓塊成型處理，在進(jìn)行壓塊成型處理的時(shí)候還可以添加一些焦油，比如可以采取混均以及壓成煤球等具體的方法進(jìn)行處理，還要和散狀煤料進(jìn)行混合之后裝入爐內(nèi)進(jìn)行煉焦，獲得的效果和搗固煉焦是十分相似的，所達(dá)到的煤密度能夠達(dá)到800km/m3，有助于提升焦炭質(zhì)量。把煉焦煤放入到焦?fàn)t外進(jìn)行搗固，能夠讓堆積密度提升到950kg/m3~1150kg/m3，能夠有效提升焦炭M40的數(shù)值至少1%~6%，而且還能夠降低M10值大約2%~4%，也能至少提升1%~6%的CSK數(shù)值。第二，采用干法熄焦的做法，能夠讓焦炭M40的數(shù)值提升3%到8%，也可以讓M10數(shù)值降低0.3%到0.8%，而且粒度比較均勻，能夠降低反應(yīng)性。第三，采用水少熄焦的做法。這種做法不僅具備干法熄焦的諸多優(yōu)點(diǎn)，但是也存在一定的缺陷，比如焦的余熱很難回收，而且運(yùn)行費(fèi)用也能夠有效降低。第四，持續(xù)降低焦煤水份，不僅可能節(jié)能，同時(shí)還能提升焦炭堆積密度。能夠讓水份占比控制到6%左右，而且讓堆積密度也能夠提升約4%～7%。

3.2 提升燒結(jié)礦質(zhì)量的措施

相比較其他要素，高堿度燒結(jié)礦有著典型的強(qiáng)度好以及含F(xiàn)eO低，而且還原性好以及軟化溫度比較高的特點(diǎn)，其還原粉化率也比較低。其中，高堿度通常指的是堿度維持在1.8~2.0之間。但是，不同企業(yè)應(yīng)當(dāng)結(jié)合企業(yè)自身的情況以及使用礦石的特殊性能來(lái)決定企業(yè)燒結(jié)礦的堿度。比如，通過(guò)研究可以看出，第三代燒結(jié)礦堿度最好維持在1.39，而且強(qiáng)度最好。此外，燒結(jié)礦所用礦粉粒度還應(yīng)當(dāng)控制到8mm之下，溶劑以及焦粉的粒度都應(yīng)當(dāng)維持在3mm以下，如果粒度高于3mm應(yīng)當(dāng)進(jìn)行重新破碎處理，保證焦粉粒度在0.25mm以下最好，而且粒度越小越好。提升燒結(jié)礦質(zhì)量最為關(guān)鍵的要素是要對(duì)原料進(jìn)行混勻處理，還要進(jìn)行制粒處理。原料一次混合的時(shí)候要控制好水份的配比，比如磁鐵礦以及赤鐵礦水份的占比維持在7%到9%之間，波動(dòng)范圍應(yīng)當(dāng)小于0.5%。此外，一次混合時(shí)水量增加的比例應(yīng)當(dāng)增加至總量的90%之上，從而保證物流的制粒以及潮濕度。在進(jìn)行二次混全處理的時(shí)候，其主要任務(wù)是進(jìn)行強(qiáng)化制粒處理。一次混合以及二次混合的具體時(shí)間比應(yīng)當(dāng)是2:1，兩次混合的總時(shí)長(zhǎng)為9分鐘。但是，也要結(jié)合所處不同企業(yè)的具體情況進(jìn)行處理，比如北方企業(yè)如果在冬天進(jìn)行混合的畫，那么要先對(duì)混合料進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱到燒結(jié)礦飛起溫度的露點(diǎn)之上。也可以把細(xì)粒礦粉實(shí)現(xiàn)做好制粒處理，之后再和粗粒級(jí)組份做出混合。在具體的制粒過(guò)程當(dāng)中，還可以加上些微的皂土。還要對(duì)燒結(jié)機(jī)的點(diǎn)火溫度進(jìn)行有效控制。除此之外，對(duì)于燒結(jié)機(jī)內(nèi)的料層厚度以及機(jī)速，還有減少漏風(fēng)等各項(xiàng)技術(shù)措施加以應(yīng)用都可以提升燒結(jié)礦的質(zhì)量。

3.3 提升球團(tuán)礦質(zhì)量的措施

具體的做法是保證-200網(wǎng)目粒度的精礦粉高于85%，要對(duì)粒度較粗的礦數(shù)做出潤(rùn)磨。在具體造球的時(shí)候可以適當(dāng)添加一些水分以及皂土，或者是添加一些有機(jī)皂土，這種做法有助于礦粉成球以及提升生球強(qiáng)度。另外，也可以使用大型鏈篦機(jī)，使用回轉(zhuǎn)窯培燒工藝能夠提升球團(tuán)礦質(zhì)量，有助于對(duì)球干燥以及焙燒維持均勻和穩(wěn)定的狀態(tài)。

4 強(qiáng)化料場(chǎng)科學(xué)管理

4.1 優(yōu)化料場(chǎng)堆存方式

對(duì)于料場(chǎng)的各種原燃料，要形成科學(xué)的堆存管理，特別是煤料場(chǎng)，品種多，料量大，面積廣，要進(jìn)行模塊化管理——即將高爐噴吹煤、國(guó)內(nèi)煉焦煤、進(jìn)口煉焦煤等按照分割區(qū)域堆存，既能避免各個(gè)煤種的相互混料風(fēng)險(xiǎn)，又能保證煉焦煤配煤前的入爐質(zhì)量。在近幾年，很多企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始了堆取料機(jī)無(wú)人化的探索與發(fā)展，通過(guò)數(shù)字化的操作，避免了由于人為的干預(yù)造成的原燃料質(zhì)量的波動(dòng)。

4.2 料場(chǎng)配套設(shè)施的完善

料場(chǎng)的管理是針對(duì)原燃料管理的基礎(chǔ)性工作，首先是加快完善料場(chǎng)配套設(shè)施建設(shè)，包括擋風(fēng)墻、防風(fēng)網(wǎng)、干霧抑塵設(shè)施、消防設(shè)施等建設(shè)，這樣，既能保證高爐原燃料進(jìn)入料場(chǎng)內(nèi)的存儲(chǔ)質(zhì)量、減少因?yàn)閻毫犹鞖庠斐傻脑剂系膿p耗，又能保證原燃料的安全存儲(chǔ)。此外，還要重視料場(chǎng)的地面問(wèn)題，將地面鋪平壓實(shí)，硬化，為后續(xù)的原燃料盤點(diǎn)工作提供便利條件。

4.3 加快建設(shè)原料場(chǎng)信息化管理

原燃料信息系統(tǒng)具有原始數(shù)據(jù)可靠性高、數(shù)據(jù)交換方便等待點(diǎn)、能夠全面覆蓋原燃料入庫(kù)計(jì)量到采制樣、化驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)、核算等主要業(yè)務(wù)范圍，減少原燃料數(shù)據(jù)人工錄入、人工統(tǒng)計(jì)、電話查詢以及報(bào)表的人工傳送、提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、及時(shí)性和科學(xué)性、最終提升料場(chǎng)的實(shí)際工作效率。

5 總結(jié)

綜上文所述，高爐作為原燃料的最終用戶，必須堅(jiān)持“穩(wěn)定精料和低成本運(yùn)行”的原則，對(duì)質(zhì)量差、雜質(zhì)高的原燃料盡可能的少用或不用。面對(duì)鋼材市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)高爐的原燃料一方面爭(zhēng)取優(yōu)質(zhì)的原燃料資源，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，另一方面還要從內(nèi)部挖潛著手，通過(guò)科學(xué)的改善措施強(qiáng)化入爐前的原燃料質(zhì)量，確保高爐低運(yùn)行成本并逐步提升各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。