水钢1350m3高炉低硅冶炼实践

水钢1350m3高炉低硅冶炼实践
水钢1350m3高炉低硅冶炼实践
王登峰肖扬武周成林
摘要：水钢1350m3高炉通过大风量、大矿批、大矿焦角差、高风温等一系列技术措施，实现高炉长期低硅冶炼，达到高产、低耗的目标，取得了较好的经济效率。

关键词：高炉低硅冶炼
一、前言
水钢1350m3高炉于2004年9月15日建成投产，该高炉采用了并罐无料钟炉顶、软水密闭循环冷却系统，铜冷却壁、陶瓷杯炭砖综合炉底、冷水转鼓渣处理工艺、比肖夫环缝煤气处理及TRT发电、双出铁场，液压开口机及泥炮等先进工艺及技术，开炉达产以来技术指标逐步改善，特别是进入2012年后，在矿石品位降低、高炉渣比上升条件下，高炉通过加强原、燃料管理、采取大风量、大矿批、大矿焦角差、高风温、富氧喷煤、降低铁水物理热等一系列技术措施，高炉铁水硅水平逐步降低，铁水硅降低至0.300%水平。

高炉技术经济指标得到改善。

二、采取的技术措施
1、提高原燃料质量。

为进行低硅冶炼，提供物质保证。

（1）、稳定焦炭强度。

焦炭是高炉料柱的骨架，焦炭质量的好坏决定高炉的透气性及透液性，对高炉的顺行起着决定性的作用，尤其是高炉低硅冶炼的情况下，焦炭的性能对高炉的影响更加突出。

在进行低硅冶炼期
间，我们高度重视焦炭质量，特别是强度的稳定工作。

2012年1月至2014月12月，三年来高炉焦炭质量相对稳定（见表2），灰份≤13.5%，M40≥83%，M10≤7%,改善了高炉透气性，保证了1350m3高炉炉况的长期稳定顺行，对1350m3高炉进行低硅冶炼提供了强有力的保证，为开展低硅冶炼工作起到了很大的作用。

表2 2011年-2014年高炉所用焦炭成分及指标
（2）、提高烧结矿强度，提高熟料率，降低入炉粉率。

在2012年至2014年正常生产组织中，通过保证混匀料的堆料层数大于300层，对混匀料端头料单独堆放，控制入比例，保证混匀料取料机工作稳定，防止频繁换堆；优化成品烧结矿喷洒CaCl2工艺及烧结生产工艺；进行厚料层烧结；保证烧结矿转鼓强度，降低烧结成分波动。

加强料运筛分工作等措施，严格控制烧结矿中粒度小于5 mm的比例，最大限度的减少了入炉矿粉量。

通过上述措施，高炉熟料率平均达89.65%，提高4.34%，烧结转鼓强度平均达79.35%，提高0.28%，烧结减度稳定率达88.02%，上升1.7%，铁份稳定率达90.27%，上升1.07%，高炉入炉粉末控制在5%以下，达3.57%。

（见表3）
表3 高炉原料情况
2、合理控制气流分布。

煤气的合理分布，保证炉缸活跃，控制边缘、中心气流过分发展，在保证高炉顺行前提下，最大限度利用好煤气的物理热和化学热，改善煤气利用，是低硅冶炼的重要措施。

因此我们在上下部制度上适当进行了调整。

（1）增大布料角度、矿批，适当抑制边缘气流、疏通中心气流，改善煤气利用。

在进行低硅冶炼前，我们每班料批基本控制在62-65批/8小时，矿石批重批水平控制在35-37 t，布料倾角维持C444422392362331 O454432412.角差3.0°水平。

为改善煤气利用，我们适当采取扩大矿批,外移矿焦角的措施，以保持相对偏大的批重。

我们主要以小时料速为判断依据，一般料速按7.2批/小时控制，班料批控制至55-58批/8小时。

在2012年在炉况顺行的前提下，逐步扩大矿批，将矿批从2011年的36t左右水平提高到2012年的矿批平均达41t水平，布料倾角外移1.5°，调整至C45.52 442422392362331 O45.53442432412水平。

2013- 2014年由于原料条件下滑，不具备强化条件，风量水平下降，适当缩小矿批至38t水平，并逐步外移布料倾角1°，调整布料至C46.52452432402372341 O4634424
32412.角差2.2°，并根据风量情况及顺行情况微调矿批和倾角，保持料速在7.0-7.3批/小时水平（见表4）。

通过采取以上措施，边缘稳定的焦炭布料平台形成。

中心有合理的漏斗深度的料面形状和畅通的中心煤气流分布，达到边缘稳定，中心通畅，中心开放的煤气流分布；高炉透气性改善，高炉压量关系得到明显改善，接受风量能力明显增强，抵抗外界干扰的能力明显增强，煤气利用较好，矿石得到充分的预热和还原。

表4：1350m3高炉上部装料制度情况
（2）下部调剂，保持高鼓风动能，全面活跃炉缸。

要实现气流的合理分布，炉缸初始气流分布是基础。

实现炉缸全面均匀活跃，是提高铁水物理热的基本要求。

我们高度重视高炉的鼓风动能参数，根据生产主要和原燃料变化，及时调整风口面积，确保高炉保持高的鼓风动能。

在开展低硅冶炼前，高炉鼓风动能在21000 kg.m/s以下。

在2012年原料条件相对焦好，1350m3高炉通过提高顶压至200kpa，增加风量至4200m3/ min水平，适当扩大了风口面积，由2011年的0.2555m2扩大至0.2575m2,实际风速达到了
310-330m/s,鼓风动22000-24000kg.m/s，实现了大风量、高鼓风动能。

在2013年由于矿石品位降低，高炉产能限制，风量水平降低至3960m3 /min水平，1350m3高炉风口面积由0.2555m2缩小逐步至0.2437m2水平，在2013年鼓风动能保持在22000-24000kg.m/s之间，在风量下降的情况下，保证高炉鼓风动能稳中有升，实现初始煤气流分布合理，吹活炉缸，避免炉缸堆积。

在2014年，我们适当扩大风口面积由0.2437m2缩小扩大至0.2477m2水平，鼓风动能控制在22233kg.m/s水平。

通过保持鼓风动能在22000kg.m/s 以上，保持相对较高的鼓风动能，炉缸进一步活跃，确保了炉缸中心的吹透，炉缸活跃，为高炉进行低硅比打下了很好的下部基础。

3、保持燃料比稳定，提高炉温稳定率。

炉况稳定顺行，是进行低硅冶炼的基本前提，工长在日常操作中抓好炉温趋势管理，炉温趋势管理就是
把影响炉温的各类因素(包括原因和作用时间)、风口的状况变化、炉温的现状和发展趋势、动作量的方向和作用效果等等,进行综合分析和判断,依照炉温变化趋势,预先调整热量水平。

而不是以炉温现状调炉温,这样可以减少炉温的波动,达到早动少动的效果，炉温稳定控制方面强调干焦炭负荷保持相对稳定，称量准确，以风量稳定入手，保持强度稳定，加强炉温趋势判断，及时调整煤比，保持燃料比稳定，通过加炉温管理，调动了操作人员的主动性，炉温稳定率由2011年平均45%水平提高至60%以上，避免了因炉温波动引起炉况波动。

4、进行高冶炼强度冶炼。

提高冶炼强度，可缩短炉炉料在炉内停留时间，在时间上抑制硅的还原。

因此在高炉顺行的情况下，保持高的冶炼强度，有利于低硅冶炼。

在实际冶炼中2012年将炉顶压力从195kpa提高到200kpa,长期将顶压维持在200 Kpa，实现了高强度冶炼。

在2013-2014年由于原料的品位降低，渣量增加，同时由于生产限制，我们适当降低顶压，缩小矿批，保持富氧鼓风，争取大风量操作，实现了高炉综合冶炼强度达1.4t/m3.d以上。

5、进行高风温、富氧、喷煤冶炼。

风温的热量能得到充分利用，有利于提高铁水物理热，有利于低硅冶炼开展。

通过喷煤，以煤代焦，可大大减少焦炭灰分中SiO2参加反应的时间和数量，达到抑制硅还原的效果。

在2011年1350m3高炉通过对热风系统的改造，将原有管式换热器改为板式换热器，预热能力得到了极大提高，在2012年热风炉供热能力达到了1200℃以上；在热风炉操作上，主要采取了强化烧炉措施，热风炉换炉日次数由2011年的18次左右增加至22次左右；坚持富氧鼓风，富氧率维持在2%水平，
通过富氧鼓风，提高高炉煤气发热值，从而提高热风温度；同时在高炉操作上，更新工长操作观念，加强操作管理，尽量杜绝了高炉压量关系紧撤风温的不良操作习惯，坚持全风温操作,为此制定了风温使用管理办法。

风温水平明显得到提高，2012年风温达1157℃,2013年平均大1166℃2014年达1162℃。

6、适当提高炉渣碱度。

提高炉渣碱度，增加氧化镁含量，可降低SiO2的活度，抑制硅还原。

因此我们在低硅冶炼的生产过程中，逐步
提高了炉渣碱度，我们把炉渣碱度由1.18水平提至1.20-1.22水平。

氧化镁配比主要根据原料含AI2O3情况，作适当调整，当AI2O3偏高达14.00%以上，我们一般保持渣中MgO在9%左右，实现炉渣四元碱度维持在1.0倍水平，保证炉渣的流动性。

7、加强高炉出净渣铁工作。

因低硅冶炼后，高炉维持高强度冶炼，随着品位降低，渣比升高33kg/t，及时出净尤为重要。

我们通过及时配好渣铁罐，保证高炉按时出铁；炉内操作稳定炉温，避免炉温的大幅波动；炉前细化开口机雾化操作，稳定铁口孔道，保持出铁时间稳定；出铁次数由15次/天改为14次/天，出铁间隙由40分钟控制至30分钟，便于铁罐组织；注重铁口的维护，保证铁口深度。

通过上述措施，出铁明显改善。

8、适当降低铁水物理热。

硅的还原是强吸热过程，高温有利于硅的还原，特别是理论燃烧温度、铁水温度，焦炭温度对铁水含硅影响较大。

铁水温度提高将引起焦炭风口前焦炭温度提高，使得硅的还原得到加强，因此必须控制好铁水温度。

我们在保证质量的前提下，逐步降低铁水温度，实现抑制硅的还原。

风口前理论燃烧温度由开展研究前的2354℃降低至
2340℃水平。

同时质量保证前铁下，适当降低铁数物理热，降低反应区温度。

物理热从1460℃降低至1450℃，达到抑制硅还原的目的。

三、结语
通过加强对原燃料条件的管理，进行大风量、高风温、富氧鼓风操作和大矿批，大矿焦角差的调整等措施，高炉硅水平从0.415%降低至0.300%水平，实现了1350m3高炉低硅冶炼，且保持了高炉稳产、高产。

但富氧率低、矿石入炉品位低，设备耽误偏多等因素限制了进一步的降硅工作，今后的工作中应从搞好精料工作，提高焦炭强度，降低渣比、提高风温、提高富氧率，加强设备维护着手开展高炉低硅冶炼技术。

参考文献：
周传典高炉炼铁生产技术手册.北京;冶金工业出版社2002,398-
402
.。