昆钢2高炉焦丁和球团矿混合入炉的生产实践

昆钢2#高炉焦丁和球团（烧结）矿混装入炉的生产实践
作者：郭臻
时间：2009年8月
摘要:昆钢2#高炉在炉况顺行的基础上,采用球团（烧结）矿和焦丁混装入炉，改善炉内透气性，提高煤气利用率，达到增产降耗的目的，并对焦丁在炉内的作用和使用量进行探索。

关键词：高炉；焦丁；混装
论文主体：
前言
矿石焦丁混装冶炼，是以焦丁取代大量合格焦炭，充分合理利用碎焦资源的高炉炼铁新技术。

特点是工艺简单，操作方便，不需增加设备和投资，焦丁来源广，经济效益好，并且有利于冶炼低硅生铁。

焦丁在高炉冶炼过程中，不但在还原反应和还原后铁水的渗碳中，起到代替大块焦的作用，而且在块状带直接还原区，起到保护大块焦的作用。

大量的试验和生产实践表明，矿石焦丁混装冶炼效果极佳：减少了高炉压差，提高了透气性，改善了煤气利用，促进了炉况稳定顺行，提高了利用系数，大幅度降低了焦比，并且提高了生铁合格率，其经济效益十分显著。

2009年6月2#高炉再次开展矿石和焦丁混装入炉的工作，增加产量，节省焦碳，取得了良好的效益。

1、焦丁的来源及加入方法
高炉焦炭人炉需筛分除去<20mm的碎焦及粉末，碎焦化学成分与大焦相同。

将槽下筛分物进行再次筛分，将8～25mm的小焦混入矿石中，到高炉加以利用，代替部分冶金焦。

焦丁人炉采用每批定量的方法，现每批根据装料制度跟随矿石装入300kg(KKK↓JJ↓)或（KK↓J ↓）200kg，分三车或两车，每次一车装100kg与矿石通过槽下设备装入同一料车人炉，达到均匀混装的目的。

2、焦丁混装入炉的优点
焦丁与烧结矿混装，其主要好处有：
1) 粒度组成与矿石相近(如表1)，且焦丁无粉末，混装后有利于提高炉料问空隙度，改善块状带矿石层的透气性。

表1 矿石和焦丁的粒度组成
炉内中上部消化，防止增加焦粉末进入炉缸，恶化工作环境。

3）焦丁不但在还原反应和还原后铁水的渗碳中，起到代替大块焦的作用，而且在块状带直接还原区，起到保护大块焦的作用。

因为焦丁比表面积大，反应性好，利于吸收对于焦炭与CO2气化反应起强烈催化作用的碱金属，使焦丁比大块焦参加直接还原的条件更为优越，更易气化，在软熔带以上的还原反应和铁水渗碳过程中消耗殆尽，从而相对减少了大块焦与CO2之间的气化反应，抑制了对大块焦的破坏。

这种保护作用，使到达风口前的焦炭粒度趋于均匀，平均粒度增大，炉腹煤气通过软熔带的“焦窗”增加，减少了煤气阻力，改善了料柱的透气性。

同时，到达风口前大块焦的增加，使炉缸工作活跃，热量充裕，有利于低硅生铁的冶炼【１】。

3、焦丁混装入炉的效果分析
高炉自2008年6月起使用矿石与焦丁混装入炉冶炼，开始每批料加焦丁300kg，后随装料制度的改变每批料装入200kg,高炉稳定顺行，各项经济技术指标得到了明显的提高。

1）改善高炉透气性，提高煤气利用率
高炉透气性主要由块状带、软熔带和滴落带的阻力损失决定尤其是软熔带。

高炉块状带由矿石层压差决定，焦丁加入后，矿石混装层的厚度会相应增加，但矿石层炉料间空隙度得到改善，因此矿石层压差将基本保持不变；由于焦比的降低，焦炭层厚度会相应减薄，其压差将有所降低。

因此随焦丁的使用，块状带的压差将基本保持不变或有所下降。

高炉软熔带是高炉压差损失最大的部位，占料柱总阻损的50％以上，当炉料开始软化，随着体积的收缩，空隙度不断下降，煤气通过时阻损将急剧上升【2】。

但焦丁混装后，改变了原来矿石软熔层不透气的局面，起到了增大“焦窗”的作用；同时，焦丁粒度小，易气化，在炉内优先参与熔损反应，减少大块焦的熔损率，使风口焦的平均粒度增大，炉缸的焦炭强度提高，大块焦炭仍保持着良好的料柱骨架作用，从而也降低了高炉滴落带压差，改善煤气流分布，提高高炉透气性。

因焦丁与矿石接触良好，焦丁熔损时产生的CO与矿石发生还原反应，这既强化了煤气的作用，减少了直接还原耗炭，又有利于传热、传质和化学反应。

表2说明加入不同焦丁量时高炉透气性及煤气利用率情况。

表2 不同焦丁量时高炉透气性及煤气利用率情况
随着焦丁的加入，改善了煤气流分布，透气性提高，炉内两道气流旺盛，煤气利用提高。

2）节能降耗效果明显
矿石焦丁混装入炉，在一定的冶炼条件下，改善了炉内的透气性，提高了煤气利用率，起到了增产节焦，降低吨铁成本的效果，其高炉焦丁加入前后主要经济技术指标如表3。

表3 高炉焦丁加入前后主要经济技术指标
从上表可见，焦丁人炉对降低焦比有明显的效果。

4、对焦丁用量的探索
增加焦丁用量可以有效地降低焦比，但用量过多，焦批过小，炉内没有稳定的煤气流通道，气流紊乱，煤气利用反而降低，高炉稳定性变差。

如何稳定煤气流，实现高的焦丁比，需要进行探讨。

根据宝钢的经验，当焦丁比提高到60 kg／t时，高炉透气性下降，压差升高。

高焦丁比时，块状带焦炭层的厚度降低、焦丁和矿石的混装层的厚度升高，使块状带压差有所升高；焦比的下降使软熔带中焦炭夹层的压差升高；焦丁在高炉下部大量粉化使下部透气性和透液性显著恶化，使高炉风压、压差升高，整体透气性下降的主要原因。

因此，改善下部透气性和保持良好的大焦炭质量是很重要的。

5、结语
1) 高炉的稳定顺行是焦丁混装人炉取得良好效果的前提。

2) 焦丁混装人炉不仅可以代替部分焦炭，而且优先气化还原、渗炭等，保护焦炭的热强度，提高高炉的透气性，促进高炉强化冶炼。

3) 改善炉内下部透气性和保持良好的焦炭质量是实现高焦丁比的有力措施。

4）由于焦粉对高炉冶炼过程具有很多不利影响，应注意筛除小于5mm的焦粉后入炉，并要保证焦丁和矿石有足够的计量精度。

参考文献
【1】刘忠孝的合理使用焦丁大力降低焦比积极采用矿石焦丁混装冶炼技术 [J]. 吉林冶金,1989(6):80～81
【2】周传典.高炉炼铁生产技术手册.冶金工业出版社.2005。