韶鋼六號高爐高生礦比生產(chǎn)實(shí)踐

 李國權(quán)  王振  柏德春

摘  要：韶鋼六號高爐2015年4月19日投產(chǎn)，有效爐容1050m3，為降低煉鐵成本六號高爐通過以塊代球生產(chǎn)實(shí)踐，根據(jù)高生礦比爐料特點(diǎn)形成一套穩(wěn)定的操作模型，入爐生礦比例由20%逐步增加至30%以上，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)型生產(chǎn)爐料結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：高爐；高生礦比；實(shí)踐

根據(jù)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)鐵成本占鋼材總成本約75%，而原燃料費(fèi)用在鐵水成本中權(quán)重最高，約占鐵水成本的58%～65%，由此降本增效的主要途徑之一便是降低原燃料費(fèi)用。為此，韶鋼六號高爐從優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)出發(fā)，通過以塊代球來降低煉鐵成本。韶鋼六號高爐生礦主要是澳大利亞塊礦及賓利塊礦，澳大利亞塊礦一般都是低碳酸鹽性質(zhì)的高品位塊礦，與進(jìn)口酸性球團(tuán)礦相比品位相差不大，對高爐冶煉的影響也不大且價(jià)格優(yōu)惠，是以塊代球的首選生礦。六號高爐進(jìn)行了一系列攻關(guān)實(shí)踐，通過探索適宜比例生礦配比的操作技術(shù)并不斷對其進(jìn)行優(yōu)化，使入爐生礦比例由20%逐步增加至27%以上。

1 高生礦比爐料結(jié)構(gòu)對高爐冶煉的影響

1.1 使高爐軟熔帶上移

一般生礦軟化溫度在850-1050℃，較熟料軟化溫度低約150℃，由于生礦軟化區(qū)間寬、軟化溫度低的特點(diǎn)，造成使用高生礦比爐料后，爐料軟熔帶上移，且易粘結(jié)爐墻，同時(shí)影響煤氣利用率降低1%～2%，焦比上升8～10kg/t，爐內(nèi)操作難度增大，若調(diào)劑不當(dāng)易誘發(fā)爐況失常。

1.2 高爐壓差升高，透氣性變差

生礦含有大量結(jié)晶水及碳酸鹽，具有熱爆裂特性且低溫還原粉化率高。同時(shí)由于生礦是天然富礦，露天堆放時(shí)間久，若遇雨季其表面粘附小顆粒礦粉，易造成漏料、堵料和篩分困難，泥巴粉末入爐將影響高爐穩(wěn)定性，易造成爐內(nèi)透氣性變差，使高爐壓差升高、料慢難行。

1.3 堿金屬循環(huán)富集現(xiàn)象加劇

由于生礦未進(jìn)行加工處理，有害元素含量較高，特別是堿金屬雜質(zhì)、硫、磷的含量相對較高，若高爐日常操作不到位，極易造成堿金屬循環(huán)富集從而導(dǎo)致高爐爐墻結(jié)厚，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致高爐結(jié)瘤。從韶鋼六號爐使用情況來看，較長時(shí)間使用賓利塊礦對爐子產(chǎn)生了不利影響，出現(xiàn)爐墻渣皮不穩(wěn)及滑料現(xiàn)象，但因其帶入高爐的總量并不多,所以對高爐負(fù)面影響不大。

2 使用高生礦比爐料的調(diào)節(jié)措施

2.1 強(qiáng)化篩分管理

首先，改變原有篩分給料模式，通過技術(shù)改造增加振頻，控制閘板開度確保合理給料速度，增強(qiáng)篩分效果。同時(shí)將原有篩網(wǎng)全部更換為硅膠篩，既減輕了上料工的清篩工作量，又可保證篩分效果。其次，加大對槽下振篩的管理，以入爐料≤5mm粒級比例不超5%為原則，加強(qiáng)人工清理振篩頻次以減小入爐粉末量，從而保證了雨季天氣時(shí)入爐塊礦的質(zhì)量和正常配比。

2.2 強(qiáng)化上下部調(diào)節(jié)，控制合理的氣流分布

高爐調(diào)劑主要追求上穩(wěn)下活，高生礦比爐料入爐后，高爐上部透氣性呈現(xiàn)逐步下行趨勢，針對塊礦含粉率高，軟化溫度低的特點(diǎn)，適度將料線由1400mm調(diào)整為1350mm，韶鋼六號高爐主要采取增大布料角差的平坦式布料，穩(wěn)定礦焦平臺并兼顧好中間環(huán)帶煤氣量，以達(dá)到穩(wěn)定邊緣氣流，提高高爐抗干擾能力的目的。高生礦比爐料結(jié)構(gòu)前后布料制度見表1、表2。

表1使用20%生礦布料制度

表2 使用30%生礦布料制度

選擇合理的送風(fēng)制度對于煤氣流的初始分布、爐缸的工作狀態(tài)影響重大。由于韶鋼六號高爐爐缸側(cè)壁溫度高，在生產(chǎn)上對冶煉強(qiáng)度產(chǎn)生了一定的制約，六號爐根據(jù)實(shí)際高爐生產(chǎn)狀況通過下部調(diào)劑，合理控制各風(fēng)口的回旋區(qū)長度，如表3所示，均勻爐缸的初始?xì)饬鞣植家孕纬珊侠淼拿簹饬鞣植�，同時(shí)保證風(fēng)速和鼓風(fēng)動能從而活躍爐缸并保證爐缸良好的透液性[1]，為使用高比例生礦創(chuàng)造條件。

表3風(fēng)口尺寸

2.3 控制合理的爐溫及爐渣堿度

在爐溫控制方面，韶鋼六號爐硅素標(biāo)準(zhǔn)為：0.25%～0.55%，物理熱為：1455～1485℃控制。爐溫控制見圖1所示。操作上頂壓設(shè)定值為：165kpa,壓差控制標(biāo)準(zhǔn)為小于155kpa。

嚴(yán)格控制好爐渣堿度確保爐渣具有良好流動性。韶鋼爐料主要特征是含鋁較高，為確保渣鐵流動性，高爐操作一般會適度配加錳礦或中云石，通過渣性能試驗(yàn)得出六號爐爐渣堿度控制在1.2～1.25時(shí)爐渣黏度相對合適且穩(wěn)定性好，易形成穩(wěn)定的渣皮，為高生礦比爐料結(jié)構(gòu)提供了穩(wěn)定的基礎(chǔ)。

　　韶鋼六號爐的實(shí)踐表明在高爐內(nèi)塊礦與高堿度燒結(jié)礦之間存在高溫交互反應(yīng),其結(jié)果能夠明顯改善塊礦自身的軟熔特性,從而可以提高綜合爐料的熔滴性能，增加塊礦的配比不會造成爐渣中Al2O3含量的明顯增加。爐渣成分見表5。

表5 爐渣成分（%）

2.4 穩(wěn)定出渣鐵狀況

爐前出渣出鐵質(zhì)量好壞直接關(guān)系爐況。長期出鐵質(zhì)量差，會造成爐內(nèi)氣流不順，提高塊礦比也無從談起。韶鋼六號爐對每爐次鐵的鐵口深度，出鐵時(shí)間、出鐵間隔等都嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)控制，鐵口深度2700～2900mm，出鐵時(shí)間100～120min，出鐵間隔45min從根本上提高了出鐵質(zhì)量。

2.5 提高焦炭質(zhì)量

　　提高塊礦比，實(shí)施經(jīng)濟(jì)爐料結(jié)構(gòu)，必須保證焦炭的質(zhì)量，尤其是穩(wěn)定焦炭的強(qiáng)度，其強(qiáng)度好壞直接影響爐內(nèi)透氣性和塊礦比的提高。韶鋼六號爐焦炭M40:85%,M10：5.5%,CSR在66以上，CRI在22.5左右，所使用焦炭質(zhì)量為高生礦比爐料結(jié)構(gòu)奠定了基礎(chǔ)。

2.6 提高富氧率

用高富氧率彌補(bǔ)原料質(zhì)量的缺陷。高爐生產(chǎn)實(shí)踐表明，高生礦比情況下必然造成煤氣利用率降低，焦比升高爐況波動加劇。但是通過提高高爐富氧率可以有效彌補(bǔ)原燃料變差所帶來的負(fù)面影響，降低爐況波動保障了高爐穩(wěn)定與順行。目前韶鋼六號爐富氧率3.2%左右，受供氧能力及爐缸側(cè)壁溫度高制約，富氧率并未有效釋放，還有很大空間。

3 提高入爐生礦比例的效益

3.1 高爐爐料結(jié)構(gòu)變化

韶鋼六號高爐通過以塊代球，入爐生礦比由20%升高至28%,球礦由10%減少至2%，最低時(shí)減至0%，以低價(jià)的塊礦代替了價(jià)格高的球團(tuán)礦，得到了經(jīng)濟(jì)型的爐料結(jié)構(gòu)取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，通過成本核算噸鐵成本降低28元，按照日產(chǎn)3400噸產(chǎn)量計(jì)算日產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益9.52萬元，合計(jì)每月產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益285.6萬元。2019年1～6月份的爐料結(jié)構(gòu)變化情況如表6所示。

表6   2019年6號高爐爐料結(jié)構(gòu)變化情況 %

3.2 高爐生產(chǎn)指標(biāo)情況

通過一系列技術(shù)改造、操作制度的完善及管理制度的改進(jìn)，入爐生礦比增加到30.5%，最高日生礦比達(dá)32.5%。高爐各參數(shù)穩(wěn)定順行良好，鐵成本明顯下行，由于六號爐側(cè)壁溫度升高護(hù)爐需要降低冶強(qiáng)，前期燃料比指標(biāo)明顯較高，按日常經(jīng)驗(yàn)提高塊礦比燃料比應(yīng)該升高，但實(shí)際數(shù)據(jù)確是下降，筆者認(rèn)為原因有二：一是側(cè)壁溫度高降低冶強(qiáng)后的生產(chǎn)摸索期，二是統(tǒng)計(jì)時(shí)間較短有一定關(guān)系。具體高爐各項(xiàng)指標(biāo)對比如表7所示。

表7 高爐各項(xiàng)指標(biāo)

4 結(jié)語

1）高生礦比爐料結(jié)構(gòu)下，日常操作中高爐操作者必須根據(jù)攻、守、退原則積極采取相應(yīng)措施，以保證爐況順行。根據(jù)爐況條件逐步增加生礦比例，只有在爐內(nèi)各項(xiàng)制度綜合調(diào)劑配合下，高爐才能保證順行高產(chǎn)，同時(shí)為國內(nèi)同類高爐高生礦比爐料結(jié)構(gòu)探索提供了一個(gè)很好的范例。

2）生產(chǎn)實(shí)踐證明為降本增效，優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)，根據(jù)生礦的冶金性能特點(diǎn)，優(yōu)化選礦實(shí)現(xiàn)以塊代球是一種有效的手段，同時(shí)為經(jīng)濟(jì)型爐料結(jié)構(gòu)指明方向具有重要指導(dǎo)意義。

3）高生礦比爐料結(jié)構(gòu)下，高爐管理者需對各項(xiàng)操作制度實(shí)行細(xì)化管理，原燃料跟蹤，設(shè)備點(diǎn)檢等必須有效落實(shí)，從而為高爐生產(chǎn)順行保駕護(hù)航，通過精細(xì)化管理消除高生礦比爐料結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的一系列弊端。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王 輝,吳秀龍,王延平. 萊蕪分公司煉鐵廠高鋁礦冶煉生產(chǎn)實(shí)踐[J]. 萊鋼科技,2013(4):7-9.