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1、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、
2、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。表 1 主要技术经济指标完成情况高炉利用系数t/m3.d焦比Kg/t煤比Kg/t燃料比Kg/t综合冶炼强度t/m3.d入炉Fe%风量m3/min风温【Si】%休风率%慢风率 %11 年 2.635 349 160 532 1.324 56.17 3935 1073 0.413 2.00 1.5112 年 2.919 335 176 535 1.468 55.69 4144 1157 0.338 2.10 2.1513 年
3、2.692 359 159 549 1.407 54.15 3960 1166 0.316 3.23 1.7014 年 2.765 345 160 541 1.442 55.15 3937 1162 0.303 4.31 2.91二、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
4、量相对稳定（见表 2），灰份13.5%，M 4083%，M 107%,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日期 水份（%） 灰份% 挥发份% 焦 S（%） M40% M10%2011 年 6.66 13.56 1.30 0.56 83.43 6.752012 年 4.57 13.28 1.21 0.63 83.73 6.762013 年 4.65 13.39 1.22 0.66 83.45 6.692014 年 4.66 13
5、.35 1.23 0.66 83.43 6.75（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 8
6、8.02%，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 高炉原料情况项目 TFe% 熟料率% 烧结转鼓% 碱度稳定率% 铁分稳定 率% 10mm% 5-10mm% 5mm%56.17 85.31 79.07 86.32 89.20 72.78 23.62 3.602012 55.69 89.48 79.37 88.04 90.63 73.60 22.97 3.432013 54.15 87.28 79.28 87.71 89.13 69.54 26.78 3.682014 55.15 92.18 79.40 88
7、.32 91.06 70.15 26.24 3.612、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。
8、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.
9、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 4：1350m 3 高炉上部装料制度情况矿批日期 布料角度水平 t 风量平均料速t/批 M3/min 批/小时2011 年 C444422392362331O454432412 36.2 3935 8.12012 年 C45.52 442422392362331 O45.53442
10、432412. 41.1 4143 7.032013 年 C46.52452432402372342O463442432412 38 3966 7.22014 年 C46.52452432402372342O463442432412 38 3937 7.3（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，1350
11、m 3高炉通过提高顶压至200kpa，增加风量至4200m 3/ min水平，适当扩大了风口面积，由2011年的0.2555m 2扩大至0.2575m 2,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3960m 3 /min水平，1350m 3高炉风口面积由0.2555m 2缩小逐步至0.2437m 2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
12、，我们适当扩大风口面积由0.2437m 2缩小扩大至0.2477m 2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
13、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
14、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SiO 2参加反应的时间和数量，达到抑制硅还原的效果。在2011年1350m 3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
15、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11662014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AI 2O3情况，作适当调整，当AI 2O3偏高达14.00%以
16、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
