西钢450m3高炉强化冶炼实践

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1、2010 年全国炼铁低碳技术研讨会论文集450m3高炉强化冶炼实践高炉强化冶炼实践张伟 王忠晓 ( 西宁特钢股份公司 )摘要：摘要：西钢高炉经过改变原燃料状况，采取富氧鼓风、喷吹煤粉、高风温、高顶压、多环布料等强化措施，各项技术经济指标不断进步，取得了十分明显的冶炼效果。关键词：关键词：高炉 强化冶炼 多环布料 高风温 富氧喷煤1、前言前言 2#高炉于 2005 年 9 月 11 日点火投产。投产后设备故障频发,休风率较高，很长一段时间各项指标难以 达标。经过 2006 年、2007 年的多次检修（更换部分设备、热风炉换球）,尤其是 2009 年不断采取强化冶炼 措施后，利用系数逐月更新。10

2、 月高炉日产量突破 1800t。其中 6 日产量为 1817.085t，利用系数达到了 4.04 t/ (m3.d)，实现了炉况长期稳定顺行。 2、存在问题存在问题 高炉强化冶炼的主要途径是提高冶炼强度和降低燃料比。而强化生产的主要措施是在精料的基础上采 取高风温、高压、富氧鼓风、脱湿鼓风、喷吹燃料等技术。我厂由于存在原燃料成分不稳定、入炉原料品 位低、基础设施薄弱等因素，严重影响着高炉顺行和强化。 3、强化冶炼的措施方案强化冶炼的措施方案 高炉冶炼过程受许多主客观因素影响，炉况总是有波动的。高炉操作者必须善于掌握各种波动因素， 进行综合判断和分析，随时掌握炉温发展趋势，抓住炉况失常萌芽，及时

3、果断地运用各种行之有效的调节 方法，才能保持炉况持续稳定运行。冶金参数对焦比的影响见表 1表 1 冶炼参数对焦比的影响风温 （6001200）喷煤量生铁含 硅渣量炉顶压 力冶炼强 度风量变化量10010kg/t1%100kg/t10kpa0.1t/(m3.d)100m3/min焦比6.03.0 %710kg/t4060kg /t30kg/t0.50%1%15kg/t3.1 实施精料方针 精料不仅有利于提高冶炼强度，而且有利于降低焦比、提高煤比，是高炉提高利用系数的基础。努力 改善原燃料条件，达到精料要求水平是各钢铁企业的追求目标。2009 年以来，公司采取措施使原燃料质量 得到大幅度提升，并提

4、高了综合入炉品位，给高炉强化冶炼创造了条件。高炉炼铁对精料的要求见表 2、 表 32010 年全国炼铁低碳技术研讨会论文集表 2 现代高炉精料的部分要求水平高稳小净指 标品位 （渣量) /kg.t-1孰 料 比 /%烧结 矿碱 度含 铁 量 变 化 /%SiO2 变化 /%碱 度 变 化天然 矿 /mm球团 矿 /mm烧结 矿 /mm焦炭 /mm入 炉 矿 石入 炉 焦 炭宝 钢250901.750. 20. 0482 565 025 70 5 日 本25035 087.11.50. 20. 30. 0382 561 565 025 70 5 3 前 苏 联25040 01001.2 50.

5、20. 30. 0361 563 025 60 5 2.5德 国30040 084.31.4 20. 0382 565 025 70 5 美 国92 61 563 8法 国91.5 82 561 564 0 7表 3 精料要求水平成分波动/%粒度组成/% 精料种 类品位 Tfe/%SiO2/%FeO/%碱度 /RFeR50 mm10 mm5 mm单球团 矿 抗压强 度/N烧结矿58. 05681.70.1 0.30.3 0.510305 球团矿64. 551.0 0.1 0.320001)优化烧结工艺，提升烧结矿质量，提高烧结矿品位。由于受原料条件、生产工艺的限制，烧结矿存 在品位低、粉末多、

6、粒度小、强度低、冶炼性能差的缺点。对小球制粒系统进行了改造，并对小球烧结工 艺进行了优化，使烧结矿的质量得到了明显提高，为高炉的稳定顺行提供了保证。同时，加大了对进口铁 精粉的配入比例，提高了烧结矿品位。 2)加强原料筛分工作，提高筛分效果。入炉原燃料粉末过多不利于高炉的稳定顺行。为了有效筛除原 燃料中的粉末,作业区采取以下措施： 从筛子改进上着手，采用了双层振动棒条筛，淘汰了梳齿筛，使 筛分效果明显得到改善； 制定严格的清筛管理制度，保证 3 个烧结矿的矿筛透孔率不低于 90%，槽下 操作工每班 12 小时内清筛 6 次，做粒级分析 2 次，以 510 的入炉粒级不大于 30%为标准来衡量清

7、筛效果。 以不卡料为原则，尽可能地降低振动筛上料层厚度，提高筛分效率,为高炉强化冶炼打下了坚实基础。 3.2 提高顶压、压差，增加风量 一般情况下，炉顶压力每提高 10kpa,可提高冶炼强度 2%左右，同时顶压的提高也相应增加了风量，延 长了煤气在炉内的停留时间，改善了煤气利用，促进了间接还原，提高了生铁的物理热，为降低生铁硅含2010 年全国炼铁低碳技术研讨会论文集量创造了有利条件。同时也改善了煤气的径向分布，抑制了管道的形成,促进了高炉炉况的长期稳定顺行， 从而为高炉的强化冶炼奠定了基础。 随着原燃料条件的改善，西钢 2#高炉把顶压由原来的 85 kpa 提高到现在的 115 kpa。同时

8、，采用提高 风量、缩小风口面积等手段提高风速和鼓风动能。风速和鼓风动能的提高，不仅有利于活跃炉缸，促进高 炉顺行，而且有利于煤气流的合理分布。此外，风量大、煤气流增加，炉料下降速度加快，可以起到预防 炉墙粘结的作用。 3.3 富氧大喷吹和高风温相结合 富氧喷煤是高炉强化冶炼的重要手段之一。受制氧机制氧能力的影响，2#高炉的富氧量在 1500 m3/h 左 右，富氧率保持在 1.2%1.5%之间。在喷吹方面，实现了烟煤与无烟煤按 3：7 比例混喷，大大缩短了冶 炼周期，改善了煤粉在炉内的燃烧条件，为提高煤比及节能降耗提供了可靠的保证。在富氧大喷煤的同时， 坚持使用高风温，全关混风阀，保证风温水平

9、在 1100以上，用煤量来调剂，保证合理的理论燃烧温度和 炉温。 3.4 降低生铁硅含量 降低铁水中生铁硅含量是提高利用系数、降低生铁成本的有效措施之一。铁水中硅含量的高低要根据 入炉料质量和合适冶炼条件确定，并非越低越好。在冶炼过程中控制充足且稳定的炉温是保证炉况顺行的 前提。西钢在实际生产中把生铁硅控制在 0.35%0.55%之间。低硅不等于低炉温，在保持合适的化学热 的同时，还要保证充沛的物理热。把铁水物理热控制在 14301480之间。只有这样才能保证渣铁良 好的流动性，渣铁能及时排出，不易造成炉缸堆积导致炉况不顺。 3.5 合理的上下部调剂 多环布料是在下料过程中可以规定多环位（多角

10、度）进行布料，每个环位上的圈数可根据实际情况来 调节，这样每批料就能均匀在炉喉的横截面上。因此多环位布料有利于炉料在炉喉处分布更加均匀合理， 有利于改善煤气流的分布和利用，从而达到优化高炉操作，提高各项技术经济指标的目的。 表表 4 不同装料方法对煤气分布的影响不同装料方法对煤气分布的影响加重边缘 发展边缘 加重边缘 正同装 OC OOCC OOOCCC正分装 O C OO CC OOO CCC混同装 OCOC COOC COCO倒分装 C O CC OO CCC OOO倒同装 CO CCOO CCCOOO发展边缘 双 装 CC OO CCCC OOOO西钢 2#高炉装料制度为 CCOO,矿批

11、重 16.4t，焦批重 3.85t（含 150 公斤焦丁） 。由于入炉原料中富含 金属 Pb、Na、Zn 等有害元素，在冶炼过程中有害元素随煤气流向炉喉上升的过程中，煤气温度有温降， 这些元素易在炉身中上部富集，易造成炉身上部炉墙结厚。针对原料的这一特点，在布料矩阵上采用 C332 312 292 272 232 O323 304 283 ，使边缘适当布焦，有效地抑制了高炉上部结厚的形成。同时调整风口布局， 通过合理的风口进风面积，有力地保证了炉缸中心的活跃。 3.6 抓好炉前出铁管理2010 年全国炼铁低碳技术研讨会论文集实施高炉强化冶炼后，随着生铁产量的大幅度提高，炉前能否及时出净渣铁直接

12、影响到高炉的稳定顺 行。西钢原料品位低、渣量大，且不放上渣，故出铁是关键。炉前出铁管理，首先抓好炮泥的质量，保证 炮泥的强度能满足出铁的要求；其次重点强调均匀出铁。日常炉外组织把握以下几个方面： 1)以铁次间隔 35min、出铁 5060 min 来组织炉前出铁，控制日出铁 1718 炉次。 2)提高铁口深度合格率、正点出铁率，减小铁量差，出匀、净渣铁。统一操作思想，提高三班操作水 平。 这样在很大程度上减少铁前憋风现象的发生，为高炉加风、下料顺畅、炉况长期稳定顺行和提高产量 创造了有利条件。 3.7 实行综合管理 休风率是体现生产连续性很强的限制性指标。休风率和慢风率高已成为高炉生产的一个限

13、制环节。为 了减少设备故障，降低高炉慢风和休风率，作业区针对各岗位制定标准化作业文件，推行“操作者是第一责 任人”的管理制度，实行设备承包制、推行区域管理等各项措施。以上措施既相互制约，又相互促进，最终 通过强化冶炼，高炉各项技术经济指标有明显提高，特别是利用系数实现了历史性的突破。 4、效果评价效果评价 2008 年，通过改善入炉原料品位、加强槽下筛分、富氧鼓风、喷吹煤粉、高风温、高顶压、多环布料 等强化措施，并且加强综合管理以及推行岗位标准化作业后，确保了高炉炉况长期稳定顺行，2009 年 10 月各项经济指标达到本厂历史最好水平。西钢 2#高炉 2009 年 112 月经济指标见表 5表

14、 5 高炉 2009 年 1-12 月份主要技术经济指标1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月利用系数 t/(m3.d) 2.782 2.864 3.359 3.192 3.299 3.728 3.767 3.712 3.123 3.820 3.430 3.030 综合冶强 t/(m3.d) 1.582 1.499 1.807 1.784 1.735 1.937 1.966 1.893 1.686 1.960 1.852 1.627 焦比 kg/t 456 411 426 479 405 385 370 374 421 386 433 453 煤比 kg/t 113 113 112 80 121 135 152 136 119 128 107 84 风温 993 1043 1016 1001 1084 1166 1170 1158 1145 1170 1019 1083 品位%53.87 54.21 52.99 53.00 54.31 54.60 54.69 55.25 55.50 56.15 55.53 55.815、结语结语 2