天钢2 000 m3高炉原燃料条件劣化的应对

董文明，赵轩，杨光涛

（天津钢铁集团有限公司炼铁厂，天津 300301）

天钢2 000 m3高炉原燃料条件劣化的应对

董文明，赵轩，杨光涛

（天津钢铁集团有限公司炼铁厂，天津 300301）

天钢2 000 m3高炉由于原、燃料劣化，导致高炉稳定性变差，燃料比升高，也使有害元素增加，对高炉稳定生产产生较大影响。通过采取清筛网以将小于5 mm的粉末控制到最低、缩小矿批增加料速、布料调整矩阵以“保证中心，适当控制边缘为主”为原则、加长风口缩小风口面积、降低负荷、降低煤比和加强炉前管理等措施，达到炉况顺行，维持高强度冶炼的目的。

高炉 原燃料 操作 技术 高强度 冶炼

1 引言

精料方针是高炉操作的根本。但近年来，中国钢铁市场竞争激烈，铁矿石、优质炼焦煤资源紧张，企业成本压力大，高炉实际的原燃料条件是在逐渐劣化，对高炉稳定产生较大影响。高炉炼铁生产是有条件论，不唯条件论。因此，面对原燃料条件劣化的情况，怎样调整高炉操作，适应原燃料条件的改变，保证高炉顺行，在优质操作指标与成本之间找到平衡点，是当前优化操作的主要课题。

2 原燃料条件变化情况及对高炉产生的影响

2.1 烧结矿质量变化

烧结矿受配矿的影响品味降低，导致高炉入炉品位降低，渣比升高。入炉品位由2010年平均57.71%，降低到2011年上半年的57.3%，到2011年下半年突降到56.2%，入炉品位降低1%以上。同时由于烧结配矿使用多矿点的混合矿，冶金性能不稳定，低温还原粉化率和软熔区间的大幅变化对高炉稳定产生不利影响。图1为2 000 m3高炉入炉品位变化趋势。

2.2 焦炭质量变化

天钢焦炭全部外购，由于优质炼焦煤的紧张和企业成本的压力，高炉焦炭的质量也在逐渐变差。焦炭灰分达到12.8%甚至是13%，S也达到0.8%。焦炭的热强度和反应性变化不大，但2011年8月停炉时，从风口区和炉缸中取焦炭样，焦炭粒度一般在30 mm左右，说明焦炭质量恶化。图2为2 000 m3高炉焦炭CRI和CSR变化趋势。

2.3 对高炉产生的影响

原燃料条件劣化造成高炉透气性降低，控制压差由2010年的小于155 kPa，升高到2011年小于165 kPa。同时由于原燃料性能的波动，造成高炉稳定性变差，煤气流分布不易稳定，特别表现在高温区铜冷却壁的渣皮脱落严重，热量随之波动，导致高炉减风次数与负荷变化次数增加。

3 高炉控制调整

CRI和CSR变化趋势

图2 天钢1#高炉2011年焦炭热性能变化趋势

原燃料条件变差对高炉的影响是不可避免的，通过对高炉操作的调整来适应原燃料条件的变化，保证高炉稳定顺行，在优质操作指标与成本之间找到平衡点，是高炉的主要任务。

3.1 加强槽下管理，减少入炉粉末

在无法达到精料方针中“高品位”的情况下，尽最大努力保证“净”。定时清筛网，特别是雨雪天气，料湿极易附带粉末，筛网也不易清理干净，要特别加强清筛网粒度。加强对上给闸门开度的控制和筛网的检查，保证T/H值不超过130。同时槽下定时取样，对筛上和筛下物进行粒度分析，将小于5 mm的粉末控制到最低。

3.2 调整炉料结构，减少生矿配比

2 000m3高炉炉料结构为“烧结+球团+生矿”，在入炉品味降低的情况下，适当降低烧结矿R2，增加烧结用量，减少生矿用量，增加熟料比。2010年2 000 m3高炉生矿配比为15%，2011年上半年生矿配比减至10%，2011年下半年减至5%。生矿配比的降低，对减少入炉粉末、缓解软熔带变厚影响高炉透气性有重要作用。

3.3 调整装料制度

3.3.1 缩小矿批

入炉品位降低、渣比升高对高炉透气性带来的不利影响是绝对的。缩小矿批，增加料速可以在缓解入炉品味降低对高炉透气性带来不利影响的同时，保证高炉利用系数基本不变。但在缩小矿批时要注意炉喉焦炭层厚度的变化，要保证焦炭层有一定的厚度满足高炉透气性的需要。2 000 m3高炉2010年矿批为57 t，料速保持在6～6.5 ch/h，焦层厚度保持500 mm， 2011年下半年矿批为54 t，料速保持在6.5～7 ch/h，焦层厚度保持不低于460 mm。

3.3.2 调整布料矩阵

原料冶金性能变差时，软熔区间变宽，高炉透气性变差，不易吹透中心，使边缘气流加强，造成边缘软熔带根部不稳定，从而导致透气性更差。因此，在布料矩阵调整中以“保证中心，适当控制边缘”为主，同时保证料层均匀铺开，达到稳定软熔带的作用。表1为2 000 m3高炉2011年布料矩阵主体框架调整。

3.4 下部送风制度调整

在“保证中心，适当控制边缘”的指导思想下，适当加长风口，2 000 m3高炉共28个风口，2010年为4个500 mm，配以少量470 mm，大部为450 mm，2011年全部换为470 mm。在加长风口的同时，适当缩小风口面积，将风口面积由0.330 2 m2，改为0.328 3 m2。风口面积的调整要兼顾煤比和风速，如果煤比较高而风速过高，会使大量未燃煤粉进入中心料柱，从而造成透气性变差。

3.5 适当降低[Si]和稳定渣系

在保证炉缸热量的基础上，适当降低[Si]，可以降低高温区，可以缓解炉料性能变化对高炉透气性的不利影响。入炉品位降低、渣比升高在导致高炉透气性变差的同时，也加强了脱硫的作用，对降[Si]有一定的有利作用。2011年2 000 m3高炉将铁水物理热大于1 500℃作为衡量热量的主要标准，将[Si]控制标准由0.45～0.55%下调到0.35～0.45%。图3为2 000 m3高炉铁中[Si]变化趋势。

为辅助降[Si]，2011年2 000 m3高炉将炉渣R2适当提高到1.15～1.20。但在大渣量的情况下，要保证炉渣有良好的流动性，因此2 000 m3高炉控制炉渣中Al2O3与MgO含量，保证Al2O3/MgO不小于0.55。

表1 天钢1#高炉布料矩阵调整

图3 天钢1#高炉2011年铁中Si含量变化趋势

3.6 及时调整负荷，减少炉况波动

焦炭质量在大型高炉冶炼过程中的作用是十分突出的。在焦炭质量波动造成热量波动、压差升高的情况下，对煤气流的调整作用较慢，在这种情况下，高炉要及时采取降低负荷、降低煤比措施，改善透气性，适应焦炭质量波动的生产条件，待气流调整作用显现，再将负荷提回，缩短炉况波动周期。负荷的调整要兼顾压差与煤比，要掌握好高炉可接受的最大喷煤量，减少因负荷调整对能耗降低、成本控制的不利影响。

3.7 加强炉前出铁管理

在大渣量、高冶炼强度的情况下，炉前能否及时排净渣铁对高炉顺行起着重要作用。2 000 m3高炉首先改善炮泥质量，同时采取混配的方式，不但改善了铁口通道状态，同时使炮泥消耗降低到0.46 kg/t。其次根据鞍钢专家建议，适当降低铁口深度，由3 000 mm降低到2 800 mm，减少了断铁口、铁口喷溅大的现象。最后在渣前铁速不能达到5 t/min且1 h不能下渣时，打开另一铁口出铁，保证及时出净渣铁。

4 应用效果

原燃料条件劣化对高炉的不利影响是不可避免的，高炉只有通过调整操作，使高炉稳定得到相对的改善，达到高炉稳定、顺行的目的。1#高炉通过以上措施，在入炉品位降低1%以上、原料条件波动大的情况下，保证了炉况顺行，保持利用系数和焦比基本不变，但燃料比有所上升，2010年高炉平均操作燃料比为524 kg/t，2011年高炉平均操作燃料比上升到528 kg/ t。图4为1#高炉焦比、燃料比与入炉品位变化趋势。

图4 天钢1#高炉2011年操作燃料比变化趋势

5 结论

原燃料条件劣化，除导致高炉稳定性变差、燃料比升高外，也使入炉有害元素增加，对高炉长寿带来不利影响。特别是2011年燃料条件劣化、渣比升高后，1#高炉高温区铜冷却壁渣皮非常不易稳定，出现冷却壁破损现象。原燃料条件劣化对高炉的不利影响是不可避免的，高炉可以通过改善操作与原燃料条件相适应，达到保证炉况顺行、维持高强度冶炼的目的。大渣量下的高强度冶炼煤气流调整方针应以“保证中心，适当控制边缘”为指导思想。在原燃料条件劣化的情况下，抓好槽下筛分和炉前出铁的作用十分重要。

Countermeasure against Degradation of TISCO 2 000 m3BF Raw Material and Fuel Condition

DONG Wen-ming,ZHAO Xuan and YANG Guang-tao
Iron-making Plant,Tianjin Iron and Steel Group Company Limited,Tianjin 300301,China

The degradation of raw material and fuel for 2 000 m3BF greatly affected the smooth production of blast furnace because of BF stability worsening,fuel ratio increase and detrimental element rise.A serious measures were taken,such as controlling the amount of＜5 mm pulverized material to minimum by cleaning screen,shrinking ore batch and speeding up material distribution,adopting"ensuring center;properly controlling edge"principle in material distribution adjustment, prolonging tuyere and reducing tuyere area,lowering load and coal ratio and enhancing cast house floor management.The goal of maintaining BF smooth running and high strength smelting was accomplished.

BF;raw material and fuel;operation;technology; high strength;smelting

董文明，工程师，现任天钢集团有限公司炼铁厂1#高炉技术主管，E-mail：yang01757@sina.com。

（收稿 2012－05－24 编辑 崔建华）