济钢2#1750高炉强动力冶炼技术实践

胥广学 张雷忠 王聪 安铭 付廷强

摘 要：2008年以来，为降低铁水成本，济钢高炉逐步增加经济料配比，为解决经济料冶炼对炉况的负面影响，通过采用大风量强动力冶炼核心技术，强力活跃炉缸，保持炉况顺行，改善了高炉生产技术指标。

关键词：风量 经济料 强动力

1.前言

济钢2#1750高炉是中冶南方设计，于2005年4月点火投产，至今已生产近9年时间。高炉炉体全高40200mm， 24个风口，2个铁口，铁口夹角90°，均为“薄壁”炉型高炉。

其炉缸炉体采用当时比较典型的结构：炉缸底部平铺2层石墨质高炉焙烧炭砖，上面立砌一层微孔炭砖。炉缸侧壁至风口区为微孔炭砖。内衬为黄刚玉+复合棕刚玉莫来石砖。采用全冷却壁结构，自炉底到炉喉钢砖共分14段冷却壁，设计水量为4200m3/h。

2.2#1750高炉增加经济料后的炉况特点

2.1炉缸活跃程度差

近年来济钢实施经济料冶炼，对炉况的影响是全面的。入炉品位降低，渣比升高，渣中Al2O3含量升高，合金元素含量增加，入炉碱负荷增加，焦炭强度变差，这些因素使高炉透气、透液性降低，渣铁流动性变差，高炉稳定指数下降，操控难度增加，热制度不稳定，炉缸工作难以活跃。同时由于原燃料质量变化比较频繁，对热制度的操控带来难度，时常会出现低炉温，使得炉缸热储备减少，炉缸工作状态更会变差，活性更显不足。另外由于透气、透液性差，入炉风量小，形成炉缸不活的另一个因素，造成鼓风动能不足，风速不够，难以吹透炉缸，中心形成较大、较顽固的死焦堆。

2.2 炉况稳定性差

很长时间以来，为保持基本顺行，应对经济料，我们基本采用中心加焦的矩阵形式以达到开放中心抑制边缘的效果。但在炉缸不活跃的基本炉况条件下，圆周很难均匀，时有出小气流现象发生，逐步走上边缘矿越来越多，焦炭量越来越少，以图控制气流的调剂思路。边缘压制过死，中心焦量过多，在风量小时死料堆增大，圆周及中心都有堆积现象，最终炉缸实际容量减小，铁水环流增加。同时由于矿批太大，矿层增加对气流的抑制大过焦层厚度增加对气流的引导作用，也就是矿批与其他参数不匹配，入炉风量进一步萎缩，造成炉况运行困难，下料不好，时有塌料发生，有时还会出现悬料。

2.3操作参数的具体表现

2.3.1入炉风量小且不稳定

由于原燃料条件、固有操作习惯、整体理念等各种因素影响，2#1750高炉入炉风量水平低，长期徘徊在3300—3400m3/min左右，炉缸活跃程度差，整体消耗水平高，燃料比水平高。

2.3.2下料差 ，渣铁排放差，整体指标差

2#1750高炉近几年风量持续偏小，炉缸活跃程度差，燃料比偏高，容易受外界条件变化引起炉况波动，高炉缺乏长期稳定性。由于采用中心加焦模式，中心死料堆大，炉缸实际容量减小，铁水环流增加；炉缸侵蚀较严重，经常加钒钛矿护炉，炉缸需要热量增加，需要更高的物理热量来保证渣铁流动性。

图1 2008年来炉芯温度、燃料比、风量2.3.3风口烧坏多，休风、慢风多，休风慢风时间长

3.炉况存在问题的原因分析

通过长期实践，认真总结，我们认为造成炉况长期波动的原因有：

3.1在操作理念，思路有局限，方法不灵活。盲目追求新概念，抓不住主要矛盾，炉况顺行得不到保证。

3.2经济料冶炼，原燃料条件差，渣铁成分不好，在应对上采取措施不够。近几年济钢采用经济料冶炼，原料品位降低，入炉品位在53%-54%左右，渣比升高（430kg/tfe-450 kg/tfe）；渣系Al2O3升高（17%-18%之间），高炉碱负荷升高，Ti等其他有害元素增加；块矿使用量增加，而块矿的冶金性能较差，焦炭的强度也有所降低。这些因素使高炉透气、透液性降低，渣铁流动性变差，高炉稳定指数下降，操控难度增加，风量萎缩，燃料比升高。

3.3操作制度不适应原燃料及炉况变化。采用经济料冶炼后，炉况波动加大，为了稳定炉况，2#炉开始中心加焦的矩阵模式。较大的中心焦量堆起了看似充足的中心气流，同时强制压边以保证边缘的稳定性。这种矩阵中心过于宽大，没有形成真正强有力的中心气流，而边缘又压的过死，中心和边缘两股气流明显失调。因此煤气利用低下，风量难以上加。同时由于矿批太大，矿层增加对气流的抑制作用大过焦层厚度增加对气流的引导作用，也就是矿批与风量不匹配，造成风量提升困难。

4.努力实施强动力冶炼，解决长期存在的根本问题

4.1树立新型理念，不盲目照搬别厂经验，在生产中以风量为第一追求目标

2013年来，分厂提出强动力冶炼的基本思路，切中了问题关键。强动力冶炼的基本特征就是以大风量、高风速来活跃炉缸，改善料柱透气性，提高煤气利用，提高炉况稳定性，带动技术全面进步，指标不断改善。我们根据高炉具体情况，提出了具体的操作理念，贯彻到实践中，取得了良好效果。

4.2建立新操作思路：小矿批、低料线、高碱度、低炉温、控制压差、疏导气流、长期护炉、定期回调，并依托强有力的考核制度在日常生产中强力执行

4.2.1热制度调整： 在2013年来的生产中，热制度调整的主要内容是实施了低硅冶炼的基本操作。其技术要点是：高碱度，高温度，低【Si】，高Mgo，大风量，高风速。炉温系数逐步降低到0.35—0.40%水平，物理温度保持在1510—1520℃水平，极大地促进了风温使用水平的提高，冷风大閘逐步全关。

4.2.2造渣制度：二元碱度提高到1.24—1.26水平，提高热量储备。同时采取积极措施，保持合适镁铝比，应对高铝渣。提高烧结矿中MgO含量，保持在11.5±0.5水平。增加辅料造渣，保证炉渣中合适的MgO含量。一般镁铝比控制在0.65以上效果就很好。

4.2.3送风制度和装料制度的调整：首先缩小风口面积到0.270㎡左右，提高风速、鼓风动能，为加风创造条件；随着风量和冶强的提升，布料矩阵随之调整：疏导边缘，开放中心。改变过去强力压边的思路，通过退角度、调圈数、改变中心焦比例达到引导中心、疏导边缘气流、提高透气性、提高煤气利用目的；同时提高顶压达到205kp，降低压差，进一步积极加风；缩小矿批，矿批由原来的52—55t，缩小到42--44t左右。 4.2.4压差控制：日常控制压差在175kp以下，努力减少快慢料，减少气流失常的可能。

4.2.5强动力条件下护炉制度：进入2014年，我们在原来思路基础上，提炼创新了低硅高碱高钒钛球护炉新方法，取得了良好效果。低硅高碱护炉的整体思路是在推进大风量、高碱度、低炉温操作的基础上，逐步增加海砂钒钛球比例，控制铁水中【Ti】含量在0.14—0.16%主要，控制【Si】+【Ti】含量在0.40—0.55%水平。

其参数调整：推进低炉温高碱度高钒钛比例护炉技术，关键在保证炉缸活跃、风量的稳步提升、炉况的长期稳定。我们经过探讨，对重点参数做出调整：配料碱度1.20—1.22，实际碱度1.18—1.20；渣中Mgo含量控制11.5±0.5；物理温度保持1500—1520℃间；炉温【Si】控制0.30—0.40%水平。实际效果：通过参数的调整，逐步形成低炉温、高碱度、小矿批、低料线、高镁铝比、定期处理炉缸的操作理念，炉况稳定性稳步增强，各项指标稳中有升，炉缸侧壁温度长期保持低水平运行，炉皮温度相对稳定，达到了很好的护炉效果。

4.2.6时时处理炉缸措施（1）提高渣铁物理温度，保证铁水物理热1500℃以上，使炉缸热量逐步提高；（2）提高烧结中MgO的含量来提高炉渣中镁铝比，降低炉渣粘度，改善渣铁流动性；（3）加强炉前出铁管理，增加铁口深度，加快出铁节奏，减少跑泥现象；（4）通过提高富氧率和风温加热炉缸；（5）采取定期投球和不定期热洗和投萤石等方法处理炉缸。

5、效果与下一步方向

通过长期的努力，取得了明显效果：

5.1风量逐步提升，动能稳步提高。

图2 2012年以来风量、动能变化5.2炉况稳定程度有很大提高，主要指标在入炉品位不断降低情保持稳定。

5.3护炉有新成绩，保证了本质安全。

6.1 炉况顺行是高炉冶炼的基础，强动力冶炼是应对经济料，保证炉况顺行的重要技术思路。

6.2科学调剂矩阵，坚持“开放中心，疏松边缘”的原则，矿批与矩阵调整相结合，配合适合的矿批，会达到理想效果。

6.3 2#炉通过持续处理炉缸，稳步增加风量，炉缸工作状态得到优化，气流分布趋于合理。风速、动能稳步提高，促进了炉况进一步稳定。

圖3 2012年来入炉品味和利用系数

图4 2012年来炉皮H1点和炉芯温度 6、 结语

6.4 护炉工作要立足于生产中护炉，靠顺行护炉，而不能为护炉而护炉。

参考文献：

[1]周传典 高炉炼铁生产技术手册

[2]高炉过程气体动力学