提高高炉生矿比的生产实践

梁清仁,李国权,曹 旭

(宝钢集团广东韶关钢铁公司,广东韶关 512123)

提高高炉生矿比的生产实践

梁清仁,李国权,曹 旭

(宝钢集团广东韶关钢铁公司,广东韶关 512123)

当前很多高炉通过提高生矿比降低生产成本。韶钢6号高炉通过合理选矿,上下部合理调剂,采取改善高炉透气性操作,抓好炉型监控工作,灵活调整、维护好操作炉型,使入炉生矿比达22%～23%,而高炉主要指标不下降,燃料比512 kg/t,高炉长期顺行高产。

优化选矿;生矿比;燃料比

1 引言

铁前成本占钢铁生产总成本的75%左右。铁水成本构成中,原料费用、燃料费用占比最大,约占铁水成本的58%～65%,降低原燃料成本是降低铁水成本的主要途径之一。韶钢为了降低铁成本,优化炉料结构、降低高炉熟料率,用块矿代替部分或全部球团矿用量,从而降低生产成本。韶钢6号高炉(1050 m3)经过长期生产实践,生矿比稳定在较高水平,而高炉指标稳定,见表1。

表1 高炉指标

如何在不影响高炉指标的情况下多使用生矿?首先要了解生矿与熟料的冶金特点,根据其冶金特点采取相应的对策。

2 生矿与熟料的冶金特点

(1)熟料一般品位较生矿高。(2)熟料比生矿有着更好的冶金性能,烧结矿、球团矿气孔率高,还原性比生矿好。(3)熟料的软化温度高(1050～1200℃),生矿软化温度低(800～1100℃),熟料软化区间窄,软化特性比生矿好。(4)造块过程中可去除80%以上的S和50%～60%的有害元素Zn。(5)生矿一般含粉末多,含水量大,影响筛分(6)生矿具有热爆裂性,低温还原粉化率高。

3 选择冶金性能较好的生矿

选择品位高、有害杂质少、软化温度高、热爆裂性能好、粉化率低的生矿,特别是要控制碱金属入炉。否则有害元素过多入炉,轻则影响生产指标,重则破坏炉衬,结瘤,严重的铅沉积,破坏炉缸碳砖,影响一代炉龄。韶钢6号炉生矿成分见表2。

韶钢6号炉在生矿配比中,皮尔巴拉块矿或纽曼混合块矿占入炉量的16.5%～23%,海南块矿、大宝山块矿起到调整碱度的作用,入炉较少。而大宝山块矿具有较高的有害元素,从韶钢6号炉使用情况来看,较长时间使用大宝山块矿会对炉子产生不利影响,出现炉墙渣皮不稳,滑料现象。入炉有害元素见表3。

选择冶金性能好的生矿入炉、控制入炉碱负荷和锌负荷使之在合理的范围,对于高炉长寿和顺行起着至关重要的作用。

4 筛分改造,使用聚氨酯筛

韶钢6号炉中修后就逐步更换了原来的网筛,转而使用了先进聚氨酯筛。由于聚氨酯筛免维护、免清理,在振动中筛上的结泥会自动脱落,从而大大减轻了上料工的清筛工作,同时筛分效果得到提升,减少了粉末入炉,改善了料柱透气性。2015年使用格网筛生矿入炉粉末为10.45%(≤5 mm),逐步降到现在的3.47%(≤5 mm)(非雨天的正常情况下)。生矿入炉粉末的减少为提高生矿入炉提供了保障。

表2 生矿成分(%)

表3 有害元素统计表

5 优化高炉操作

5.1 合理的下部送风制度

选择合理的送风制度对于煤气流的初始分布、炉缸的工作状态影响重大。回旋区长度过大或过小将造成中心或边缘气流发展,控制适宜的回旋区长度,使炉缸的工作均匀,合理的煤气流分布,为使用生矿创造条件。韶钢6号炉的鼓风动能设定为76 k J/s左右,实际风速为247 m/s左右,标准风速为183 m/s左右。

5.2 合理的上部装料制度：

韶钢6号高炉上部布料坚持平台+漏斗模式,以发展中心为主。利用开炉装料的机会,对溜槽布料角度进行校对,并找到合适的布料角度,制定了符合实际的基本料制。布料矩阵见表4。

生产上建立数字化管理：十字测温枪边缘温度长期控制在80～100℃,中心温度控制在500～600℃,次中心温度控制在200℃左右。料制为应对生矿软化区间宽,软化温度低的特点,上部调剂以发展两道煤气流改善透气性,确保开放中心,稳定边缘。下部以活跃炉缸调节。同时调剂也要兼顾煤气利用,以获得良好的指标,一味求顺则失去了降成本的意义。

表4 布料矩阵

5.3 合理的热制度

炉温的稳定是炉况顺行的基础,使用大量生矿炉子透气性有所下降,过高炉温,恶化透气性,过低炉温,铁水质量得不到保证,温度大幅波动则炉墙易渣皮结厚。在调节上要以趋势管理为主,力求做到炉温稳定。采取高物理热低硅操作,适当做低炉温,针对生矿软化区间宽,软化温度低的特点,较低的炉温有利于改善炉内透气性,防止高炉温引起风压高,料慢难行。从韶钢6号炉生产实践来看PT在1460～1490℃是合适。

5.4 改善炉渣粘度

(1)韶钢入炉料A12O3较高,要确保渣的流动性好,就要有合适的Mg O以改善渣的流动性。(2)炉渣粘度及其影响因素。从炉渣黏度合适的角度出发,渣碱度合适范围在0.8～1.25之间。(3)炉渣的稳定性。适宜碱度范围0.8～1.25,A12O3＜16%、Mg O在5%～10%的炉渣稳定性好。稳定性好的炉渣,抵抗原燃料性能变化和温度波动的能力强,能减少或避免发生难行、悬料、崩料和结瘤等失常炉况,尤其是能形成稳定的渣皮保护炉衬。炉渣成分见表5。

5.5 维护好操作炉型

良好的工作炉型是一切指标的基础。日常操作中加强对炉体温度的控制,对于防止炉墙结厚,保证炉况顺行起到“未病先冶,强身健体的做用”。韶钢6号炉在生产实践中：(1)密切关注煤气流变化,及时掌控好W值和Z值变化情况。(2)关注炉体热负荷情况,Q值控制在4500×107J/h左右。(3)关注炉底、炉芯温度变化,炉芯温度控制在285～295℃。在实际生产中,关注这些指示性参数的变化,及时采取料制调整、活跃炉缸、降低炉渣碱度、改善渣铁流动性等措施。

表5 炉渣成分

5.6 及时出净渣铁

及时出净渣铁有利于改善炉子透气性。炉前出渣出铁质量好坏直接关系炉况,长期出铁质量差,气流不顺,提高块矿比也无从谈起。改善炮泥质量,缩短出铁间隔时间,及时出净渣铁,对于高炉顺行起着重要作用。韶钢6号高炉通过强化兑包管理,缩短对包时间,出铁间隔从原来的55 min降到了45 min。由原来的单铁口出铁(一用一备)改为两铁口轮流出铁,精心操作维护好泥包,保证炮泥质量,确保出净每炉渣铁。由于出铁时间间隔的缩短、渣铁的顺利排放,减少了渣铁存积对透气性的影响,透气性改善,高炉产量提高,高炉利用系数从3.0 t/m3· d左右提高到3.29 t/m3·d。

5.7 提高富氧率

用高富氧率弥补原料质量的缺陷。很多高炉的生产实践证明,提高富氧率可以适当弥补原燃料变差所带来的负面影响。如武钢8号高炉开炉后原燃料质量并不理想,入炉品位持续降低,最低时只有56.5%左右,2012年之前的焦炭的CSR只有65%左右。通过保持7%～8%的高富氧率操作,使高炉炉况维持了长期稳定与顺行。韶钢6号炉富氧率从开炉后逐步提高至目前的2.5%左右,并实现炉况的长期稳定与顺行。

6 结语

(1)把握生矿的冶金性能特点、优化选矿、采取改善高炉透气性等措施,韶钢6号高炉实现高生矿比入炉,高炉生产指标没有出现明显下滑。

(2)高炉顺行对提高块矿比起着决定性作用。6号高炉通过不断优化调剂手段,加强管理,使各项操作制度相匹配,实现了炉况的长周期稳定顺行,弥补提高块矿比后带来的弊端,更好地适应原料变化。

[1] 张寿荣.高炉高效冶炼技术[M].北京：冶金工业出版社,2015：160.

[2] 周传典.高炉炼铁生产技术手册[M].北京：冶金工业出版社,2002：15-17,118-127.

The Production Practice of Raising Raw Ore Ratio of Blast Furnace

LIANG Qingren,LI Guoquan,CAO Xu
(Baosteel Group Guangdong Shaoguan Iron&Steel Co.,Ltd.,Shaoguan 512123,Guangdong,China)

Now many blast furnaces reduce the production cost by raising raw ore ratio.By reasonable processing ore, and reasonable adjustment of the top and bottom,and improving the blast furnace gas permeability,and paying special attention to the furnace type monitoring work,and flexible adjustment,maintain good operation of furnace type,the raw ore rito of Shaoguan Steel no.6 blast furnace achieves 22%-22%.But blast furnace main indicators do not drop.The fuel ratio is 512 kg/t.The blast furnace is anterograde and high-yield for a long time.

optimizing ore,beneficiation ore ratio,fuel ratio

TF543

B

1001-5108(2017)04-0039-03

梁清仁,助工工程师,主要从事高炉炼铁工作。