济钢1#1 750 m3高炉提高利用系数生产实践

王玉莲

1 前言

2017年7月8日，济钢集团有限公司主业全面安全停产，为充分利用停产前半年的时间，1#1 750 m3高炉进行各种技术攻关，形成了济钢特色的高炉炼铁核心技术，取得了较好的经济技术指标，刷新了济钢炼铁的历史记录，其中高炉利用系数达到3.34 t/（d·m3），在全国同类型高炉中排名前列。

2 高炉主要技术经济指标

2017年伴随着钢铁市场的回暖，高炉在停产前两个月一直处于满产状态，为抓住这次停产转型的时机，积极进行技术和资金准备。高炉的各项经济技术指标取得了实质性突破，多项指标刷新了济钢1 750 m3高炉开炉以来的历史最高记录。

2017年1—6月1#1 750m3高炉取得的最高利用系数为3.34 t/（d·m3），日产生铁5 845 t，在全国同类型高炉中排名前列。1#1 750 m3高炉2017年上半年的各项技术指标如表1所示。

2017年1—4月高炉风量稳定在3 500 m3/min以上，富氧率在3.5%以上，为提高利用系数创造动力基础。风温全用，月平均风温在1 200℃以上，为提高利用系数提供热量基础。

表1 2017年1—6月1#1 750 m3高炉各项主要指标

3 强化冶炼措施

提高高炉的利用系数主要从提高风温、富氧鼓风、高顶压和精料入炉等方面来实现。

3.1 强化入炉原料管理

精料是炼铁的基础。济钢1#1 750 m3高炉坚持“高、稳、小、净”的精料原则，提高入炉料品位，稳定生矿来源，简化入炉料品种，强化入炉料筛分，保证入炉原料的“高、稳、小、净”，为高炉长期稳定生产打下基础［2］。炉料结构主要为高碱度烧结矿+块矿+少量球团（2%左右），再根据分厂炉料平衡进行微调，保证入炉原料成分和冶金性能的稳定，对于稳定炉况起到关键作用。

3.2 生矿预处理

济钢1#1 750 m3高炉入炉的生矿比例在17%左右，每天消耗生矿1500 t左右。入厂生矿在开采后未经精细化处理，含水量大，粉末量多，不能直接用于生产，因此需采取特殊的方式对铁矿石进行烘干筛分以满足生产需要［1］。

由于环保的限制，济钢炼铁厂球团车间的竖炉进行了关停处理，相关设备处于停产状态。为了充分利用这部分设备，并解决入炉块矿水分大粉末多的问题，对这部分设备进行升级改造，用来烘烤生矿，去除块矿的水分，以保证后期筛分小果。确保入炉料的“高、稳、小、净”，为炉况的稳定提供原料基础。

3.3 提高富氧率

由于氧浓度提高，N2量降低，单位生铁的煤气量减少，因而可以通过富氧提高产量［2］。1#1 750 m3高炉富氧量从5 500 m3/h逐步增加到12 000 m3/h，富氧率提高到3.5%以上，如图1所示，随着富氧的增加，利用系数稳步提升，同时伴随着高炉内部横截面上炉腹煤气量不断增大，压差升高，容易发生悬料。通过上部优化布料制度，增加软熔带焦层厚度，增加煤气的通过能力，下部加长风口，维持风口面积不变，提高鼓风动能，保证送风的穿透力，以保证高炉中心煤气流的强盛稳定。通过优化上下部操作制度，化解富氧增加带来炉腹煤气量增大导致的煤气流失衡问题。

图2 2017年1—7月1#1 750 m3高炉的风温情况

图1 2017年1—7月1#1750m3高炉富氧情况

3.4 提高顶压

随着富氧的增加，风量不断提升，风压也逐步提高，高炉顶压有继续提升的潜力。济钢1#1 750 m3高炉采用串罐无料钟炉顶设备，高炉炉顶压力设计值为0.2 MPa，最大为0.25 MPa。在充分考虑炉顶装备和技术水平的基础上，稳步提高操作顶压，日常操作顶压维持在（225±5）kPa。高顶压操作，可以有效降低炉内煤气的流速、减少管道行程，限制压差、利于炉况顺行；可以提高煤气利用率，降低焦比、燃料比；可以为加大风量创造条件；高炉炉顶压力每提高0.01 MPa，约可增加风量3%，在焦比不变的情况下可增产3%［2］。

3.5 全用风温

热风的显热是最经济、利用率最高的清洁能源。济钢1#1 750 m3高炉的热风炉组为3座卡鲁金顶燃式热风炉，煤气、助燃空气双预热工艺，采用二烧一送的工作制度。热风炉方面，通过增加换炉次数，缩小换炉前后温差的方法，将换炉次数由每日的18次增加至24次，优化热风炉各操作参数，提高了热风炉输送热风的能力，支撑了风温的稳步提高。高炉操作者通过全关混风大闸操作，优化恒压换炉制度，加强全风温的制度化管理、高风温奖励等措施，实现风温的稳步提高，济钢1#1 750 m3高炉风温使用情况如图2所示。

3.6 布料控制

济钢1#1 750 m3高炉采取了大矿批、厚焦层布料技术。大矿批使得整个料柱的层数少，减少了界面效应，稳定了上部气流。扩大矿批，能够增加炉腹炉腰成渣带焦层厚度，提高成渣带透气透液性，从而改善整个料柱透气性。但矿批过大，在增大中心气流阻力的同时，也会增大边缘气流阻力，随着批重增加高炉压差会有所增加。因而矿批不是越大越好。在保证炉腰焦层厚度最低≮220 mm的基础上，确定出最大的矿批。通过摸索，最后确定矿批稳定（57±2）t，炉腰处焦层厚度（230±20）mm，炉况运行高效稳定，高炉生产步入良性循环，高炉利用系数大幅提升。

4 结语

高利用系数不利于高炉长寿，对炉缸侧壁的冲刷大，侧壁温度时常出现高点，这也是济钢高炉护炉常态化的原因，但利用停产转型时机，则不必考虑护炉问题。通过对生矿进行烘烤和预处理，确保筛分干净，对提高入炉生矿比例，提高入炉品位，提高高炉利用系数具有重要作用。随着利用系数的提高，高炉的入炉风量、氧量均大幅度增加，高炉的煤气流分布发生很大变化，通过调整上下部操作制度来合理煤气流的分布，保证了炉况的稳定顺行。

参考文献：

［1］ 王径成.济钢炼铁厂块矿处理生产线优化改造［J］.设备管理与维修，2017（8）：112-113.

［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.