新钢10号高炉减少渣中带铁攻关实践

古勇合

（新余钢铁集团有限公司，江西新余338001）

0 引言

新钢10号高炉（2 500 m3）为新钢集团三期技改重点建设项目，于2009年11月8日投产。高炉出铁场设有3个铁口，呈夹角式分布，正常生产情况下1号铁口备用，2号与3号轮换出铁。在高炉生产中，由于工艺、设备以及操作参数等原因造成的渣中带铁现象时有发生，主要通过日常操作中对铁口的维护来避免。合理有效的铁口区域维护，不仅包括合理的铁口设计参数与材质、炉前设备和炮泥的选择，在日常生产过程中，炉前操作管理、炉缸工作状况和原燃料变化，都影响着铁口区域工作状况，在高炉炉役末期显得尤为突出。自开炉投产以来，随着大高炉操作经验的积累，10号高炉的技术参数指标不断提高，部分指标已达到行业的前列，而新钢原燃料质量差且不稳定的现象仍未得到改善。在日常生产中，当品位低、渣比高、碱度波动较大时，渣中带铁现象较明显。为进一步改善指标、降本增效，对10号高炉开展了以减少渣中带铁的炉前铁口维护技术攻关，以减少渣中带铁，提高金属收得率，降低生铁成本。

1 渣中带铁的原因分析

在出铁过程中，如果炉渣中含铁量过大，会在炉前渣沟中窝铁（见图1），对渣沟造成损害，减少渣沟使用寿命。若渣中带铁过大，会对水渣处理系统设备造成较大损害，尤其是粒化塔窝铁，造成堵塞，使生产不顺，此外渣中带铁过多，冲渣时会造成打炮，造成安全事故。

图1 渣沟窝铁图

因此，在高炉日常操作中，避免渣中带铁是铁口区域维护的重要工作，其产生的原因有：

（1）高炉操作中，由于操作参数不合理，造成炉温高或碱度高，渣铁流动性较差，导致渣铁分离困难，使得渣中带铁，这是高炉操作影响金属收得率的常见现象。新钢高炉入炉原燃料质量差、成分波动较大，给高炉炉温和碱度操作带来相当大的难度，铁水经常出现高炉温和高碱度现象，从而使得渣中带铁严重。

（2）由于铁口深度偏浅或者铁口扩孔导致铁水流速大，使得渣铁在炉前铁口前主沟中停留时间过短，渣铁分离不完全，造成渣中带铁较多。

（3）渣铁分离主要靠铁沟中的撇渣器，撇渣器中上沙坝因腐蚀冲刷而偏低、因憋渣器出口偏高、沙坝和铁沟沟头之间的高度差偏小，都会引起渣中带铁。

渣铁分离主要在铁口前主沟中，而延长渣铁在主沟的停留时间，除了维持适当的铁水流速外，铁沟宽度也是一项因素。

2 减少渣中带铁的攻关措施

渣中带铁是影响金属收得率的重要因素，减少渣中带铁可提高炉前金属收得率，而碱度和炉温是影响渣铁分离的主要原因，过高的碱度和炉温使得渣铁粘稠，渣铁分离较困难，渣中带铁较多。2015年时，由于不重视炉温和碱度的调剂，忽略了炉前渣铁沟的技术参数优化，使得金属收得率一直不高（累计99.18%）。为此，在2015年的基础上，通过对10号高炉加强炉温和碱度的管理，稳定操作炉型，逐步优化调整炉前渣铁沟技术参数，将2016年金属收得率提升至99.5%以上。

2.1 优化热制度、造渣制度管理

合理的热制度、造渣制度是高炉操作炉型稳定的关键。炉温和碱度的频繁波动易引起渣皮过厚、渣皮脱落，影响煤气流的合理分布并影响高炉顺行。同时，渣皮脱落势必造成炉温发生波动，进而影响渣皮的稳定，造成高炉出铁出渣困难，加剧了渣中带铁的可能[1]。针对原燃料波动较大，炉温和碱度难调的问题，采取了以下措施。

（1）规范操作制度，稳定炉温，杜绝高炉温，形成合理的煤气流分布，提高煤气利用率，保证充足的物理热，要求将[Si]降到0.35%～0.45%，同时确保物理热在1 500～1 520℃。这是因为低物理热既不利于高炉炉缸工作，又不利于渣铁的分离。

（2）成立原燃料变动应急小组，紧密联系上料工序，对进仓料的种类和成分做到及时了解，对湿焦、混焦、烧结矿碱度及时通报，人工对焦炭水分和质量抽检。

（3）根据布焦的下料闸角度的变化，调整焦炭的湿负荷，采取稳定布焦角度的方法，最大限度地稳定炉温，避免炉温大幅变化以及高硫铁水。

（4）根据所报烧结碱度，推测20 h左右此批烧结可作用到炉内，做好配比调整，1～12月份的炉渣碱度基本稳定在1.18～1.22，保证了炉内脱硫的需要，也避免了高碱度。

通过以上措施，2016年炉温明显降低，碱度区域稳定（见表 1、表 2）。

2.2 确保合理的铁口深度

表1 2016年与2015年月平均炉温对比 /%

表2 2016年与2015年月平均二元碱度对比 /倍

在当前原燃料质量波动较大的情况下，炉外出铁工作已成为10号高炉生产工作的重中之重，炉外出铁的好坏直接关系到炉内的顺行。维护好铁口是保证高炉稳定顺行的重要一环，能够为炉前出铁过程中减少渣中带铁打下坚实基础。在日常操作中，渣铁流速会影响渣铁的分离效果，而决定渣铁流速的重要因素就是铁口深度。为此，10号高炉从3方面采取措施：一是改进了炮泥质量，选用了强度、耐冲刷性等较好的赛沃、娄底两种炮泥，防止因炮泥质量问题，铁口扩孔，渣铁流出现偏大，渣铁来不及分离，渣中带铁的现象；二是改进了开口技术，在开口机了加上水雾化水管（见图2），起到淬化和环保的效果，使开铁口过程中不易造成断铁口；三是强化炉前操作制度，加强员工责任心，杜绝炮泥，统一打泥量，维护好铁口泥套。做到以上3方面后，10号高炉铁口铁口深度稳定在合理的范围之内，合理深度为2 800～3 000 mm，每炉铁渣铁流速基本保持在4.5～4.8 t/min。

图2 开口机水雾化装置

2.3 适当加宽主沟跨度

一般情况下，炉前主沟起到储存渣铁的作用。在确保铁沟使用寿命的情况下，将主沟宽度增加100 mm，由原来的900 mm加宽到1 000 mm（见图3），从而降低渣铁在主沟内的流速，增加渣铁在主沟内的停留时间，使渣铁能得到充分分离。

图3 主沟宽度

2.4 增加上沙坝和铁沟沟头之间的高度差

适当增加上沙坝和铁沟沟头之间的高度差，防止出铁后期铁水流速偏大，上沙坝与铁沟沟头高度差由原来的200 mm扩大到250 mm；同时，在日常铁沟维护中确保该高度差，如果低于这个差度，则要进行修补。

2.5 加强炉前出铁管理

为维护好铁口，除技术参数上的不断优化外，还应建立并完善各种制度，监督岗位对制度的执行，加强炉前出铁操作的管理。

（1）开铁口前准备标准化：检查确认泥炮、开口机、铁口泥套的工作状况良好。确保打出的炮泥呈圆柱状并用粉笔画好打泥刻度线，清理炮冒内已部分固化的炮泥；全面检查铁口泥套，确认泥套工作面光滑（否则及时打磨），泥套深度50～80 mm，清除泥套下方的凝结的渣铁，重新铺垫好河沙；清除铁口前2 m范围内主沟两侧的结渣，防止堵口时阻挡泥炮旋转。

（2）开铁口标准化：铁口负责人现场协助，检查确认开口机钻头对正铁口孔道泥芯中心，禁止钻偏甚至钻伤泥套。钻入1 m左右时开雾化水，视铁口深度钻入2 700～2 900 mm时关闭雾化水，禁止雾化水喷至泥套，防止泥套急冷开裂。

（3）出铁过程中密切关注泥套的工作：来渣后及时推开沙坝，禁止主沟渣液面上涨后侵蚀泥套，及时清除泥套下方积存的渣铁。

（4）堵铁口操作标准化：确定铁口来风时，撬净泥套下方凝结渣铁后进行堵口（禁止不撬渣而用泥炮撞击泥套），打泥标尺达到刻度线停止打泥。

（5）退炮后清理、检查泥套并清楚凸出的泥芯实施预开口（钻入深度100～300 mm）。

（6）堵口跑泥后的处理标准化：遇到堵铁口跑泥情况，待退炮后分析炮泥原因，进行针对性地处理。如果泥套受损接触面不平整，应及时打磨或贴补；如炮冒开裂，应及时更换；待缺陷处理后再次开口，重新堵口。

3 取得效果

通过对炉温和碱度的控制，以及对炉前渣铁沟的改造，10号高炉出铁过程中渣中带铁量明显减少，金属收得率上升，完成了攻关目标。全年金属收得率平均值为99.75%，较2015年提高了0.57%，渣中带铁现象明显好转。2015年与2016年金属收得率对比见图4。

图4 2015年与2016年金属收得率对比图

4 结束语

（1）高炉温高碱度一般是渣中带铁的主要原因，在保证炉缸工作活跃性的同时，确保物理热大于1 500℃，降低[Si]操作，可以大幅度提高金属收得率。

（2）炉前工作是整个炼铁生产工艺环节的关键一环，良好的高炉铁口区域维护是高炉长寿的关键因素之一。

（3）合理稳定的高炉操作炉型对高炉铁口区域维护至关重要，在此基础上对铁口操作不断创新和优化，不仅有利于降低渣中带铁，对铁口区域维护及高炉顺稳生产、高炉长寿也具有重大意义。