浅谈降低高炉冶炼燃料比的技术工艺

周海，段丽飞

（江苏长强钢铁有限公司，江苏 靖江 214500）

近年来，我国各行各业越来越重视节能减排的生产理念，而降低高炉冶炼燃料比，可有效降低热量消耗，节约燃料，这与我国所提出的绿色、环保生产理念相一致。因此，在进行高炉生产时，应根据不同高炉的容量与实际生产情况，制定出相应的生产措施，以确保生产的经济性与环保性，促进我国的可持续发展。

1 降低高炉冶炼燃料比的意义

基于高炉的利用系数而言，若想提升其利用系数，应做好以下两个方面的内容：第一，提升冶炼强度；第二，适当降低高炉的燃料比。我国有很多小型高炉生产，基本是都是借助提高冶炼强度来提升高炉的利用系数，其具体操作为通过配置发风机来提升高炉的生产强度。该种方法虽在一定程度上可提升高炉的利用系数，但也会造成一定的能源浪费。因此，在实际生产过程中，相关人员在提升高炉利用系数的同时，还应注重生产的节能性与保护性。对此，可主要从降低高炉的燃料比方面出发，以提升高炉生产的经济性。

2 降低高炉冶炼燃料比的技术工艺

2.1 注重冶炼强度的控制

通过笔者多年对高炉实际冶炼情况调查发现，当高炉冶炼的强度低于1.05t/m3·d时，提升高炉冶炼强度，燃料比则会降低；而当高炉的冶炼强度超过1.05t/m3·d时，提升高炉冶炼强度，燃料比则会提升。因此，在进行生产时，可将高炉冶炼强度控制在1.06t/m3·d～1.15t/m3·d，以降低高炉冶炼燃料比。而若是高炉冶炼强度高于1.05t/m3·d时，要想提升产量、高炉冶炼强度，可借助提升富氧率来达到这一目的，此时应不宜使用提升鼓风风量的方法。此种做法的利处在于高炉冶炼强度提升后，燃料比不会升高，并能保持高炉内煤气量的稳定性，从而提升高炉生产的可靠性[1]。

2.2 保证燃料质量的稳定性

冶炼精料水平对高炉生产的经济效益具有重要影响，是整个工作开展的基础与保障，因此，应注重控制冶炼精料质量，不断提升冶炼精料水平，以提升高炉生产的经济性。在冶炼精料时，应燃料的强度较大，烧结矿的碱度含量要高，入炉材料的含铁质量较高。高品质作为高炉冶炼精料技术的核心内容，生铁产量应提高2.5%，高炉燃料比需下降1.5%，入炉的品位应提升1%。但由于高品质的矿石价格在不断地上升，造成冶炼时不能过高地追求品质。目前，我国高炉生产还存在着燃料质量不稳定现象，这不利于生产的顺利进行。而冶炼精料技术对燃料质量稳定性的要求较高，因此，在生产时，除要确保材料品质之外，还应保障燃料质量的稳定性。在进行高炉生产时，应将矿石的品位的波动范围控制在标准值的±0.5%，使燃料比降低1%，碱度保持在标准值的±0.05。目前，我国燃料比对高炉生产的影响较为突出，特别是高喷煤燃料比。大型高炉对冶炼强度、燃料比的要求更高，其燃烧材料的反应性CRI＜27%，反应后冶炼强度CSR＞67%[2]。近年来，高炉燃烧材料质量得到了有效的提升，高炉所使用的燃烧材料，像是焦炭，反应性CRI为30%～32%，反应后的强度CSR为57%～62%。在运用精料冶炼时，还应适当提高熟料比，选择使用颗粒较小的燃料，并且保证燃料的颗粒大小要均匀，无有害杂质，以进一步提升精料冶炼水平。

2.3 规范高炉操作流程

（1）减少热量损失。在高炉生产过程中，炉腹与炉腰的热负荷量最大，占整体高炉热负荷量的20%与25%。因此，若想减少高炉的热量损失，应主要从这两个位置点进行出发。对此，应保证高炉一直处于生产状态，以避免高炉生产中断而造成一定的热量损失。在具体生产过程中，应选择具有较好隔热性及导热性的耐火砖，以有效控制炉内温度。

（2）提高煤气中的二氧化碳量。在增添煤气中的二氧化碳含量时，应处理好布料，即在改善煤气流分布结构的前提条件下，通过利用热风中的热能来传递炉料，以提升炉内矿料的还原反应速率。在高炉生产过程中，可运用装料制度与科学送风来解决煤气流之间的矛盾，降低燃料比。此外，还可借助现代化的装料设备来实现多种方式的布料传递[3]。根据高炉的实际生产情况而言，大量上料的方式可有效提升煤气流的稳定性与透气性，拉远燃料与炉中心位置间的距离。简单而言，高炉生产中适当地增加煤气中二氧化碳量，有助于生产效率与产量的提升。因此，在实际生产中，应根据生产需求及高炉性能，通入适量的二氧化碳，以促进矿石的反应速率。以2000m3的高炉而言，二氧化碳含量应占到炉内总空气含量的22%～25%。高炉煤气流的主要分布情况为：在高炉送风位置，进行一次分布，主要通过调节风口长度与风口直径来实现的，炉内的风速应保持在190m/s～220m/s，以保障高炉的通风性。在软熔带位置，实施二次分布。软熔带的性质、宽度主要由矿石冶金效能与风温而定。与此同时还应确保软熔带气温具有较好的流动性。在软熔带上面的位置，便可对煤气流进行第三次分布。其主要借助合理的布料来实现的。为提升煤气流的透风性，可采用中心加料方法来进行布料。为提升烧结矿的还原性与透气性，可对烧结矿与焦块进行混合处理，以节约燃烧材料。高炉布料的角度表详见下表1。

表1 高炉布料角度表格

（3）科学运用高压操作技术。有关高炉生产调查研究发现，若是炉顶的煤气压力每提高10kPa，高炉的生产量将会增加1.8%左右，燃料比将会下降3%，有助于冶炼工作的顺利、高效开展。在炉顶压力持续上升的情况下，高炉的生产效能会随之降低。因此，在进行生产时，应将炉顶压力控制在一定范围内，以保障高炉生产的经济效能[4]。炉顶压力提高后，会加快高炉内部反应的进行，减少波动情况的发生，实现铁矿石的还原反应。与此同时，还可在中热风与热风传递的过程中，减少炉尘吹出量，以提升TRT发电量。基于不同高炉的炉顶煤气压力分布情况如下表2。

2.4 确保高风温

炉内良好的高风温可有效提升炉内的风速与活跃性，在一定程度上可减少热量流失。高温条件下的煤粉分解，可有效提升煤粉的燃烧效能。在进行大喷煤处理时，应控制好煤粉的燃烧率，以确保生产的经济性。

由于喷煤比的不断提升，所以，高炉的风温应随之提高，保持在1150℃～1200℃，并实施全风口喷吹，以加快煤粉的燃烧效率，促进生产的高效、快速进行。当热风温度上升到100℃时，应适当降低燃料比，控制在15kg/t～20kg/t，并将风口的燃烧温度提高到70℃，以提升高炉生产效率[5]。

表2 不同高炉的顶压分布情况

3 结语

总而言之，在运用降低高炉冶炼燃料比技术工艺时，应加强控制冶炼强度，不断提高矿石品位，维持好燃料质量的稳定性，并保持高风温，以确保生产的经济性与高效性。与此同时，还应合理运用高压操作技术，根据不同的高炉容积，制定相应的炉顶压力，并适当提升炉内二氧化碳的含量，提升煤炭的燃烧率，以提升高炉生产的环保性与节能性，促进我国高炉冶炼工艺水平的进一步提升。

（4）提高煤粉的燃烧率。当对高炉进行大喷吹处理时，炉内的煤气量将会增加，焦炭量将会减少，炉内燃料的下降空间将会减小，下部的压差随之变大，同时，未进行燃烧的煤粉将会增多，此时，容易出现料柱堵塞，煤气流的分布较为紊乱，不利于高炉生产的顺利进行。因此，可使用富氧鼓风与高风温喷吹方式，提升煤粉的燃烧率，使燃料充分发挥出自身价值。在进行喷吹处理时，应将氧气量调整为总量的2%～4%。