莱钢1 880 m3高炉强化冶炼操作实践

回全平

（山钢股份莱芜分公司 型钢炼铁厂，山东 济南 271104）

1 前 言

莱钢1#1 880 m3高炉二代炉役于2018年1月21日投产，主要由串罐式炉顶上料、煤气干法除尘、卡鲁金顶燃式热风炉、两套图拉法渣处理设备和两台265 m2烧结机等配套工艺、设备组成。1#高炉一代炉役期间，生铁日产水平一般。随着钢铁行情的好转，边际效益逐步增大，企业对生铁产量的需求也越发急迫，只有长期稳定高产才能创造更大效益。莱钢结合高炉实际情况，对1#1 880 m3高炉进行技术攻关，以求达到长期稳定高产的目标。

2 高炉提产限制瓶颈

2.1 精料方针贯彻不彻底

精料技术水平对高炉技术指标的影响率约占比70%，高炉操作对技术指标的影响率约占比10%，企业现代管理约占比10%，设备运行状态约占比5%，外界因素（动力、原燃料供应、上下工序生产状态等）为5%。高炉炼铁生产条件水平决定了生产指标好坏。

2.2 原燃料供给能力不足

生铁产量的提高伴随着对焦炭供需的增加。在全国“碳中和”战略目标的背景下，莱钢的自产焦炭量无法满足高炉生产需求，需要增加外购焦炭和外购煤粉的比例。

2.3 操作制度不适应

第二代炉役开炉后，高炉的操作炉型与第一代高炉炉役后期操作炉型有较大的变化，原操作制度已不适用于当前的生产，需要打破原有思想，重新摸索新的操作制度。

2.4 硅含量的影响

低硅冶炼对高炉提产具有重要的作用。根据炼铁经验，生铁含硅［Si］每降低0.1%，生铁增加产量0.5%～0.7%，同时降低燃料比4～6 kg/t，更有利于炉况稳定顺行、成本降低。

2.5 鼓风富氧率的影响

富氧鼓风可以有效提高生铁产量，炉腹煤气量减少，吨铁煤气量减少，同时富氧有利于提高喷煤比例，有利于提高喷煤比（提高风口前理论燃烧温度）。风中含氧量由21%增至25%，理论生铁增产量3.2%～3.5%；风中含氧由25%升到30%，理论增产量3%左右。

2.6 渣铁排放对高炉顺行的约束

随着产能的提升，渣铁排放对炉内风压、炉况顺行有着举足轻重的作用。产量提升后，铁速要求由4.3 t/min 提高到4.7 t/min，渣铁排放不及时会导致炉内风压升高，影响气流分布，破坏炉内热制度，严重时将破坏炉况顺行，造成大幅减产。

3 改善限制环节

3.1 抓好精料方针

通过优化配矿品种，改善配料结构，有效提高高炉入炉品位，降低炉渣比例，烧结矿转鼓强度由78%提升到79%。焦炭是高炉内的骨架，对焦炭的性能管控显得更为重要，提升焦炭的冶金性能，内部自产焦的冷态强度M40由88%提高到89.5%，反应后强度CSR由68.5%提高到72.2%，有力支撑高炉顺行。

3.2 稳定原燃料入炉

为保生产稳定，采购团队与化验科室对各厂家焦炭质量及数量实行了严格地监控、筛选。通过不定期抽检化验的方式对进厂焦炭进行抽查检验，同时对质量异常的焦炭禁止发货、收料，从而保证了炉况的顺行稳定。外购焦技术指标见表1。

表1 外购焦技术指标 %

3.3 操作制度优化

通过控制合理的入炉风量、优化风口布局、控制合理的风口面积、调整富氧率等，获得合理的鼓风动能。合理的鼓风动能，能保证风口回旋区长度适宜，高炉长期稳定顺行，并且高产低耗。

通过布料制度调整，提高煤气利用率。中心加焦引导中心气流，会造成软熔带升高，高度增大，透气性得到改善。但是较多的中心加焦造成中心焦堆肥大，中心过吹，顶温高，打水频繁，燃料消耗高。因此，在实践操作中，采取对上部布料料制进行优化的方式，减少中心焦比例，促使两股气流均衡发展，提高煤气利用率，达到降低燃料比、提高产量的效果。料制调整见表2。

表2 料制调整过程

3.4 低硅冶炼

理论上还原硅所消耗的能量是还原同等数量铁元素的8 倍，生铁含硅［Si］每降低0.1%，燃料比吨铁降低4～6 kg。通过低硅冶炼操作，降低燃料比，提高产量。生产中通过稳定火焰温度，提高渣铁热量，保持炉缸活跃，为低硅冶炼提供好的条件。2020年1月—2021年3月，硅含量见图1。

图1 铁水含硅量变化

3.5 提高富氧率

富氧鼓风可以有效提高生铁产量，炉腹煤气量减少，吨铁煤气量减少，同时富氧有利于提高喷煤比例，有利于提高喷煤比（提高风口前理论燃烧温度）。2020年3月15日，通过将提高富氧量实践，将氧气由8 000 m3/h 提高到最大10 000 m3/h，高炉富氧率由2.5%提升到3.3%，炉况表现平稳，产量明显升高，见图2。由图2 看出，除10 月—12 月环保限产影响产量外，其余月份产量明显提升。

3.6 渣铁排放管控

生产中通过优化配罐、缩短开口等罐时间、加强铁口维护、调整铁口钻头、制定开口奖惩制度等方式，确保铁速＞4.7 t/min，杜绝了炉内憋渣憋铁现象发生，保持炉缸工作状态均匀活跃，为提产降耗打好基础。

4 结 语

1）精料管理在生产中对高炉稳定顺行具有举足轻重的作用，精料技术水平对高炉技术指标的影响率占70%左右，因此通过适当提高原燃料的性能，可以保证高炉长期稳定顺行。

2）不同时期的高炉操作炉型随炉龄的增长而随时变化，1#1 880 m3高炉二代炉役开炉后生铁产量一直未达到较高水平，实践中通过料制的微调逐步找到适应高炉操作制度，高炉气流分布较合理，煤气利用逐步提升，炉况保持稳定，适应强化冶炼。

3）低硅冶炼是降低压差、提高产量、降低成本的有效方式。生产中通过提高送风温度和富氧率来提高火焰温度，保证风口回旋区的热量，提高炉缸热储备，为低硅冶炼创造良好条件。目前高炉铁水硅含量保持在0.35%～0.45%，既有利于产量提升又降低生产成本。

4）富氧鼓风是强化冶炼的有效手段，富氧可以有效提高生铁产量，减少炉腹煤气量，同时富氧有利于提高喷煤比例，因此在具备富氧条件的高炉上提高富氧率可以达到提产降耗的目标。

5）渣铁排放是生产实践中非常重要的一部分，只有及时将冶炼渣铁排放出来才能保证炉况的稳定顺行。炉内长期积存渣铁会造成炉内风压升高、冶炼进程减慢、炉温稳定性差、气流分布紊乱、风口小套损坏等连锁反应。生产中通过技能培训、外界条件保障、奖励机制约束等措施，有效解决了出铁问题，为强化冶炼提供好的条件。