长钢炼铁厂九高炉铁水硅稳定率的提升实践

李国强，王保国

（首钢长治钢铁有限公司，山西 长治 046031）

0 引言

目前，首钢长治钢铁有限公司（全文简称“首钢长钢公司”）制定的铁水硅稳定率w[Si]=0.3%～0.6%的铁量占总铁量的比例为80%，该比例越高，即硅稳定率越高。正常炉况下，铁水硅稳定水平可以代表炉温的稳定水平[1]，同时铁水硅稳定率也是影响炼钢工序能耗高低的主要指标，尤其是近年来首钢长钢公司铁钢界面推行“一罐到底”工艺后，铁水硅的不稳定直接影响一罐到底的运行，增加了炼钢冶炼难度。

为此，炼铁厂九高炉作业区结合首钢长钢公司制定的铁水硅稳定率在80%以上目标，通过强化原燃料管理、推行标准化作业、改善出铁管理、优化休复风方案、实施绩效考核激励等措施，提高了铁水[Si]的稳定率，使炼铁厂九高炉铁水硅稳定率稳步上升，2022 年全年平均达到90%以上，超过公司计划目标10%左右。为首钢长钢公司推行“一罐到底”运行、节能降耗、降低成本作出了较大贡献。

1 稳定铁水硅含量的措施

1.1 强化原燃料管理

1.1.1 保证入炉炉料结构基本稳定

长钢炼铁厂目前装备2 座1 080 m3高炉和2 台200 m2烧结机，球团和生矿主要靠外购。炉料结构长期稳定在85%烧结+5%球团和10%生矿（质量占比），生矿和球团比例主要根据季节和成本情况酌情调节，球团矿占比基本在3%～5%，生矿占比基本在10%～12%范围内波动。

焦炭结构全部采用首钢长钢公司焦化厂生产的干熄焦炭，焦炭质量及成分相对稳定，为高炉的稳定运行奠定基础。

1.1.2 强化原燃料筛分和仓位管理

强化槽下筛分工作。制定槽下给料器的给料速度标准：焦炭≤20 kg/s，烧结矿≤40 kg/s，球团矿≤30 kg/s，生矿≤30 kg/s。降低给料速度后，筛板上的料层厚度明显减薄、均匀，筛分效果明显变好，入炉料中≤5 mm粉末量降到3%以下。

严格控制原燃料仓位。为减少原燃料在运输和倒搬过程中二次摔碎比例，炼铁厂制定了料仓管理制度，杜绝半仓以下放料。

1.1.3 制定涮仓制度

针对雨季、冬季，生矿潮湿黏结、粉末多、冻块影响下料和筛分效果差，制定了定期用高温烧结矿进行涮仓的制度，该项制度实施后，不仅降低了工人劳动强度，而且筛分效果明显好转。

1.2 推行标准化作业

结合首钢长钢公司目前的原燃料情况及高炉装备水平，根据铁钢界面“一罐到底”工艺对铁水质量的要求，细化日常操作制度，严格在高炉主控室等关键岗位推行标准化作业。

1.2.1 制定炉温控制标准

生铁w（Si）按0.3%～0.6%控制，正常操作炉温按0.45%中线控制，当w（Si）连续三炉低于0.35%，必须采取适当增煤提炉温措施，当w（Si）连续3 炉大于0.55%时,必须采取减煤降炉温措施。原则上早动、少动，避免因炉温变化而造成大的波动。

1.2.2 严格控制料速

结合九高炉当前矿批情况，规定料速8 批/h，（64±1）批/班，发现料速连续2 h 超过9 批时，必须采取减风控制措施，保证当班料速不超标，为炉温稳定和下个班操作打好基础。

1.2.3 优化装料制度

坚持“发展中心气流为主，适当兼顾边缘气流为辅”的煤气流控制标准，严格控制高炉压差≤160 kPa。高炉操作上始终坚持“以下部调剂为主，上部调剂为辅”上下部调剂相结合原则，做到“上稳下活”。结合长钢布料溜槽为半圆形溜槽，料流轨迹较散而且宽，逐步摸索出具有自身特色的装料制度。矿石角差3°～4°，焦炭角差10°，矿石平台较窄。原燃料质量好时采取“矿四环焦五环”；原燃料质量转差下降时，高炉装料制度逐步降为“矿三环焦四环”或“矿两环焦三环”进行缩窄布料平台过渡。

1.2.4 严格控制渣相管理

结合长钢烧结矿澳粉比列较高特点，渣中w（Al2O3）在15.5%～16%，含量较高，严格要求渣中镁铝质量比＞0.50～0.55，当发现镁铝质量比低于0.50，技术科要及时排查原因并采取应对措施，为高炉稳定运行创造条件。

1.3 改善出铁管理

九高炉于2019 年大修后，出铁模式由过去的固定罐位出铁变成摆动溜槽出铁。优点是降低了劳动强度、改善了作业环境、节约了耐材成本，缺点是由于两铁口80°夹角和铁路线的布局情况不能实现两铁口同时出铁。随着高炉达产达效的进一步强化，高炉炉前渣铁能否及时排放已经成为高炉顺行和指标提升的关键因素之一。

炼铁厂在满足“一罐到底”出铁模式基础上，不断摸索细化进罐和出铁模式，采用“5+1”出铁模式，同时要求两铁口间隔时间不超过30 min；对炉前制定了防止跑泥、防止浅铁口以及保证出铁速度和时间的一系列措施；对炉前推行量化管理，将打泥量、铁口深度、出铁时间进行详细记录；将铁次控制在14 次/d，铁口深度在2 400～2 800 mm，出铁时间控制在80～100 min，保证出铁的均匀性。通过一系列改善措施的推行，目前每天出铁炉次达到14.5 次，实现了14 次/d 的目标，大大减少了因不能及时出铁引起的高炉憋风而造成的炉温波动现象。

1.4 优化休复风方案

首钢长钢炼铁厂近年来一直推行设备点检定修制，每年计划检修3～4 次，每次大约14～16 h 不等，检修后炉况恢复时间一般在16～24 h，并且造成炉温持续偏高，铁水硅含量不达标炉次较多，不仅影响产量还严重制约高炉铁水硅稳定率。2021 年炼铁厂开始对标兄弟单位生产经验，开展计划休风、快速复风管理技术研究，不断优化休复风方案，通过休风前确保高炉稳定顺行的炉况控制、休风料位置安排、休风料的炉料结构及增加硅石等辅料入炉、休风后堵风口数目及快速喷煤富氧等炉况恢复节奏控制等措施[2]，使高炉恢复时间缩短到8～16 h，铁水硅含量不达标炉次明显减少，2021 年和2022 年优化休复风方案前后铁水硅不达标炉次情况如表1 所示。

表1 2021 年和2022 年优化休复风方案前后铁水硅不达标炉次情况

2021 年计划休风4 次，累计造成铁水硅不达标炉次73 次，平均每次休风恢复铁水硅不达标炉次占18次；2022 年计划检修3 次，累计造成铁水硅不达标炉次35 次，平均每次休风恢复铁水硅不达标炉次占12次。优化方案后硅不达标炉次明显减少。

2 取得成效

2021 年以来，为了响应公司铁钢界面推行“一罐到底”工艺对铁水硅稳定率的要求，炼铁厂九高炉作业区人员群策群力，以保证高炉长期稳顺为基础，以降低铁水成本为中心，通过强化原燃料管理、推行标准化作业、改善出铁管理、优化休复风方案等措施，使铁水硅的稳定率稳步提高，由2021 年的82%提高到2022 年的90%以上（见图1）。

图1 2021 年和2022 年铁水w（Si）=0.3%～0.6%稳定率情况

3 结论

2021 年以来，炼铁厂九高炉铁水硅的稳定率呈稳步升高趋势，圆满完成了公司制定的铁水硅达标率目标，不仅实现了炉况长期稳定运行，降低了铁水成本，还有效地保证了铁钢界面“一罐到底”工艺的顺利进行。从中吸取的主要经验有：

1）稳定的原燃料条件是高炉稳定顺行的前提条件，只有控制好原燃料质量，才能为铁水硅稳定率提供有力保障。

2）高炉长期稳定顺行是提供铁水硅稳定率的基础。通过强化高炉操作，推行主控室等关键岗位标准化操作，实现了高炉长期稳顺及炉温稳定率的逐步提高。

3）改善炉前出铁管理，坚持炉内炉外一盘棋，互打基础，采取优化休复风方案、减少炉况恢复期的高炉温运行状态等措施，为高炉铁水硅稳定率的提高提供了保障。