宣钢1800m3高炉高酸料比下的强化冶炼

发表时间：[2008-03-01]　　作者：　　编辑录入：admin　　点击数：15799

摘要：宣钢1800m³高炉投产后，在烧结矿缺口很大、入炉料需大量配加酸性自产球团矿、块矿，酸料比例47％～50％的情况下，通过合理的上下部调剂，保证了炉况稳定顺行，高炉利用系数达到了2.256t/(m³·d)，取得了较好效果。

关键词：高炉；酸料比；强化冶炼

1 概述

　宣钢1800m³高炉于2005年10月24日建成投产，生铁生产能力大幅度提高，而与1800m³高炉配套的烧结机没有同步建设投用，致使烧结矿缺口很大。为了弥补这一缺口，平衡炼铁厂生产组织。不得不提高烧结碱度(烧结碱度由2.10倍提高至2.50～2.60倍)，大量配加酸性自产球团矿、块矿来维持，自产球团矿不足的部分用部分当地球团或外购球团矿补充。

2 高炉原料

　目前入炉原料结构为：烧结矿(50％～53％)+自产球团(28％～31％)+外购球团(6％～8％)+8块矿％(酸料比例为47％～50％)

　外购球团一是强度低，转鼓75％左右，抗压强度1400～1600N/球，再一个就是含钛高。高炉配吃的块矿，受资源及价格影响，来回切换，先后为巴矿→澳矿→伊朗矿→印度块矿。高炉大量配吃酸料、且品种杂、成分波动大，入炉原料结构变动频繁、不稳定，使得入炉料品位、块状带热裂、软熔带滴落性能控制难度较大，对料柱透气性、顺行及改善高炉冶炼指标冲击较大。高炉入炉烧结料粒级组成见表1。

表1　高炉入炉烧结料粒级组成　％

＞50㎜	50-25㎜	25-10㎜	10-5㎜	＜5㎜
3-5	18-25	50-55	18-25	2-5

　炼铁厂面对多变、不稳定的原料结构，眼睛向内，通过合理的上下部调剂，保证了炉况稳定顺行，高炉利用系数达到2.256t/(m³·d)，且取得了较好的技术经济指标(表2)。

表2　宣钢1800m³高炉主要技术经济指标

时间	利用系数/t/(m³·d)	入炉品位/%	焦比/(kg/t)	煤比/(kg/t)	小焦比(kg/t)	风温/℃	富氧率/%	崩悬料/次	CO₂/%
2005-12	1.855	55.82	433	115	0.3	1154	0.8	7	18.55
2006-01	2.086	54.91	398	122	14	1154	0.8	5	20.50
2006-02	2.223	55.31	392	126	15	1155	1.5	5	20.68
2006-03	2.206	55.58	370	150	20	1166	1.8	0	20.66
2006-04	2.256	55.30	370	150	22	1172	3.0	0	20.04

3 高炉强化冶炼措施

3.1 精料控制

　 1800m³高炉开炉初期，矿批小，料速快，批料7.5～8.0t/h。为保证上料速度，槽下料仓上闸门开得大，给料器给料速度快，入炉料筛分效果差，导致入炉料含粉高、料柱透气性差、各部位压差不稳定、压量关系偏紧，再加上原料品种又杂、冶金性能不一，制约着炉内强化。2005年12月底，从改善槽下筛分入手开展工作，一方面调整料仓上闸门开度及给料器角度，控制每台振筛的T/H值在3.0～4.0t/min；另一方面，合理选择筛孔尺寸，烧结矿筛下层棒条筛孔由3.5mm增大到4mm，同时增大振动筛的振动力，确保入炉料的合理粒级，减少粉末入炉。矿仓原则上全部使用，实现多台筛同时均匀筛分。此外，延长矿筛余振时间，有效地解决了临界颗粒堵塞筛孔现象。

　针对块矿含粉高、粘性大、粘仓、粘筛、堵筛现象严重的特点，在块矿灌仓前先进行一次筛分；灌入高贮料仓后入炉前经槽下再进行一次筛分，彻底筛除粉末。槽下改造后，入炉料含粉明显降低，料柱透气性改善，炉况顺行程度、吃风能力大为改观。

3.2 高炉的上下部调剂

　 (1)上部调剂。由于原料品种多、变动频繁、入炉原料结构不稳定，给上部装料制度的选择带来难度。2006年1～5月份，块矿先后为巴矿→伊朗矿→澳矿→印度矿，球团：自产球+承德球+东北球+唐山球+朱各庄球，各种料成分波动大、还原性及爆裂性能不一、熔滴性差异导致造渣带的形状、位置容易波动，且每种料粒级不同，入炉后分布不理想。球团比例大布料后由于球团的滚动易造成混合层的出现。

　为确保块状带的透气性及煤气流的合理稳定，上部调剂指导思想为：敞中心，边缘压住，但不能压得过重。布料料序上，烧结矿部分先入炉布在边缘，然后是球团、小焦、部分块矿布在中间环带，最后为烧结与块矿、球团混合料。避免了球团布在最后，与大颗粒烧结矿一起滚动到中心，造成布料偏析。

　开炉初期，冶强低，兼槽下筛分等影响，为保高炉顺行，上部装料制度为

矿角选择偏小，环数少，采取两头疏导，适当让边的装料制度。随着冶强进一步提高，同时富氧及喷煤比提高后，煤气发生量、煤气流发生变化且伴随着矿批的扩大，这种装料制度已不适应炉内强化。炉内矿焦角逐步外扬的同时，矿环数由三环调为四环，焦由四环调为五环

扩大矿焦平台宽度，保证炉料在炉喉径向分布偏析少,同时适当抑制边缘气流，强化中心气流。

　上部调整原则：风量和煤气量一定的情况下，靠调矿、焦角度或环数来提高煤气利用，优化指标。风量变化，煤气量发生变化，煤气流速变化，靠调整矿层厚度来稳定煤气流，改善煤气利用。在提冶强降焦比过程中，为确保块状带的透气性，焦层厚度以不低于400mm为基准。

　 (2)下部调剂。1800m³高炉炉缸直径为10.0m，风口26个，风机型号为AV71—15，出口压力0.039MPa。开炉初期风口选择Φ120mm×16个+Φ130mm×10个，风口长575mm，总面积0.3137m²。由于风机能力小，风口面积大，炉缸中心吹不透，日常风速为180～190m/s，干焦动能为8000～10000kg/(m·s)，动能低，炉况稳定性差。提高动能，利用每次定修机会，逐步调整风口面积，风口调整为Φ120mm×22个+Φ115mm×4个，风口长度由575mm调整为600mm，总面积为0.2904m²。风口面积缩小、风口加长后，炉缸中心工作改善。此外，随着高风温(≥1180℃)、高富氧(富氧由1.0％逐步攻关到3.0％)、大喷量(煤比由120kg/t攻关到150kg/t)，炉缸截面上燃烧带扩大，死区减少，炉缸温度梯度降低，炉缸均匀活跃。至2006年4月、5月份风速为250～270m/s,干焦动能为15000～18000kg/(m·s)，炉况稳定性良好。

3.3 合理的铜冷却壁控制

　 1800m³高炉采用全炉冷板、薄内衬技术，5～7段采用铜冷却壁。薄内衬，对冷却强度较敏感。目前，入炉原料结构变动频繁，每种料冶金性能不一，导致造渣带的位置、形状不稳定。实际生产过程中，5～7段渣皮不稳定，时常有脱落现象。为确保造渣带根部位于5～6段，并且铜冷却壁上形成保护性渣皮而不形成结厚，根据实践经验，制定出1800m³高炉的软水系统控制范围：炉体冷却水温差4～5℃，炉体热负荷10000～15000kcal/s，软水流速2～3m/s，5～6段铜冷却壁温度控制45～55℃。

　当5～6段铜冷却壁接近45℃或个别点低于45℃有结厚趋势时，压量关系不受影响，炉内热渣制度为适当提高炉温、降低碱度，一般处理时间8～16h。当风量较正常降低50～100m³/min时，炉墙有结厚，考虑装料制度调整及水量调整。

　正常情况下，尽可能稳定水量，不做调剂。

　由于原料杂，当炉温、碱度出现波动时，铜冷却壁渣皮不稳定，容易形成脱落，尤其在憋风状况下，极易造成5～7段渣皮脱落。若处理不及时，还会引发上部散料层气流波动。为此，强调日常稳定的炉温、碱度控制，从而减少“热震”。

3.4 低硅冶炼操作

　由于入烧精粉含钛高，烧结、球团钛含量高，入炉TiO₂单耗日常在15～18kg/t，日常Ti含量在0.12％～0.18％之间。为确保铁水的流动性及正常冶炼，降低炉渣粘稠性，只能靠适宜偏低的Si含量来适应。由于原料结构和成分不稳定、熔滴性能不一，造渣带形状、位置易波动，易形成炉温、碱度波动，又必须靠炉缸充沛的热量来消除这些影响，从而确保炉缸良好的热工状态。由此导致炉温控制可操作区间较窄，日常选择炉温控制硅含量为0.25％～0.35％，温度1460～1500℃，炉渣碱度≥1.18倍(表3)。

表3 　2006年1～5月1800m³高炉的硅、铁中钛含量％

月份	Si	Ti
1	0.45	0.165
2	0.32	0.133
3	0.29	0.118
4	0.31	0.133
5	0.30	0.155

4 强化炉外出铁

　在高炉入炉料低品位，大渣量、高钛负荷的情况下，炉外出铁控制是关键。日常炉外组织把握以下几个方面：

　 (1)以铁次间隔35min、出铁50～60min、出渣35～45min组织炉前出铁模式，控制日出铁14～15炉次。考虑到含钛高、且每炉铁出渣、铁不均匀性，特别是出渣不均匀性的特点，放净下渣是关键。

　 (2)提高铁口深度合格、稳定率，全风堵口率，出匀、出净渣铁，提高三班炉前操作水平。

　 (3)做好炉门浇注料及炮泥、主沟浇注料的攻关工作，为安全高效率快节奏出铁提供保障。

5 结语

　宣钢1800m³高炉酸料比例高，入炉品种、结构变化大，上部装料制度以开放中心、适当疏导边缘气流为主；若具备条件，应适当采取压边的装料制度，保证充沛的渣铁物理热，有利于改善软熔带透气、透液性及保证良好的炉缸工作状态，对于高酸料比炉料结构非常关键。铜冷却壁温度控制不宜过低，防止入炉料结构变动后造渣带位置、形状波动，形成结厚。由于入炉料品位低、渣量大，钛负荷高，控制好炉温、铁温参数，及时打开铁口，出匀、出净渣铁是确保炉内强化的关键。