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降低综合焦比的工艺措施探讨

苗广志，赵信亮，杜广阔

(唐山国丰钢铁有限公司，河北 唐山 063000)

摘 要: 介绍了唐山国丰钢铁公司炼铁厂通过采取措施，改善了烧结矿的冶金性能，优化了粒度组成，特别是采用外矿粉生产球团矿，大大降低了球团矿的成本。通过对四大制度的优化使综合焦比有较大幅度的降低，值得同类企业借鉴。

关 键 词:综合焦比;工艺攻关; 效果

1 前言

在国内外经济下滑、钢铁需求减弱、国内产能释放，利润空间急剧下降、成本及效益压力剧增的严峻形势下，2012年1～6月唐山国丰一炼铁厂综合焦比完成543．6 kg /t、二炼铁厂综合焦比完成546．54kg/t，与国内先进指标相比存在40～50㎏/t的差距。为挖掘潜力降成本，开展了降低综合焦比的工艺攻关。

2 攻关措施

2．1 改善烧结矿冶金性能

(1) 在保证入炉烧结矿配比的前提下，控制烧结矿的R2在1．85～1．95、FeO含量8%～9．5%的水平。

(2) 结合物料基础特性进行烧结结构配比优化，改善烧结矿的液相形成效果。

(3) 对烧结用辅料白灰、石灰石的配比进行成本、消耗及对矿质影响综合测算，得出辅料结构。

(4) 现场跟踪配比结构的执行情况。

(5) 每周对高炉入炉有害元素的负荷进行分析测算，持续关注原料成分中Mn、P、Ti、Cr、Ni、Cu、K、Na、Zn 等元素对入炉负荷的影响。并结合实际生产情况适当调整相应原料结构配比量。

(6) 做冶金性能试验，关注整体烧结矿冶金性能的变化趋势，为生产厂及时提供参考数据。

2．2 优化烧结成品矿的粒度组成

(1) 将烧结二次冷筛筛板由原来间隙为20mm的全部更换成间隙为16mm，并将部分间隙10mm的筛板更换为8mm，使进入高炉的烧结矿的成品整粒效果有所改善。烧结矿粒度组成中8～16mm的整粒量提高1．5%～2%，烧结矿的粒度更加均匀，有利于改善高炉块状带的透气性，提高煤气利用效果。

(2) 将烧结机上铺底料的厚度由原来的80mm调整为65mm，保证烧结过程透气性，同时对烧结机篦条的影响基本等同。降低了铺底料的用量，使烧结矿的成品率升高1．5%。

2．3 优化入炉料的结构

球团矿冶金性能优于进口块矿，但受国内矿粉市场因素的影响，内粉生产球团矿成本升高。与国内院校合作对外粉的基础性能、成球制粒效果、焙烧球团矿的基本工艺技术、生产操作条件进行了全面试验研究。目前巴西球团粉、乌克兰粉生产的球团矿的成分、粒度、强度指标完全满足了高炉生产的要求，对高炉稳定配加球团矿，提高入炉品位有着积极的意义。

2．4 物料平衡与热平衡计算

通过计算找出了高炉外部热损失占总热量的10%～12%，煤气带走热量占总热量的7%～9%。为降低综合焦比工艺攻关指明了方向。

2．5 利用渣相图确定合理的炉渣成分

Al2O3含量15%的CaO－MgO－SiO2渣相图见图1。

分析图1可知，在现有原燃料条件下，合理的炉渣成分: MgO 10% ～11%，Al2O314%～15%，R2在1．20左右，R4在1．0左右。尽量减少高炉渣中Al2O3含量，使其控制在15%以下。

2．6 应用模拟试验装置研究高炉原料的透气性

由高炉装料制度决定的炉料在炉内的分布对高炉的煤气流分布、煤气利用、高炉顺行和长寿有很大的作用，直接影响着高炉产量。

通过试验研究矿批大小与高炉透气性的关系，高炉上部调剂，采取大矿批、大矿角、大角差，保证中心气流。

2．7 制定合理的回旋区长度、面积，活跃炉缸

以1780高炉为例，当实际风温为1228℃，风量为3400m3/min，风压为379kPa，风口面积为0．2884m2。计算出风口回旋区长度为1．13m，高度为0．58m，风口回旋区面积为30．52m2，风口回旋区面积与炉缸面积之比为0．41。通过查阅文献，回旋区深度应控制在1．2m，风口回旋区面积与炉缸面积之比应控制在0．43。可知高炉的回旋区深度比较浅，回旋区面积较小。为此利用检修的机会通过采取缩小风口面积到0．2801m2，加长风口长度到 530 mm，提高了回旋区深度和面积。

2．8 优化送风口面积和风口小套长度

2．8．1 风速计算

2012年8月18日检修前，7#高炉风温为1228℃，风量为3400m3/min，风压为379kPa，顶压为210kPa，顶温178 ℃，6个风口直径为Φ115mm，20个风口直径为Φ120mm，风口面积为0．2884m2，风口布局见表1。

风速计算公式:

通过计算:7#高炉标准风速190m/s;实际风速220m/s。从生产状况来看，高炉炉缸不活跃，中心打不开，煤气利用率低，炉顶煤气中CO2含量平均在17%～18%。利用8月18日检修的机会，7#高炉将风口调整为15个直径为Φ115mm，11个Φ120mm的风口。风口面积为0．2801m2，风口具体布局见表2。

8月18日检修后7#高炉风温为1240℃，风量为3343m3/min，风压为376kPa，顶压为210kPa，炉顶温度190℃。

通过计算:标准风速为199m/s，实际风速234m/s，比检修前提高了约10m/s，吹透高炉中心，炉缸比较活跃，稳定煤气流速，提高煤气利用率。炉顶煤气中CO2含量平均在18．8%，最好时达到19．5%。

2．8．2 提高鼓风动能

鼓风动能计算公式:

风口调整前鼓风动能为7449kg(f)·m/s;风口调整后鼓风动能为8135kg(f)·m/s，鼓风动能较以前有所提高。

2．8．3 加长风口小套长度

1#1780高炉在11月8日检修时，将风口小套长度由480mm全部换成530mm，加长了风口长度，有利于高炉发展中心，提高回旋区长度和面积，提高煤气利用率。

3 结语

(1) 通过烧结杯实验、现场工艺跟踪、冶金性能试验、物料试验，对配料结构进行优化、确定FeO、R2控制范围，稳定了烧结矿的粉化指数RDI+3．15、改善了烧结矿的还原性RI。

(2) 烧结铺底料和全外粉生产球团矿，优化了烧结矿的粒度组成、炉料结构，提高了入炉品位。

(3) 通过物料平衡与热平衡计算，找出在高炉冶炼过程中物质与热量的来源与去向，为降低综合焦比指明了方向。

(4) 利用渣相图分析，炉料透气性模拟试验，风速、鼓风动能、回旋区长度、回旋区面积计算，对炉渣制度、装料制度、送风制度进行了优化。

(5) 通过工艺攻关，2012年12月份比上半年最好月份综合焦比下降了27．05kg/t。