南钢炼铁厂高炉一车间炼铁技术进步

朱景超

(南京钢铁股份有限公司炼铁厂)

摘 要：南钢炼铁厂高炉一车间近一年以来，通过积极探索实践，成功的在大矿批、大角度多环布料，高碱度操作，低硅冶炼和提高煤比方面取得了进步。

关 键 词：高炉；大矿批；大角度；碱度；低硅冶炼；煤比；管理

1 前言

南京钢铁股份有限公司炼铁厂高炉一车间共有高炉三座，分别为两座357m3高炉(1号和2号)和一座402m3高炉(3号)。1号和3号高炉为PW型串罐无钟炉顶高炉，2号为并罐无钟炉顶高炉。2号高炉为2002年9月大修投产，1号高炉为2003年12月大修投产，3号高炉为2009年6月投产。高炉一车间成立于2010年7月。自车间成立以来，高炉操作不断尝试创新，取得突破。2010年下半年和2011年一季度均取得了优异的生产指标。

2 面临的形势

2．1 市场条件

高炉一车间成立于2010年7月。此时面临的挑战巨大。(1)外部形势严峻依然：国内钢产能远大于需求；原燃料成本高。(2)内部形势：南钢通过自身努力，成功渡过了生存危机，开始谋求壮大发展，做大做强。上述条件决定了高炉生产的各项基础条件：为了增强企业竞争力，必须降低吨铁成本。而降低成本，一方面是在用料结构上，增加低价矿的用量；另一方面，是探索新的操作理念，进一步提高高炉煤气利用率，保持高炉的长周期稳定顺行，降低综合焦比。而低价矿的大量使用，由于其本身的质量和成分的不稳定以及有害成分的含量高等特性，又会对高炉生产带来很多负面影响。因此，高炉操作面临着双重难题，一方面要适应新的用料结构的生产规律，另一方面要寻求低焦比的操作制度。

2．2 设备情况

高炉一车间的三座高炉中，1号、2号高炉均为后期高炉，处于一代炉龄末期，设备老化严重。1号高炉炉身冷却壁破损数量多，多处使用外喷水冷却；操作炉型不规整；由于干法除尘的使用初期缺乏经验，经常出现因布袋损坏而造成煤气净化程度低的情况，导致热风炉格子砖堵塞严重，虽经处理但送风能力仍然大幅度低于本厂其他高炉，平均风温仅为1020℃左右。2号高炉已经开始护炉，其炉顶装料设备老化且备件稀少。例如，料流阀开炉后一直没有更换，控制精度低；高炉操作炉型由于开炉初期结瘤炸瘤而形成缺陷；炉喉钢砖变形，严重影响布料效果等。1号、2号高炉槽下场地小，料仓少，备料能力有限。

3 技术进步

3．1 大矿批多环布料

批重大小对高炉煤气流的稳定性和煤气利用的好坏起决定性作用。扩大矿石批重能够促进矿石的均匀分布，布料合理，煤气流分布优化，可以稳定上部煤气流，提高煤气中的CO2含量，提高煤气利用率，同时，使热风所带有的热量能够充分传递给炉料，提高高炉内铁矿石的间接还原度。煤气中的CO2含量提高1％，可降低综合焦比20—30kg/tFe。

车间成立后，同时在两座高炉进行了大矿批多环布料的推进。1号高炉在以往的大矿批操作中往往是短期效应，无法站稳。车间对失败经验进行总结分析后认为主要原因是没有找到合适的炉料落点，整体落点偏小，造成中心无法长期打开，而边缘则易出现管道。通过落点的外移，使1号高炉的大矿批多环布料模式取得成功。矿批由12吨提高到15吨，布料环数由单环提高到了六环(矿3环，焦3环)。

3号高炉进行了大矿批的突破性应用。由于3号高炉设备条件好，决定在该高炉进行大矿批的突破性应用实践。首先，针对下部炉型欠佳的问题，利用两周的实践对下部炉型进行了处理。在炉型完好的基础上，由单环15吨直接改变为8环(矿4环，焦4环)21吨。料制转换平稳，炉况接受情况好。经过几次休复风的检验后，证实这次创新得到成功。现在，3号高炉的矿批已经达到了21．8吨，采用10环布料(矿5环，焦5环)，形成了一套稳定、成熟的操作制度，高炉顺行好，综合焦比低。

大矿批的应用，提高了高炉的炉况稳定性，高炉炉况抗击打能力提高，实现了长期的稳顺行。提高了煤气利用率，煤气中CO2分别由18．3％提高到18．8％和18．9％。两座高炉均取得了良好的技术经济指标。

3．2 控制边沿的合理落点

a角是指溜槽与高炉中心线的夹角。最大矿角决定了矿石在正常料线情况下的料面落点与炉墙的距离，对边缘气流的发展程度起着决定性作用。

2号高炉由于属于护炉阶段，未进行大矿批试验。但针对其炉型条件和炉喉钢砖变形情况，展开了布料落点的讨论。高炉炉型由于开炉初期操作不当，造成多次结瘤、炸瘤，炉型不规整，3号和9号风口方向偏大；炉喉钢砖由于设备安装阶段水管连接失误而造成间隔无冷却，其中七块钢砖变形翘起，使料面堆尖呈锯齿状分布，造成边缘管道丛生，炉腰温度点波动大，渣皮不稳定，容易脱落，造成热制度大幅波动，影响焦比和生产安全。最终认为需要采用较大的落点来控制边缘气流，保证边沿气流的相对稳定，同时保护高炉设备。通过不断的摸索，2号高炉的布料角度由27，25扩展到了33，30的四环布料。边缘煤气流得到控制，高炉炉况的稳定性得到提高。在高炉的炉况顺行和技术经济指标方面都取得了显著的效果。

同时，1号高炉和3号高炉也摸索出了最大落点。高炉一车间形成了大矿角的操作理念。

3．3 提高炉渣碱度

炉渣碱度对热制度的影响是：比较难熔的炉渣，熔化之后进入炉缸时热焓高，带入的热量多，有利于炉缸温度的提高；而易熔炉渣不仅本身热量低而且增加FeO的直接还原降低炉缸温度。目前南钢的渣量在400kg/tFe左右，Al2O3含量在15％左右，MgO含量在6—9％之间，具备了使用较高的炉渣碱度的条件。高炉一车间逐步调高炉渣碱度，二元碱度由开始的1．25提高到了1．3—1．4左右。这种造渣制度使炉缸的热量的充沛和稳定性得到提高，为降低铁水含硅和硅偏差提供了条件。

3．4 低硅冶炼

生铁含硅量每降低0．1％，可降低综合焦比4—5kg/tFe，增加产量1—1．5％，是促进高炉生产实现高效低耗的一项重要措施。降低铁水含硅主要方法有二。一是在于控制硅源。硅移行于生铁是以低落带为媒介进行的。SiO来源于脉石、炉渣与焦炭灰分。控制SiO的发生量，才能降低生铁含硅量。从平衡论观点，CO分压与温度一定时SiO平衡分压受渣中SiO2活量的影响；从速度论观点，渣中SiO发生时，化学反应与物质移动受SiO2活量发生速度影响。因此，在分压与温度一定的条件下，渣中SiO2活量的控制，才能SiO控制的发生量：从实际操作观点，除了提高炉渣碱度别无他途。一是还原进入铁粒，是在软熔带以下滴落的铁粒与煤气中的及炉渣、焦炭灰分产生的之间进行的。因此，软熔带距渣面的距离的控制也是必要的。软熔带的位置，在一定条件下，是由炉料碱度与热流比决定的。

在低硅冶炼方面，高炉一车间除了上述提及的提高碱度，还在提高风温、富氧喷煤和加强基础管理开展了一系列的工作。在风温方面，采用混烧技术，双预热技术，和交叉并联送风技术。正常炉况下，保持3％的富氧率。一车间实现了较低水平的含硅操作。3号高炉铁水含硅保持在0．45％，而1号和2号高炉也保持在0．55％。

3．5 提高煤比

高炉喷煤是一项重要的节能环保技术，以煤代焦是降低铁水成本的重要手段，提高煤比对降低生铁制造成本的意义重大。一车间在炉况长期稳定顺行的基础上，积极开展提高喷煤比实践。提高煤比，首先要保证高炉的炉况稳定顺行；其次是炉缸热量充沛，凡是能够提高炉缸热量的动作都是提高煤比的有力保障；还有就是避免渣量过大等。在保证炉缸热储备方面，采取了提高碱度，提高风温等手段；在高炉顺行方面，采取了上述提及的大矿批多环，大角度等手段。同时保证3％的富氧率，加强了基础工作的管理力度。

3．6 基础管理

(1)提高筛分效果：控制备料速度。加强检查力度。建立原燃料信息反馈制度。

(2)加强操作管理：制定操作方针，操作工培训，定时召开技术分析会，提高操作工的趋势判断能力。

(3)加强炉前操作管理。炉前工作的好坏，直接影响到炉内操作。特别是在原燃料条件差和炉况发生波动时，炉前工作质量对维持炉况尤为重要。完善奖惩制度，细化到班，到人。

4 结语

南钢炼铁厂高炉一车间通过不断的探索创新，在炼铁技术上取得了可喜的进步。

(1)在“大矿批、大角度多环布料”方面取得突破，形成了一套成熟的操作制度。其中3号高炉的21．8吨的矿批在全国同类型高炉中属于绝无仅有。

(2)在造渣制度的认识上有了本质性的提高，在实际操作中迈出了重要的一步。目前的造渣制度保证了炉缸热量的充沛性，提高了高炉的热稳定性，使进一步降低铁水含硅成为可能。

(3)低硅冶炼水平得以稳定保持。

(4)煤比水平持续提高。

(5)总结出了新的操作规律和经验，提高了操作工整体素质。