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新钢2500m3高炉提高生铁一级品率生产实践

谢振华，陈家武

(新钢公司第一炼铁厂，江西 新余 338001)

摘 要:对2500m3高炉提高生铁一级品率生产进行了总结。通过提高炉渣脱硫能力，合理的高炉操作等措施，有效地降低了生铁含硫量，2013年铁水一级品率达到80.47%，取得较好效果。

关 键 词:生铁；一级品率；原料；脱硫

1 概况

新钢第一炼铁厂共有二座高炉(9#高炉、10#高炉)，每座高炉有效容积2500m3，分别于2009年2月、11月投产。2013年原燃料条件劣化，入炉品位下降，有害杂质硫上升，而公司为应对市场需要，增产高附加值产品，提高产品市场竞争力和产品售价，仍要求铁水一级品率保持在80%以上。在此情况下，2500m3高炉工作者展开了一系列技术攻关，通过生产实践，2013年高炉铁水一级品率仍达到80.47%，高炉主要技术经济指标有较大的提高，见表1。

表1新钢2500m3高炉投产以来主要操作指标

2 高炉脱硫冶炼机理

生铁一级品率是指铁水含硫≤0.030％，故一级品率高低就是铁水含硫的高低，反映了高炉原料条件和高炉对铁水含硫的控制水平。

铁水中的[S]主要来源于焦炭，其次是喷煤带入的硫，其高低主要取决于入炉硫负荷(即原燃料条件)、炉渣的脱硫能力和操作水平。

高炉内脱硫机理是铁水通过渣层和其与炉渣渣面接触当中进行脱硫反应[1]：

[FeS]+(CaO)+C=[Fe]+(CaS)+CO-149140KJ

如何控制高炉铁水含硫，文献[2]提出了铁水含硫与SL、Sg、n，LS的定量关系：

[S]=(SL—Sg)／(1+nLs)

式中：[S]生铁含硫，%

SL、Sg——单位生铁炉料带入总硫量(称硫负荷)和进入煤气的硫量，kg／t；

Ls——硫在渣铁中的分配系数；

n——渣铁比，kg／t。

从上式可以看出，提高LS、n、Sg和降低SL，均对降低[S]有利。在实际生产中，对一个企业来说，在某一阶段的一定生产条件下，n、Sg是相对稳定的，因

此在正常的生产中，铁水降硫实际就是重点抓好提高LS和降低SL的工作。而对于SL较高的问题，在一定的生产阶段要使SL有较大幅度下降是有困难的，特别是在当前降本的大环境下。因此新钢2500m3高炉铁水降硫的工作重点是想方设法提高LS。新钢2500m3高炉2013年入炉原燃料成份，见表2。

表2新钢2500m3高炉高炉2013年入炉原燃料成份%

硫在渣铁中的分配系数LS基本反映了炉渣的脱硫能力，由脱硫反应的动力学和热力学条件可知，LS主要取决于渣中的碱度、MgO及炉渣温度。因此，在实际操作中有效降低铁水含[S]量的措施有：①加强原燃料管理，稳定炉况；②确保炉缸热量充沛；③优化炉渣性能，提高炉渣碱度和脱硫能力，改善流动性。表3是新钢2500m3级高炉Ls、SL和铁水一级品率的情况。

表3新钢2500m3高炉Ls、SL和铁水一级品率

3 提高炉渣脱硫能力的措施

3.1 适宜的炉渣碱度

提高炉渣二元碱度是脱硫的重要手段，但二元碱度也不能过高，否则会产生高熔点固体颗粒影响炉渣的流动性，进而影响炉渣脱硫能力。而选择炉渣成份的原则:一是若渣中Al2O3较多(14%-15%)，则二元碱度应稍高(如1.13-1.50)，且应含较多的MgO，以保证流动性和脱硫能力良好;二是若渣中Al2O3较少，为保证下部透气性，二元碱度可较低，MgO含量为7%-10%，使三元碱度保持较高。第一炼铁厂高炉炉渣中Al2O3、MgO较高，符合上述原则。为此，从2013年1月份开始适当提高炉渣碱度(R2)由1.11提高到1.12-1.14，脱硫效果良好。

炉渣碱度日常调剂定量化，特殊情况过量化。碱度调剂必须建立在碱度平衡的基础上，按计算碱度来校核，定量调节酸性料配比，打破过去那种粗放的估计方法，确实遇到炉温大幅度波动，碱度突然升高或降低，必须采取过量调剂方法，及时稳定造渣制度。

3.2 增加渣中MgO含量

提高渣中MgO含量不仅能提高炉渣中的氧负离子浓度而且能降低炉渣的熔化性温度，明显提高炉渣的流动性，十分有利于提高炉渣的脱硫能力。第一炼铁厂采用的是CaO、MgO、Al2O3、SiO2四元渣系。这个渣系中炉渣的最好矿物组成为黄长石、镁辉石、钙镁橄榄石，为防止生成高熔点的尖晶石，MgO的含量应当控制在12%以内，即把现行高炉渣中MgO含量8%提高到8%-10%水平，这样会极大地提高炉渣的脱硫能力。新钢2500m3高炉2013年高炉炉渣成分见表4。

表4新钢2500m3高炉2013年炉渣成分

3.3 合理选择炉温

因为脱硫反应是吸热反应，温度越高越有利于反应进行，但炉温过高易产生炉缸堆积，进而影响脱硫能力，为避免高硅低硫给炉缸工作带来的危害，在实际生产中以保持较高的物理热为条件，要求[Si]控制在0.35%-0.47%，铁水温度≥1480℃，[S]控制在0.020%-0.024%。工长可根据[Si]、[S]等情况及时调节炉温，目的就是要保证炉缸处于均匀、活跃的状态，既有利于脱硫，又有利于炉况长期稳定顺行。新钢2500m3高炉2013年高炉[Si]、铁水温度见表5。

表5新钢2500m3高炉2013年高炉[Si]、铁水温度

4 结语

4.1 2013年在硫负荷上升的不利条件下，2500m3高炉铁水一级品率仍达到80.47%。

4.2 保持炉况长期稳定顺行是提高高炉铁水一级品率的基础。

4.3 确保炉缸热量充沛，增加渣中MgO含量，优化炉渣性能，提高炉渣碱度，优化炉渣性能，是提高炉渣脱硫能力的关键。

5 参考文献

[1]   王筱留高炉生产知识问答，北京：冶金工业出版社，2006：109-110.

[2]   成兰伯高炉炼铁及计算，北京：冶金工业出版社，1993：22.

作者简介:谢振华男江西省新余市新钢公司第一炼铁厂生产技术科工程师