石横特钢1#高炉低品质矿冶炼实践

发表时间：[2017-03-23]　　作者：杨云，杨成　　编辑录入：小铬　　点击数：997

石横特钢1#高炉低品质矿冶炼实践

杨云，杨成

（山东石横特钢集团有限公司，山东肥城271612）

摘要：为降低生铁成本，石横特钢1#高炉逐步配加低品质的块矿和矿粉，面对品位低、渣量大，有害元素增加的情况下，1#高炉采取积极措施，保证了高炉稳定顺行，并取得了较好指标。

关键词：低品位；大渣量；措施

The practice of using low quality ore at

No.1 BF in ShiHengSteel

YangYun, YangCheng

Abstract In order to reduce the cost of pig iron ,the NO.1 blast furnace of Shiheng Special Steel gradually adding low quality ore ,facing the situation of low grade and much more harmful elements in slag , we take active measures to ensure the stable of the blast furnace ,and get good indicators.

Key words low grade more slag measures

1 前言

受行业大环境的影响，钢铁企业面临的困难和挑战日益严峻，努力降低生铁成本，提高整体效益，逐渐成为炼铁界所追求的目标。原来不受欢迎的低品质矿粉和块矿，因价格优势明显，逐渐被大部分企业所关注。同时，业内的操作理念也由原来的“精料”炼铁向“经料”炼铁所转变。

2 低品质矿配加过程

第一阶段：2012年1月份开始，1#高炉逐步增加块矿比例，并配加一定数量的低品质块矿。至2月份，总块矿比例最高至22.7％左右。炉料结构为：烧结矿72.0﹪，球团5.3﹪，块矿22.7﹪。其中常用的块矿为南非块，低品质块矿为伊朗块、马来块等。块矿成分见表1。

表1 块矿成分表

名称 TFe SiO2 CaO MgO Al2O3 P K2O Na2O TiO2 MnO ZnO

南非块 64.2 6.9 0.19 6.02 1.36 0.045 0.19 0.01 0.06 0.020 0.002

伊朗块 34.7 10.9 14.2 2.39 2.72 0.054 0.36 0.11 0.21 3.61 0.026

马来块 51.9 6.55 0.03 0.33 6.26 0.074 0.09 0.007 0.16 - 0.057

第二阶段：2013年3月份开始，烧结加大杂料的消耗比例，同时球团中配加高硅精粉。2013年3月份烧结配料结构为：精粉26.7﹪，麦克粉36.3﹪，南非粉14.0﹪，卡粉5.90﹪和杂料17.10﹪。至2013年12月份烧结配料结构变为：精粉22.7﹪，南非粉9.4﹪，麦克粉37.0﹪和杂料30.85﹪。其中经济杂料包括红土镍矿、印尼海沙、氧化铁皮等。烧结矿成分变化见表2。

表2 烧结矿成分变化

日期 TFe FeO SiO2 CaO MgO Al2O3 S P R2 K2O Na2O TiO2 ZnO Pb

2012.11 55.12 9.04 5.43 10.35 2.13 2.23 0.017 0.058 1.94 0.10 0.04 0.32 0.056 0.005

2013.6 54.24 8.29 5.61 10.74 2.33 2.62 0.042 0.074 1.98 0.13 0.06 0.44 0.090 0.010

2013.12 52.74 7.81 6.15 11.72 2.55 2.43 0.043 0.055 1.91 0.10 0.05 0.49 0.082 0.015

3 配加低品质矿带来的影响

3.1 低品质块矿和烧结矿首先造成入炉品位的下降，渣量增加，综合焦比升高。2013年1月份入炉品位56.5左右，至12月份品位下降至54.8，最低时54.2。随着品位降低，渣铁比由370kg/t逐渐升高至430kg/t左右，综合焦比由477kg/t升高至492kg/t。品位、渣铁比和综合焦比的关系见图1。由图1可以看出，渣铁比每增加10kg/t，综合焦比增加1.5～2.0 kg/t。

3.2 入炉有害元素含量大量增加。随着低品质块矿和烧结矿杂料配比的增加，碱金属(K、Na等)以及Zn、Pb都不同程度的有所升高。高炉布袋除尘灰中的ZnO含量有时高达20﹪以上，给高炉操作带来一定困难，炉墙上部也出现轻微粘结。布袋除尘灰中成分变化见表3。

表3 布袋除尘灰成分变化

日期 TFe SiO2 CaO MgO Al2O3 P K2O Na2O TiO2 MnO ZnO PbO

1-3月（12年） 40.9 6.30 3.83 1.17 3.06 0.07 0.37 0.46 0.17 0.36 5.66 0.14

4-6月 39.7 6.10 4.12 1.22 2.83 0.08 0.31 0.74 0.16 0.11 4.84 0.05

7-9月 385.7 5.94 4.29 1.21 2.95 0.07 0.33 0.60 0.18 0.10 4.78 0.17

10-12月 37.7 5.38 3.65 0.94 2.86 0.05 0.27 0.21 0.18 0.11 9.25 0.16

1-3月（13年） 35.19 5.69 4.73 1.17 2.84 0.05 0.27 0.17 0.17 0.24 7.78 0.15

4-6月 33.25 5.89 4.37 1.08 3.21 0.05 0.40 0.20 0.22 0.19 9.27 0.12

7-9月 32.01 5.41 3.93 1.06 3.17 0.05 0.31 0.24 0.22 0.15 11.80 0.38

10-12月 32.31 5.87 4.00 1.10 3.72 0.05 0.34 0.31 0.24 0.16 12.08 0.13

1月（14年） 33.4 6.22 4.13 1.06 3.51 0.05 0.32 0.28 0.26 0.16 9.52 0.43

2月 33.4 6.71 4.26 1.09 3.02 0.06 0.43 0.18 0.25 0.12 4.82 0.01

3-6月 42.04 6.82 5.64 1.19 4.02 0.06 0.22 0.16 0.30 0.14 2.52 0.02

3.3 炉渣中Al2O3含量增加。2012年和2013年炉渣中Al2O3平均含量为15.59﹪，MgO含量为8.86﹪，但2012年9月和2014年2月上旬炉渣中Al2O3含量均超过17.5﹪，有时甚至超过18.0﹪。随着Al2O3含量增加，炉渣的熔化温度和黏度增加。由于炉渣黏度过大，炉渣黏稠，造成炉缸状态变差，渣铁难于分离，渣铁滞留量增大，炉缸轻微堆积；在炉外表现为渣铁结壳，流动性能差，炉前组织困难；最后，高炉受风能力下降，炉况不稳定。

3.4炉缸侧壁温度升高。1#高炉第二代炉役于2011年12月15日点火开炉，至今已安全运行两年五个月。但2013年8月份以来，炉缸侧壁TE607-3位置（8层环碳19#风口方向）的温度出现周期性攀高现象。分析认为入炉有害元素含量偏高是造成1#高炉炉缸局部异常侵蚀的重要原因。Zn、Pb蒸气进入碳砖砖缝冷却后膨胀，造成砖缝变大，导致渣铁侵入，破坏了炉缸侧壁碳砖的整体强度。碱金属的渗透引起碳砖因应力作用而产生环裂，环缝的产生大大降低的炭砖的导热能力，加快的侵蚀速度[1]。

从表3看以看出，2012年10-12月份和2013年7-12月份，除尘灰中的ZnO均出现了较大幅度升高，这与图2中TE607-3C在此时间段的温度攀升较为吻合。而2014年2月份以后，随着入炉锌负荷的降低，TE607 -3C点的温度，停止了上涨，并出现了一定程度的降低。

3.5块矿筛分困难。低品质块矿含粉率高，吸水性强，给筛分作业带来困难。特别是夏季和冬季使用低品质块矿时，如马来块和伊朗块，常因块矿粘结和冻结出现矿槽蓬料。

4低品质矿冶炼措施

4.1优化布料矩阵。低品质矿，品位低，渣量大，中心吹透困难，边缘气流相对发展。受炉墙轻微结厚的影响，炉况稳定性较差，开始同退角度，布料矩阵最小时至，料线1.80m，但中心气流和边缘气流稳定性变的更差。1#高炉坚持打开中心气流，抑制和稳定边缘气流。布料角度外走平铺，增加边缘焦炭布料圈数，加大边缘的布料量，减少矿石内环的矿石布料圈数，布料矩阵至，料线1.55m，改善了炉喉径向布料不均的现状，这样既符合布料规律，又有利于稳定边缘气流，开放中心，炉况逐步趋于稳定。

4.2 改善炉渣流动性。针对低品质矿渣量大和高铝炉渣黏度高、熔化温度高的问题，1#高炉对不同时期的造渣制度和热制度做动态调整，确定造渣制度要以二元碱度为主要调节手段，三元碱度作为参考，四元碱度为中心的总方针。通过调整烧结矿与块矿的入炉比例调节二元碱度，参考炉渣中Al2O3含量，通过调整烧结矿中的MgO，控制炉渣中MgO的含量，随Al2O3含量变化，动态控制镁铝比（MgO/ Al2O3）在0.50﹪～0.55﹪，炉渣四元碱度控制在0.95～1.0左右。

热制度以控制铁水物理热为依据，日常调剂通过控制铁中[Si]含量为手段，保证铁水物理温度≥l480oC，最终达到提高炉渣热焓，降低炉渣黏度，提高炉渣流动性的目的，有效地改善了炉缸的工作状态，保证了高炉稳定顺行。

4.3 加强炉前管理

大量有害元素入炉，恶化了炉内料柱透气、透液性，铁前渣铁液面上升，导致铁前压差升高、风量减少，高炉容易出现憋风现象，这就要求炉前提高出铁正点率，加强对铁口深度的管理，杜绝铁口浅、铁水出不净等异常现象，力求三班均衡出铁。1#高炉因配加低品质矿，品位降低，吨铁渣量增加，平均在380kg/t以上，有时高达435kg/t，因此，出铁好坏直接影响高炉顺行。1#炉要求两炉铁间隔时间不超过25min，铁口深度2.3m以上，并且控制合适的铁流速度，下渣时间不得超过30min，这样及时排净了渣铁，基本消除了铁前憋风现象，有利于炉况持续稳定顺行，为低品质矿冶炼打下了良好的基础。

5 结论

（1）使用低品质矿冶炼时，品位控制不能过低，当入炉品位小于55﹪时，综合焦比升高幅度加大。

（2）讨论和判断低品质矿的性价比优势时，要重视有害元素增加对高炉寿命的影响。

（3）冶炼低品质矿，渣量升高较多，要通过调整布料矩阵和调整风口等措施，保证炉缸初始煤气流能吹透中心。

6 参考文献

[1] 徐万仁,朱仁良,张龙来,张永忠. 宝钢2 号高炉炉缸侧壁侵蚀原因及控制实践[J]. 钢铁,2007,(1): 42- 1.

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