烧结+生矿的炉料结构在泰钢1780m³高炉的应用  

      孙其德 薛玉卿  韩传宝    

山东泰山钢铁集团拥有1780m3高炉两座；无钟炉顶，软水密闭循环冷却，炉身6层、7层、8层、9层冷却壁为铜冷却壁，进水流量3250m³/h ,进水温度30℃， 配套的原料设施有180m²和265m²烧结机两台，年产80万吨能力的球团，年产130万吨焦炭的65孔焦炉两座；采用烟煤与无烟煤混喷技术，基本炉料结构为：75%烧结+6%球团+19%块矿；随着钢铁市场的变化，吨铁成本利润不断降低，吨铁利润的空间变的越来越小。降低生产成本是当前钢铁企业生存的根本出路，因此，寻求最佳的炉料结构，最大化的降低生产成本，是高炉铁前降本增效的措施之一；自2016年1月泰钢1780m³高炉尝试使用烧结+生矿的炉料结构模式，取得了较好的效果。

一、2015年泰钢1780m³高炉指标

 1、铁水一级品率

 2、燃料比指标

二、炉料结构实施烧结+生矿的分析

1、泰钢1780m3高炉的主打矿料为：烧结、球团和矿石，根据市场原料的价格，生矿相比于球团，有更明显的价格优势，是降低铁前成本,优化炉料结构是关键环节，面对钢铁利润空间的缩小，高炉从优化炉料结构挖潜作为增效的突破口，保持入炉品位不变的情况下，结合生矿的物理特性及受热状态下的变化，在遵循高炉冶炼客观规律的基础上，经测算，确定了以最低生产成本的炉料结构配比：80%烧结+20%生矿，停止球团料的使用。

 2、高炉取消使用球团后，炉料结构发生了变化，配比为烧结+生矿的模式，因此必须保证烧结的碱度与矿石搭配的合理性：既不能影响炉况运行的质量，又要保持炉渣有足够的脱硫能力，满足生铁质量的要求。因此对烧结碱度进行了调整：烧结碱度由1.80±0.05提高到1.95±0.05。

 烧结矿碱度的提高：

（1）烧结在融化前各种物质的颗粒相对位置是不变的，每个颗粒只和接触的颗粒反应，反应最初的产物是一种化合物。因此，高碱度烧结矿强度好，粉末少，有利于炉况顺行。

（2）从还原性上看：CaO--SiO₂--FeO系统为钙铁橄榄石，高碱度烧结矿冷凝固结时，首先析出的铁酸钙，熔入Fe₂O₃中形成网状的熔融液相，粘结相矿物为钙铁橄榄石、游离的氧化钙，其显微结构为网状熔融结构，含铁矿物为Fe₃O₄  Fe₂O₃  FeO，因此，高碱度烧结矿还原性明显提高。

 3、停止球团的生产，减少了球团生产环保设施的直接投资，从根本上消除了SO₂及氮氧化物等有害气体的产生及排放，释放了环保的压力。

三、炉料结构变化后的操作参数调整

1、下部送风制度的调整： 调整风口进风面积：由0.2760m²调整为0.2594m² ，调整风口长度：从530mm逐步过渡到560mm、600mm，增加鼓风动能，扩大风口前的焦炭回旋区，有利于高炉中心气流的通过，提高了料柱的透气性。

 2、上部矩阵的调整：根据球团料在炉料下降过程中超越的物理特性，停用球团后，逐步将焦料平铺，将矿料布角位向外扩大，焦炭最大角度减少布料量，拓宽矿、焦平台，增加边沿矿料量，使边沿气流得到了适当的抑制，相应的增加了中心煤气量，以控制两股气流的合理分布：

 C   调整为 C  

 O  调整为O 

 3、稳定铁水含硅区间在0.35-0.50%的范围内，控制铁水物理热1490--1520℃，稳定综合负荷为保障，根据炉渣中Mg/Al的变化，控制炉渣R₂：炉渣镁铝比≥0.57时，二元碱度控制在1.15-1.20，炉渣镁铝比≤0.57时，二元碱度控制在1.20-1.25。炉渣镁铝比＜0.5，高炉启用辅料提高镁铝比，使之达到0.57以上。   

    4、在建立两股气流稳定的布料平台基础上，建立炉顶布料管理制度：坚持每个班次检测炉顶下料时间，通过监听下料时间与炉顶布料矩阵进行比对，使布料时间满足布料要求，保持上部气流的稳定。

5、提高炉顶压力：在保持风量3250m³的基础上，炉顶压力从195Kpa提高至205Kpa；

6、扩大矿批：矿批从42吨扩大至46吨。                                                              7、排料顺序：排料顺序按照烧结+矿石+烧结的原则，保持生矿料布在矿平台的中心环带。

    8、冷却参数的调整：由于使用的布料矩阵具有着保持着部分边沿气流的特点，炉墙边沿的气流会相应的有一部分通路，降低了煤气流上升的阻力。对于冷却壁镶砖的内衬而言，炉身中、上部静压的稳定对高炉顺行至关重要，是降低炉墙粘结与结厚和获得合理的操作炉型的重要环节，要求控制软水进水温度在28-30℃ ，水温差控制在4-6℃，水温差＜4℃时必须采取措施。                                                                  三、烧结+生矿的炉料结构取得了良好的工艺技术指标

    1、通过优化参数控制和高炉调剂控制的管理，实现了全年零失常的炉况运行指标。 

2、 铁水一级品率

   3、铁水含硅0.35-0.55%区间的稳定率

   4、燃料比指标

四、使用烧结+生矿的炉料结构提高了经济效益

1、当前，烧结价格：760.46元/吨  球团价格：821.37元/吨  生矿价格：640.42元/吨  焦炭价格1770元/吨

按照炉料结构调整前后保持入炉品位不变的原则，则：入炉矿比为1.66t/t。

（1）炉料结构为75%烧结+6%球团+19%块矿时：吨铁料的加权价格为1230.57元/吨。

    炉料结构调整为80%烧结+20%生矿时： 吨铁料加权价格为1222.51元/吨。

    两种炉料结构的差价为：1230.57元-1222.51元=8.06元/吨。

两座高炉月产量按26万吨计算，则每月降低成本201.48万元

（2）由于矿石比例升高10%，理论入炉焦比上升4%，但实际运行结果：

 2016年全年燃料比516.36Kg/t比2015年全年平均燃料比524.71Kg/t降低8.35Kg/t。