摘要针对2004年下半年来武钢高炉炉渣中A12 O3,含量异常升高给高炉带来的严重影响,通过组织跟踪取样检验和统计.分析,找出了导致武钢高炉炉渣中A12 O3,含量异常升高的原因。经过采取切实有效的技术和管理措施,将高炉炉渣中A12 O3,含量控制在合理范围内,并优化了高炉技术经济指标。
关键词 高炉 炉渣 A12 O3 措施
l概况
随着我国钢铁产量的增加,铁矿石进口量不断提高,2001年5955万t,2004年已经超过2亿t。由于铁矿石需求量大大超过国际铁矿石供应量,因此,造成了国际铁矿石资源供应紧张,进口铁矿石品质下降。进入新世纪武钢炼铁生产能力也步人了快车道,2001年生铁产量675万t,2004年已达886万t,2005年将超过1000万t。由于武钢自产铁矿石只有300万t左右,所以随着炼铁产量大幅增长,每年进口的铁矿石量也大幅上升。2004年已经超过1100万t,进口铁矿石国家多达8个,产地超过20个,矿石品种较多,成分相差较大,尤其进口粉矿因结构失调,导致高炉渣中A12 O3,含量上升。特别是2004下半年以来,高炉渣中A12 O3,含量异常升高,年平均全厂由正常14.8%突升到16.3%(见表1)。6号高炉2004年下半年平均17.6%,最高7月份达到18.43%,5号高炉2004年11月达到17.3%,导致高炉炉渣粘度升高,流动性变差,炉况顺行破坏甚至严重失常,入炉焦比升高30~50kg/t。2005年铁矿石供应更加紧张,根据武钢已落实资源测算,高炉渣中A12 O3,含量将高达17.3%。因此,如何将高炉渣中A12 O3,含量控制在合理范围内,在炉渣中A12 O3
含量较高情况下技术指标仍然创新水平是武钢铁系统重点攻关课题。
2 高炉渣中A12 O3含量异常升高原因分析
2.1 高炉渣中A12 O3负荷测算分析
2004年12月武钢炼铁厂高炉渣中A12 O3,负荷测算结果见表2,由于焦炭,煤粉灰分近几年来不断上升,导致燃料带入A12 O3。含量已经超过铁矿石,达50.46%,而铁矿石中带人A12 O3含量最大的是烧结表2武钢高炉A12 O3,负荷计算矿达41.72%,,烧结矿A12 O3含量高达1.90%。
武钢高炉渣中A12 O3,负荷和国内外几个典型企业比较见表3。由表3可知,武钢A12 O3,负荷最高,宝钢高炉渣中A12 O3,负荷最低,主要原因是宝钢燃料灰分最低,带入A12 O3,仅37.57%。澳大利亚BHP公司虽然使用A12 O3,含量较高(1.70%)的烧结矿,但因使用燃料灰分较低,所以高炉渣中A12 O3,负荷也不高(38.43k∥t)。唐钢虽然烧结矿中A12 O3,含量不高仅1.4%,由于燃料灰分较高,因此渣中A12 O3,负荷达42.13 kg/t。
2.2燃料带入A12 O3,情况分析
由表4可看出,武钢焦炭灰分从2001年的12.23%,上升到2005年的13.12%,增加了7.3%,焦炭中含A1203由4.29%,上升到4.61%,增加了7.5%。喷吹煤粉灰分和Al:0,含量分别由10.27%、3.’78%,上升到11.85%、4.36%,增加了15.4%、15.3%,燃料灰分升高是造成高炉渣中A12 O3,升高的主要原因之一。
2.3矿石带入A12 O3情况分析
由表2可看出,带人炉渣中A12 O3,数量最多的是烧结矿,为41.72%,约占铁矿石带入量的84.2%。导致烧结矿中A12 O3,含量上升的主要因素是使用含Al2O3较低(1.07%)的武钢自产精矿量逐年减少(2000年41.9%、2004.年9.2%)、含A12 O3,较高(2.16%)的澳矿量逐年增加(2000年27.2%、2004年34.5%、2005年达53%);另外含A12 O3,较低的巴西粉用量虽有增加,但含A12 O3,特高的印度粉、综合粉用量增加更多,见表5、表6。
3 跟踪、控制高炉渣中A12 O3含量措施
3.1 成立专题攻关小组,多部门联合攻关
由技术质量部牵头,成立了以生产部、炼铁厂、烧结厂、工业港、焦化公司、物质供应公司等单位专人参加的专题攻关小组,每周四集中办公,专门负责跟踪、控制高炉渣中A12 O3工作。攻关小组组织炼铁系统各检查站、化验室,建立了原燃料从进厂到最终形成炉渣全过程跟踪取样分析体系,加强了相关单位之间的信息交流与沟通;每周开展跟踪控制A12 O3,分析总结,对存在问题及时研究,制定相应对策,因此优化了配料结构,控制A12 O3,含量在合理范围内,确保了高炉炉况顺行并改善了技术指标。
3.2调整巴西精矿用途
根据2005年供矿资源中进口矿结构比例严重失调(低A12 O3,巴西粉矿少、高A12 O3,澳粉多)的特点和鄂州球团厂投产推迟的情况,一方面将巴西球团精粉在烧结厂进行烧结杯试验,为巴西球团精粉在烧结使用摸索工艺操作参数,作好技术准备;另一方面在国际市场上多采购巴西粉(精)矿,以改善烧结配料结构,降低其A12 O3含量。
3.3挖掘自产精矿潜力,优化烧结配矿结构
近几年,随着大冶、程潮铁矿球团车间的建成投产和公司内外价格差距大的影响,导致武钢自产铁精矿用量锐减。因此,必须强化矿业公司生产和资源管理,多生产和输出含A12 O3较低的铁精矿(每月8万t),另外加大低A12 O3含量鄂东铁精矿采购力度(每月2万t),使烧结精粉率由2004年4季度6.3%增加到10.7%以上,以改善烧结矿配矿结构,控制烧结矿中A12 O3含量≤1.95%。
3.4采取应急措施,度过供矿不足难关
3月份因资源和运输等因素影响,工业港矿石库存极低(混匀建堆用粉矿包括杂矿在内仅36万t)、矿石品种结构极不合理,高铁低铝粉矿严重不足(鄂东铁精矿无库存、巴西粉仅2900t),导致工业港混匀矿建堆极其困难,经测算混匀矿A12 O3高达2.05%,烧结矿A12 O3将超过2.25%。为此制定了应急措施:工业港二混匀建堆适当降低混匀矿铁粉(63.3%一63%),充分利用现有矿石资源,将A12 O3控制在1.9%以内,平稳度过了难关。
3.5合理利用资源,优化配料结构
工业港由于低A12 O3含量粉矿储量少,而新二烧、四烧全使用二混匀矿烧结,不像一烧、二烧、三烧那样可以再配加部分低A12 O3自产精矿,因此优先安排低A12 O3的巴西粉、美洲粉给二混匀使用,同时停用含A12 O3高的综合粉。
烧结厂控制综合利用杂矿使用量(细水长流),合理利用自产精矿和外购精矿,控制烧结矿中A12 O3含量≤1.95%,将烧结矿碱度提高到1.90,以利高炉降低烧结使用率。
炼铁厂高炉多配用A12 O3含量低的海南块矿和球团矿,控制高炉渣中A12 O3合理含量(≤16.5%)。
3.6 严把入厂检验关,提高原燃料实物质量
为了严把原燃料入厂检验关,技术质量部组织炼铁系统检查站不定期开车门和翻车900取样,及时发现并制止了多起上下分层劣质原料弄虚作假的情况,促进了原燃料质量的提高。
3.7采用烟煤混合喷吹,提高喷煤比
由于受市场供应紧张的影响高炉喷吹的无烟煤灰分逐年提高,2005年3月达14.19%,而烟煤灰分只有5%~9%,增加混合喷吹烟煤比例(达50%)并提高高炉喷煤比,可降低高炉焦比,大幅度降低燃料带入A12 O3数量,进而降低高炉渣中A12 O3含量。
3.8加强供料管理,提高烧结矿中MgO含量
3月份由于生石灰CaO低(50%),烧结厂为了满足烧结矿碱度要求增加了石灰石、减少了白云石配比,导致烧结矿中MgO含量降低。针对这种情况,制定了生石灰供应管理办法,加大了处罚力度,使生石灰质量得到改善,稳定并提高了烧结矿中MgO含量。另外,根据新二烧、四烧全烧混匀矿A12 O3含量较高的特点,外购高MgO白云石供新二烧、四烧,使MgO含量达2.5%,确保高炉渣中M曲达9%~10%,大大改善了炉渣流动性。
3.9烧结配加镁砂,提高烧结矿MgO含量
为了提高高炉渣中MgO含量,改善炉渣性能,3月l 5日开始组织三烧配加镁砂工业试验,镁砂用量350t,全料配比为0.4%~0.6%,3月20日试验喜获成功,为提高烧结矿中MgO含量开辟了新的途径。
3.10积极开展改善高炉炉渣冶金性能研究
组织技术中心工艺研究所开展了不同A12 O3含量炉渣熔化性能、流动性能(粘度)等高温冶金性毹的研究,优化了武钢高炉炉渣结构,稳定了高炉炉况,并为高炉渣中A12 O3含量高达18%情况下,如伺稳定炉况,改善生产技术指标提供了理论指导。提高渣中MgO含量至10%、炉渣碱度至1.15(见表7),可大幅降低炉渣粘度(如图1所示),改善炉渣流动性。
4控制高炉渣中A12 O3含量攻关成效
2005年以来通过采取以上技术和管理措施,使高炉炉渣中A12 O3含量逐步控制在16.5%以下(见表8),优化了技术经济指标。高炉喷煤比、人炉焦比、利用系数均创历史新记录,见表9、表10。5月份以后,高炉技术指标不断创新水平,5月5号高炉喷煤比186.3 k/t,焦比337.3 k/t,实现公司达产目标;6月4号高炉喷煤比175.6 k/t,全厂喷煤比146.9 kg/t,利用系数2.301,又一次刷新历史纪录,取得了显著的经济效益。
5 结语
(1)2004.年下半年以来,导致武钢高炉渣中A12 O3含量异常升高的原因是焦炭、煤粉和铁矿石中带入的A12 O3明显上升,A1203负荷高达48.83kg/t,居国内外大型高炉之前列。
(2)降低渣中A12 O3含量是个系统工程,必须多部门联合攻关、全系统通力协作、全过程跟踪分析、全方位采取措施,才能取得快速、高效、显著的成果。
(3)目前武钢高炉降低渣中A12 O3含量的主要途径是:开辟新煤源,优化配煤结构,降低焦炭灰分套工艺(煤场、破碎、型煤、干熄焦等),提高焦炭质量,增加喷煤比,降低入炉焦比;加强购矿管理,充分利用好国内、国外两种矿石资源,调整进口矿结构,增加自产和外购鄂东精矿数量,优化混匀、烧结、高炉配矿结构,控制A12 O3含量在合理范围内。
(4)开展高炉适应高A12 O3含量(>18%)炉渣相关技术研究,优化高炉炉渣结构和操作技术,进一步改善高炉生产技术经济指标。