摘要对三安高炉A1₂O₃炉渣的冶炼实践进行了总结。通过对原料条件和炉渣特性的分析，根据炉渣的异常特性，采取改善炉渣性能，调整送风制度，提高入炉品位，提高焦炭质量，降低入炉硫负荷，控制石灰石人炉，加强炉前管理等措施，使三安高炉生产水平明显提高。

关键词 高炉  A1₂O₃  炉渣  冶炼

1概况

    三安钢铁现有2座高炉(380m³)在生产。高炉自2003年7月开炉投产以来，由于全国钢铁产能的急剧膨胀，上游原燃料供应日趋紧张等原因，造成原燃料质量下降，高炉生产持续受到高A1₂O₃、低。MgO炉渣的影响，而且2005年来炉渣中A1₂O₃有走高、MgO有降低之势，见表l。为了铁水脱[s]，冶炼中高炉不得不调高炉渣二元碱度，以保三元碱度，但四元碱度仍低。三安高炉渣成分的异常，导致了炉渣性能的异常，致使高炉生产被动，生产指标难以提高，无法进行高效生产。在此情况下，三安炼铁工作者展开了一系列的技术攻关，通过生产实践，7月份以来，高炉生产取得了较大的突破，炉况稳定性提高、产量上升、焦比下降，高炉主要生产技术经济指标有较大的提高(见表2)。

2原料条件

    三安钢铁高炉无法进行高效冶炼的主要原因是人炉原料的化学成分变化较大。

2．1  烧结矿

    表3为三安高炉入炉烧结矿化学成分。从表：可以看出，烧结矿中的A1₂O₃含量有逐渐升高之势而MgO含量则在逐渐下行。

2．2球团矿、块矿

    三安高炉从一开始，坚持使用100％熟料作业，采用80％～85％烧结矿配加15％～20％球团矿的炉料结构，但进入2004年下半年，由于球团矿供量紧、价格高，为了降低成本，开始使用生矿配料。表4为三安高炉所用的球团矿、生矿成分。

2．3焦炭

  表5为三安高炉所用的焦炭成分指标。焦炭指标向好的方向发展。

3炉渣特性分析

    高炉渣成分以CaO、SiO₂、Al₂O₃为主，但MgO在渣中又起到独特的作用，故以CaO一SiO₂一Al₂O₃一MgO四元相图来讨论炉渣的有关特性。

    三安高炉渣CaO偏上限，Al₂O₃严重高出上限，MgO偏下限，R₂严重高出上限。

3．1熔化温度

    从CaO一SiO₂一Al₂O₃一MgO四元系熔化温度与初晶区相图可知：当Al₂O₃为10％时，CaO<45％、SiO₂<65％、3％<MgO<20％，的区域是一个低熔化温度区。该区域熔化温度都在1 400℃以下。如果把碱度从1．0向降低方向变化时，熔化温度还将稍许降低。若尺：增高超过1．30时，熔化温度将急剧升高。碱度从0．7到1．30，3％<MgO<20％，的成分范围是黄长石(熔化温度1390℃)区，这是最适宜的高炉渣区域。三安高炉渣CaO、SiO2都在正常炉渣范围内，但Al₂O₃则远远超过10％，始终在16％以上，最近常波动到20％；而MgO在区间下限3％左右波动，R₂则接近甚至达到1．30，在CaO、SiO₂波动时，极易进入甲型硅灰石、仅一硅灰石、硅钙石，从而使熔化温度急剧升高达l 540℃以上。

  三安高炉渣处于黄长石区的边沿，熔化温度要维持在黄长石区的1 390℃以下，难度是极大的。这显然对高炉生产是极不利的，抗波动性极差。

3．2粘度

    从CaO一SiO₂一A1₂O₃一MgO四元渣系粘度图可知：在Al2O3分别为5％、10％、15％、20％，相图中，SiO₂在炉渣中的含量对粘度有很大的影响。图中粘度最低处SiO₂含量为35％左右，由此向上随SiO₂含量的增加炉渣粘度不断升高，并且等粘度曲线几乎是和等SiO₂线平行。CaO对炉渣粘度的影响正好与SiO₂相反，随着渣中CaO含量的不断增加，可使粘度逐渐降低，直至图中的最低值。如果超过粘度最小区再继续减少SiO₂或增加CaO都将引起粘度的急剧升高。粘度图显示：A1₂O₃为5％时，CaO不超过52％，R₂<1．20；A1₂0₃为10％时，Ca0不超过48％，R₂<1．20；A1₂0₃为15％时，Ca0不超过46％，R₂<1．20；A1₂0₃为20％时，Ca0不超过42％，R₂<1．20。可见A1₂0₃数值在5％～20％，R₂均不得超1．20，否则粘度将由O．5 Pa·s大幅上升达1．5 Pa·s以上。三安高炉渣R：接近甚至达到1．30，粘度值达1．5～2．0Pa-s，其对炉渣粘度影响是极大的。而炉渣能够从高炉顺利流出的最大粘度为2．0～2．5 Pa·s，三安高炉渣的这一特性，严重影响高炉排渣、排铁。

    从渣中MgO含量与炉渣粘度的关系图可知：当．MgO从0％上升到5％后，炉渣粘度低的范围大幅增大，上升到10％之后炉渣粘度低的范围更广。MgO的一定含量对高炉渣有极好的作用。三安高炉渣MgO极低，在3％左右，从而使炉渣粘度低的范围窄，由此也就意味着炉渣粘度稳定性差。

4工艺实践

    三安高炉从一开始，坚持使用100％，熟料作业，但由于球团矿供量紧、价高，2004年下半年开始，为了降低成本，开始配人生矿，但高熟料比的原则没有变。

    表6为高炉入炉料结构变化情况，从表中可以看出，在三安高炉的生产过程中，入炉料组成中球团矿用量逐渐下降，烧结矿逐渐增加，造成炉渣中Al₂O₃含量上升、而MgO比例则在下降，这一升一降更加加剧了炉渣中Al₂O₃的富集，MgO量的下降，而为了确保生铁质量，又不得不提高R₂，以保证R₃。为此，三安高炉在操作上进行了工艺优化实践。

4．1  改善炉渣性能，配入萤石冶炼

    三安高炉由于渣性能异常，造成高炉炉缸极易堆积，炉况顺行程度差，由此改善炉渣的性能对三安高炉来说显得尤其的重要。

    改善炉渣性能，目的是使其熔化温度、粘度下降，而萤石入炉其CaF₂对炉渣的熔化性和粘度有显著的降低作用，1 400℃时所测含氟炉渣的粘度都在0．5Pa·s以下，熔化温度在l 300℃以下。

    三安高炉采用加入萤石的方法来改善炉渣性能。正常生产中加入萤石使炉渣中CaR含量达2．5％～4．0％，收到较好的效果。一是改善了炉渣的性能，使熔化温度和粘度下降；二是平衡了炉渣对炉缸堆积的作用。另外，加入萤石后，可适当提高炉渣二元碱度，同时适当放宽生铁[S]含量，这对改善炉渣性能也起到一定的作用。

    三安钢铁所处地，由于白云石资源缺乏，因此未使用在渣中增MgO的方式来改善炉渣性能。

4．2调整送风制度

    调整风口配置是调整送风制度的最积极的方法，其目的是控制初始气流均匀分布，促进炉缸均匀活跃和渣、铁物理热充沛。

    三安高炉风口配置以斜、长为主，根据圆周不同气流分布情况，斜度控制为5～10⁰，长度为320—350mm不等。

4．3提高入炉品位

    提高入炉品位，有利于渣量的下降，以缓解炉子下部的透气性。实践证明，高炉人炉品位(见表7)提高后，高炉生产过程炉子透气性上升5％～10％，高炉顺行程度改善。

4．4提高焦炭质量

    由于三安高炉焦炭全部外购，且遇2003年、2004年的特殊时期，高炉用焦吃百家饭，质量波动大，成分不稳定，粒度大小不均，有的灰分高达20％以上。在三安高炉渣性能异常的情况下，更加加剧了炉况的不稳定。为了提高焦炭质量，公司对供应厂家进行了甄选，从中优选厂家，严格采购标准，使焦炭质量得到明显提高(见表5)，成分进入二级焦，‰从原来的三级焦水平进入到一级焦水平。对炉况的稳定起到积极的作用。

4．5  降低入炉S负荷

    在高炉冶炼中，脱[S]是一重要环节，提高炉渣二元碱度是脱[S]的重要手段，选择炉渣成分的原则：一是渣中Al₂O₃较多(如14％～15％)，则二元碱度应稍高(如1．15～1．20)，且应含较多的MgO，以保证流动性和脱硫能力良好；二是渣中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。由于三安高炉炉渣中Al₂O₃高、MgO低，根本达不到上述原则。为确保生铁质量，在冶炼中不得不进一步提高炉渣二元碱度，这是必对炉况构成进一步的影响，造成更加被动的局面。而降低入炉料含硫量不失为一积极的举措。为此，三安钢铁供应部门加大采购力度，确保了入炉硫负荷的下降，见表3、表4、表5。

4．6控制石灰石入炉

    通过精心操作，适时调剂，并及时反馈相关信息给原料供应部门，控制石灰石入炉量。另外，用萤石替代石灰石也是时常采用的调控手段。表7为三安高炉石灰石使用情况，吨铁单耗量是在不断下降的.

4．7加强炉前管理

    为了确保炉前工作不对高炉生产产生影响，在炉前工作中加强管理，以适应高炉生产的需要。一是为确保铁口的正常工作，提高铁口耐冲刷性，使用高质量的无水炮泥；二是使用高质量免烘烤沟料，以提高铁沟质量，降低劳动强度，确保出铁正点；三是在严格出铁正点、均匀的情况下，灵活掌握出铁次数，在不低于基准铁次的情况下，灵活增加出铁次数、控制出铁时间。

5  结语

    三安高炉生产经过对炉渣的认真分析，根据炉渣的异常特性，采取积极的应对措施，使高炉生产稳定性提高，高炉生产水平有了长足的进步。实践证明，所采取的工艺措施是行之有效的。

    三安高炉生产指标目前取得了一定成绩，但同全国同类型先进高炉相比，还有很大的差距，还必须进一步探索，以取得更好的生产技术经济指标。