摘要宝钢不锈钢2500m³高炉通过上下部制度的调整、改善炉渣性能、稳定原燃料质量、强化设备管理等多项措施，使块矿使用比例逐步提高，实现了降本增效。

关键词 高炉 块矿 冶炼

1  引言

    近年来钢铁行业的逐步升温，给钢铁企业带来机遇的同时也带来巨大的压力。2004年年底矿石价格的大幅上扬，迫使各大钢铁企业努力寻求一条适合自身降本增效的道路。块矿虽属生矿，其冶金性能比球团矿略差，但由于块矿具有比球团矿价格低、省下了建造球团的设备费用及占地费用、减弱了环境污染等优点，所以在生产中只要采取有效的技术手段，提高冶炼技术水平，提高块矿配比后仍可获得较好的冶炼效果。

2  高炉使用块矿基本情况

    宝钢不锈钢炼铁厂拥有2500m³和750m³高炉各1座，炉料结构采用高碱度烧结矿+球团矿+块矿三元结构。入炉原料除自产烧结矿外，其他矿石全需外购，近年来炉料结构见表1。随着高炉冶炼的不断强化，烧结机的生产能力不足逐渐成为制约高炉生产的瓶颈，通过炉料结构的优化，2座高炉2003年开始逐步增大块矿及球团矿的人炉比例，取得了良好的经济指标。2005年，球团矿供应进一步紧张，在高炉炉况稳定的条件下，适当提高了块矿人炉比例，不但有效地解决了烧结生产能力不足的矛盾，而且通过置换部分球团矿用量，降低了生铁矿石消耗成本。

3  块矿冶炼特性

    2500m³高炉所用块矿有澳矿、安吉拉斯矿、海南矿等，其中主要以澳矿为主(下文主要以澳矿为代表进行论述)。实验表明，入炉块矿主要有以下特性:   

    (1)品位高，有害杂质(S、P等)含量低；   

    (2)软化温度低(979 ℃)，软化区间宽(>390 ℃)，不利于高炉料柱透气及炉况顺行；   

    (3)低温爆裂粉化率一般为4％左右，爆裂区间380～600℃，420～650℃蒸汽逸出，易引起块状带透气性变差；   

    (4)RDI_{-3.l 5}在8．87％，RDI_+6.3在87．02％，高炉使用比例提高后，常出现透气性指数下降、中心气流过小的现象；   

    (5)脉石含量少，但Al₂O₃含量高，随着澳矿比例的增加，渣中Al₂O₃升高，降低炉渣的流动性，降低脱S能力而影响生铁质量；   

    (6)采用露天堆放，受天气影响容易粘结，造成筛分不净，使炉内气流波动。   

4  提高块矿使用比例的措施   

    2500m³高炉采用无料钟布料模式，但在筹建过程中，槽下未设块矿振动筛，块矿人炉前无法进行筛分，加之焦炭质量波动较大，块矿入炉比例的提高对2500m³高炉炉况影响更大。提高块矿使用比例所；采取的措施如下。   

4．1  上下部制度调整相结合

    由于2500 m³高炉所用原燃料质量波动较大冷却强度不足，操作制度上还未摸索出与之相匹配的、行之有效的方法，所以高炉承受高压差能力较差，容易产生边缘局部管道，对高炉炉况的稳定、高炉长寿、指标优化都带来不利影响。在提高澳矿使用比例的过程中，考虑原燃料质量，上部装料制度依照“以发展中心气流为主，适当疏导边缘气流”的指导方针。下部在稳定风口面积在0．340m²左右的基础上，增用长风口使用数量(现已达到16个)、提高风量至4450～4550 Nm³／min，以确保充足鼓风动能及中心穿透力；上部通过缩小矿焦角度(见表2)、缩小矿焦角差等方法来适当疏导边缘，避免澳矿比例提高后炉内透气性变差。

  通过上述努力，高炉圆周工作更趋均匀，有效地解决了澳矿使用量提高所带来的软熔温度低、软熔区间宽、软熔带压差高、透气性变差的问题，水温差波动减少，基本消除了边缘局部管道；同时煤气利用率有所提高，燃料消耗也有所下降(见表3)。

4．2  改善炉渣性能

  2004年不锈钢生产线的陆续投产、达产，对铁水质量要求进一步提高，尤其是[Si]和[S]。而维持甚至适当提高R₂可促使[S]降低并能阻止部分Si的还原，对此，2005年配料尼由2004年的1．28逐步提高至1．48，有效确保铁水质量。但澳矿Al₂O₃含量较高，随着用量的逐步提高，容易造成炉渣粘度上升。根据兄弟厂家经验，在提高澳矿入炉比例的同时，需要适当降低渣中Al₂O₃含量和疋；视现有生产状况，2 500m³高炉只能从降低渣中Al₂O₃含量着手。从2 500 m³高炉生产实际情况来看，燃料带入高炉的Al₂O₃占一半以上，适当降低高炉燃料消耗可有效降低渣中Al₂O₃的含量；近几个月燃料比已经由2003年的512kg/t降低至现在的490 kg／t左右，有效降低了渣中的Al₂O₃含量。另外，因煤粉的灰分及灰分中的Al₂O₃含量均低于焦炭，特别是烟煤的灰分和Al₂O₃含量更低，因此提高煤比、提高烟煤比例也是降低渣中Al₂O₃含量的有效措施。近几个月，高炉煤比由2004年的115 kg／t稳定提高至125～130 kg/t，并维持烟煤配比在40％的水平，有效控制了炉渣中Al₂O₃含量在13％左右，避免澳矿比例提高而造成炉渣稳定性的下降。

4．3  稳定焦炭质量

    基于澳矿的冶金特性，在提高澳矿人炉比例的过程中需要有效提高人炉焦炭的质量，以确保炉内良好的透气性。但不锈钢分公司无焦化厂，高炉用焦全需外购，2500m³高炉现入炉焦种以宝钢焦、吴泾焦为主，同时不同比例地使用美锦焦、中冶焦、长治焦、赵城焦、无锡焦、镇江焦等数十种焦炭，焦种及其质量的波动对高炉生产极为不利，尤其在澳矿入炉比例逐步提高的过程中，炉内透气性整体有进一步变差的可能。为此，2004年年底对高炉所用焦炭的性能进行研究，结果表明，宝钢焦在质量稳定的基础上综合性能上优于其他焦种，稳定该焦种的入炉比例对炉况稳定及生铁质量均有益。通过长期生产经验，高炉根据不同焦种的入炉比例，适当调整入炉矿石负荷，并制定相应的标准化作业，以确保炉内气流的稳定和良好的料柱骨架，并避免热制度的波动。通过此标准化作业的严格执行，在焦种及其质量波动较大的情况下有效地确保高炉长期稳定顺行，有效解决了提高澳矿使用比例后炉内煤气出路问题。

4．4  加强矿石质量管理

    为提高烧结矿质量，炼铁厂从源头抓起，通过引进宝钢分公司的混匀矿智能堆积技术，混匀矿质量大幅提高，TFe偏差由0．7％下降至0．3％，SiO₂标准偏差由0．25％下降至0．15％，达到国内领先水平；烧结矿质量稳定率亦大幅提高，2004年度烧结矿TFe和碱度稳定率较2003年分别提高了5．46％和2．48％。

    高炉槽下严格把关，逐步优化烧结矿粒级分布，并制定相应的T/H值管理和仓位管理制度：严格控制振动筛T/H值在180 t／h以内，避免过多粉末入炉；烧结矿仓位低于要求水平，除及时联系原料分厂进行上料外，若有条件可暂时停止使用该仓烧结矿，避免进料时因落差过高致使烧结矿碎裂。

    澳矿属于生矿，虽然其品位较高，但是粒级偏小、含粉率普遍较高。理论研究及生产实践均表明，澳矿8mm以下的粒级应该≤5％。

    由于2500 m³高炉在筹建时槽下未建块矿振动筛，人炉澳矿无法进行筛分，这对于澳矿比例的提高尤其不利。通过协调，启用原料场k101筛网对澳矿人仓前进行筛分，槽下保证2个仓交替使用，每班进行现场确认，一旦澳矿质量恶化，及时通知原料分厂对k101筛网清理，高炉减用甚至停用，待炉况稳定后适当增用。通过强化对k10l筛网管理，入炉澳矿

8 mm以下的粒级基本控制在5％左右(见表4)，有效确保澳矿人炉比例的稳步提高。

4．5  强化设备管理，降低非计划休风率

    2004年2500m³高炉全年休风率为3．115％，慢风率为0．788％，特别是因设备原因造成的非计划休风率也达到了0．83％，这些都还处于较高水平。显然，若频繁的慢风、休复风，极有可能造成炉内气流的重新分布，进而致使炉况波动。所以，在原有的设备点检、维护、保修制度的基础上，加大了对设备管理的力度。这样大大提高了设备的正常使用率，降低非计划休风率，确保高炉全风作业，减少对炉况影响。2005年1～9月份设备原因造成的非计划休风率为0．33％，比2004年下降0．5％，有效确保了高炉的全风作业率，为块矿使用比例的提高创造良好的条件。

5  生产实绩

    通过上述措施的逐步实施，2500 m3高炉块矿入炉比例已达到12％，球团矿比例已降低至3％，高炉炉况保持长期稳定顺行，并取得了良好的技术经济指标(见表5)。

    随着块矿入炉比例逐步提高，块矿在价格上的优势凸现(见图1)。基于2004年2座高炉入炉料结构与2005年1～5月份平均基本相同，所以在成本分析中对标1～5月矿石消耗，以矿石时价进行计算。依据现有2座高炉生产规模，6～11月份2座高炉即可节约成本2564．90万元(财务统计实际数据)，按照全年计划产量295万t来算，全年可节约成本将超过6000万元。

6  结语

    (1)澳矿是生矿，其冶金性能虽然比球团矿略差，但其巨大的价格优势，在降低生铁成本上的巨大潜力，使其成为炼铁厂生产使用的主要块矿。

    (2)上下部制度的适当调整，炉渣性能的改善，原燃料质量的稳定或提高，改善了高炉炉内透气性，为增加澳矿配比创造了条件。

    (3)根据当前高炉入炉原燃料条件，2座高炉澳矿配比达到12％～16%，不影响炉况顺行及高炉经济技术指标，并带来生铁矿石消耗成本的显著降低。

    (4)若块矿入炉比例继续增加需要进行进一步研究，同时还要有效解决块矿筛分和防雨的问题，并努力降低高炉非计划休风率。