1#高爐“經料”下保持鐵水質量實踐

李國棟

（天津鋼鐵集團有限公司  天津市  300301）

摘  要：2017年在激烈的市場競爭下，低成本、高質量成為天鋼扭虧轉盈的基礎，大量使用低價塊礦成為高爐降低成本重要手段，隨之帶來的負面影響就是鐵水質量的下降，為了解決鐵水質量下降問題，天鋼煉鐵廠1#高爐在“經料”下，通過加強原燃料質量監控、適當提高高爐爐渣堿度、通過上部下部調劑穩定氣流等手段，提高高爐對原燃料的適應性，穩定爐況，達到提高鐵水質量的目的。

關鍵詞： 高爐；鐵水；質量

Key words: blast furnace   molten   quality

天鋼l號高爐2000m³，2003年5月投產，近年來年一級品率一直保持在85%以上，2017年，為應對市場競爭，降低成本，進一步提高產品質量，成為降本增效的重頭戲。2017年初，公司制定了詳盡的質量考核管理規定，對高爐主要考核[Si]、[S],分別要求[Si]<0.45%,[S]<0.035%,達到90%，為響應公司號召，進一步提高和穩定鐵水質量，1#高爐積極采取措施，分析影響因素，制定管理措施，達到一定效果。

2 制度管理實踐

2.1 保持爐況穩定順行

保持爐況順行是提高和穩定鐵水質量的前提和基礎，通過選擇合適的送風制度，優化冶煉強度和裝料制度，加強原燃料檢驗分析，及時掌握外圍變化，通過及時調劑，保證爐況的穩定和順行，為提高和穩定鐵水質量奠定基礎。在送風制度方面，采取加長風口、縮小風口面積，風口長度由原先的470mm增長到500mm，風口直徑由8個直徑130mm的風口，減少到全部為直徑120mm的風口，風口面積減少0.157㎡，彌補風溫下降對實際風速的影響，保證爐缸活躍度，穩定鐵水質量。上部裝料制度調整采取適當中心加焦，保證中心氣流，適當抑制邊緣氣流的制度，既可以保證氣流分布相對穩定，杜絕失常，也有利于減少壁體波動，保持合理爐型，保證了熱制度的穩定，有保證了鐵水質量的穩定。

2.2 加強工藝紀律考核

針對2017年公司提出為下游工序服務的要求，1#高爐成立“提高和穩定鐵水質量攻關”小組，要求“明確目標，落實責任，統一操作，穩定提高鐵水質量”。首先、加強工藝紀律考核，通過全員投入產出考核對爐內操作提出更高要，對爐溫、鐵水中硫、爐渣堿度提出具體考核指標，連續3爐鐵超出方針按照生產事故考核。對工長工作做了進一步要求，下發了爐內管理考核細則，內容增加了：①鐵前和鐵中看風口，加強對爐溫趨勢的預判，做到及時調整，較少爐溫波動；②增加看料次數，由每班一次增加到，每班兩次，通過看料及時發現原燃料變化，特別是焦炭水分變化，及時調整熱量，穩定爐溫；③完善交接班制度，工長交接時分析本班操作，為下班提出操作意見，統一思想，連貫操作，提高工長操作水平，減少人為操作對鐵水質量造成的不利不利影響。其次、加強對上料、爐前工藝紀律管理，圍繞高爐穩定順行的目標，重點抓好槽下篩分、出鐵正點率、鐵口深度合格率三個關鍵點的落實工藝紀律。槽下增加清篩次數，特別是塊礦篩，做到篩面干凈，保證篩分質量；控制篩網T/H值，要求小于120T/H，如果超出，及時調整閘門，保證篩分效果。為確保工作落實到位，對未完成要求的予以考核，對超額完成的給與獎勵。

2.3 加強原燃料質量監控，發生變化及時反應

加強入爐原燃料的監控，通過MES系統，對燒結礦、焦炭、煤粉成份進行監控，出現較大波動，及時增加取樣，做到及時調整，減少因原燃料波動導致鐵水質量波動。在班報增加煤粉成份，焦炭成份記錄，可以及時發現成份波動，方便工長調整。增加看料次數，每班看料兩次，每班做焦炭水分一次，對原燃料變化情況做到心中有數，發現變化大，及時加送抽檢樣。

2.4 選擇合適的熱制度

在高爐熱制度的控制中，堅持“降硅不降熱，虧熱不降硅”的原則。加強鐵水物理熱控制，物理熱方針由>1490℃提高到>1500℃，在保證物理熱的前提下將[Si]操作方針下放到0.30%，實現低[Si]操作。從圖1可以看出，2017年月平均物理熱都在1500℃以上，鐵水中[Si]通過4個月的摸索，基本穩定在0.35%左右，實現了低[Si]操作，同時也提高了爐溫的穩定性。

圖1  天鋼2000m³高爐物理熱和鐵水中硅的關系

2.5 改善高爐爐缸工作狀態

對鐵水質量的好壞起決定性作用的是爐缸工作狀態，均勻的活躍度、充沛的熱量、良好的透氣性和透液性，是降硅脫硫的關鍵。由于熱風爐系統老化，按照熱風爐現有條件，無法保證1200℃以上穩定風溫，退而求其次，將風溫穩定風溫在1190℃，減少因風溫波動導致的熱量波動，針對風溫水平較低的情況，采取提高富氧、控制煤比、提高煙煤比例等手段來彌補理論燃燒溫度，目前1#高爐理論燃燒溫度可以保持在2250℃左右，滿足基本要求。同時，提高理論風速，將理論風速由210 m/s提高到220m/s，來降低風溫下降對實際風度的影響，保證缸活躍度。采取中心加焦的裝料制度，保證中心氣流，減少氣流波動，避免氣流失常，保證高爐熱制度的穩定。良好的活躍度和充足的熱量為渣鐵反應提供了良好條件，有利于渣鐵間硫分配系數的提高。

3.1 提高爐渣堿度

爐渣堿度提高可以降低SiO₂活度，減少SiO₂的還原，同時使軟熔帶下移，軟熔帶厚度變薄，還原硅量減少，有利于低硅冶煉，同時還可以提高爐渣脫硫效率。使軟熔帶位置和厚度的下降，有利于提高渣皮穩定性，減少壁體波動。目前1#高爐堿度逐步由1.15-1.18提高到1.18到1.23，既達到了脫硫效果，又保證了爐渣冶金性能的穩定，達到了良好的效果。

3.2 適當抑制邊緣氣流分布，減少壁體波動

邊緣氣流過剩不利于壁體渣皮的穩定，經常會造成渣皮脫落，壁體波動，渣皮落入爐缸，會對鐵水[Si]、[S]造成影響，短時間內產生較大波動。壁體波動較大時，還會造成管道形成，導致爐況失常，對鐵水質量造成較大影響。1#高爐上部采用中心加焦布料制度，下部制度采取加長風口，縮小風口面積，提高鼓風動能，保證中心氣流的同時，適當抑制邊緣氣流，可以減少邊緣氣流對渣皮的沖刷，穩定渣皮，減少壁體波動。

圖2  天鋼2000m³高爐鼓風動能

3.3 降低休風率

休送風時鐵水質量會大幅波動，無法避免，所以我們只能通過加強一級點檢和設備維護，及時發現設備問題，降低因設備因素造成的減風和休風。計劃休風時，完善休風料計算，做好熱量平衡，盡量減少休風造成的鐵水質量異常爐次。同時加強對計劃檢修的管理，在計劃休風時盡可能多的處理設備隱患和故障，將每季度檢修一次，延長到每半年檢修一次，減少計劃檢修頻次，也有利于穩定鐵水質量。

3.4 加強日常硫負荷分析

高爐硫負荷，指每生產一噸鐵水所需的入爐爐料帶入的總和。高爐硫負荷的主要來源是焦炭、噴吹煤等燃料。如圖3所示,高爐由焦炭帶入的硫，約占硫負荷的80％；高爐噴吹煤粉帶入的硫，約占硫負荷的12％；燒結礦帶入的硫約占硫負荷的2％,還有一部分來源于天然富礦，占硫負荷的6%。

圖3 2017年天鋼2000m³ 高爐硫負荷的分布情況

由于市場競爭形勢嚴峻，外購的焦炭、高爐噴吹煤、生礦的供應量和質量并不穩定，硫負荷的波動較大，范圍在4.0kg/tHM-5.0kg/tHM之間波動，對鐵中硫有較大影響。1#高爐采取，每班記錄焦炭、煤粉成分，每日夜班進行統計分析，并對硫負荷進行校核，及時調整爐渣堿度，確保有足夠的脫硫能力。

3.5 加強爐溫控制，確保爐況順行

目前1#高爐操作方針，鐵水硅含量：0.30-0.40％，鐵水硫含量：0.025％到0.035％。日常操作中當鐵水中，當鐵水含硅量低于0.30%或高于0.40時，及時補充熱量和減少熱量，主要以調整燃料比為手段，為減少爐溫波動，打好調劑提前量，工長采取看風口和看鐵樣相互結合的方法來提前判斷爐溫走向，提前調整，減少爐溫波動。當鐵水含硅量低于0.20%時，可以適當過量調劑，盡快將爐溫提上來。當鐵水含硅量連續三爐低于0.20%時，及時插焦5t-1批，適當減風控制料速，降低負荷，避免造成爐況失常。當物理熱小于1450℃時，操作以提高物理熱為主，及時調整熱量，放寬鐵水硅含量要求，當物理熱大于1450℃時，恢復正常操作。若物理熱小于1450℃，且爐渣流動性變差時，及時采取插焦操作，并適當減風，盡快提高物理熱，確保爐況順行。

通過以上制度和操作上的管理實踐，1#高爐鐵水質量和穩定性有顯著提高，鐵水合格率保持在100%，一級品率提高4.5%、鐵水中[Si]下降0.06%、鐵水中[S]下降0.004%，滿足公司要求，為下游工序提供了優質的鐵水。具體數據見表1：

表1 2017年月與2016年部分指標統計表

從表1看出，1#高爐原料條件大幅下降，主要是考慮到成本因素陪吃一些低品位的塊礦，入爐品位下降0.65%，按每下降1%入爐品位，提高燃料比7kg計算，燃料比上升0.65*7=4.55kg，增加了焦炭、煤粉硫帶入量，對鐵水中硫降低造成了不利影響。鐵水含硅量和含硫量進一步降低，一級品率提高4.5%，得利于二元、三元堿度的提高。

5 結 論

2017年度，1#高爐為提高鐵水質量和穩定性，通過加強對原燃料質量監控、尋找出合適的造渣制度、選擇合適的上部下部制度，提高工長操作水平等一系列措施，活躍了爐缸，保證了熱量，提高了鐵水質量，降低了鐵水中含硅，保證了高爐穩定順行，降低了煉鐵成本。鐵水質量和穩定性的提高也為下游工序進一步縮短冶煉時間，冶煉和開發新品種鋼打下了基礎，為天鋼成本降低和技術進步做出了貢獻。

參考文獻

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