龍鋼煉鐵廠高爐配加塊礦實踐

魏建輝  薛偉峰  趙紅陽  

（陜西龍門鋼鐵有限責任公司  韓城  715405）

摘  要：龍鋼煉鐵廠高爐通過改變入爐塊礦的配加方式、上下部制度的調整、改善爐渣性能、提高原燃料質量等多項措施，塊礦使用配比高爐月平均最高達17.90%，實現了降本增效，取得了較好的經濟效益。

關鍵詞：高爐、爐料結構、塊礦、配比　

Practice of adding BF in the blast furnace of LongSteel ironmaking plant

Wei Jianhui  Xue Weifeng  Zhao Hongyang

（Shaanxi Longmen iron and Steel Co., Ltd.，Hancheng 715405，China）

Abstract：By changing the ore into the furnace, with lower system adjustment, improving the properties of slag, improve the quality of raw materials and other measures of long steel blast furnace, blast furnace ore use ratio of monthly average of up to 17.90%, to achieve cost efficiency, and achieved good economic benefits.

Key words：Blast furnace, furnace material structure, block ore, ratio

1 概述

進入2017年，鋼鐵市場回暖，2月14日龍鋼1#高爐（1280 m3）開爐投產，2月27日2#高爐（1280 m3）相繼開爐投產。隨著5座高爐開足馬力全面生產、釋放產能，高爐進一步強化，產量得到大幅度的提升，高爐球團礦供應出現緊張缺口。通過改變入爐塊礦的配加方式及依靠技術進步、優化爐料結構加大塊礦配加比例來減少球團礦用量，彌補了球團礦用量不足且進一步降低了生產成本。塊礦雖屬生礦，其冶金性能比球團礦略差，但由于塊礦具有比球團礦性價比高的特點，所以在生產中只要采取有效的技術手段，提高冶煉技術水平，提高入爐塊礦配比可獲得較低的生產成本。龍鋼煉鐵廠高爐從17年4月份開始提高入爐塊礦配比，目前塊礦配比穩定15%左右。

2 高爐使用塊礦基本情況

龍鋼煉鐵廠擁有燒結機3座，265m2燒結機1座、400m2燒結機1座、450m2燒結機1座；擁有高爐5座，1280 m3高爐2座、1800 m3高爐3座；球團礦豎窯2座，12 m2豎窯1座、16 m2豎窯1座。爐料結構：采用高堿度燒結礦+球團礦+塊礦。入爐所用原料為自產燒結礦、球團礦和外購塊礦。由于球團礦豎窯產能偏低4500噸/日，通過爐料結構的優化調整，高爐從17年4月份開始增加塊礦配加比例，既彌補了球團礦產能不足，又降低了生鐵成本，取得了良好的經濟效益。1#-5#高爐月爐料結構見表1-1、表1-2。

表1-1  1280 m3高爐爐料結構

表1-2  1800 m3高爐爐料結構

3 塊礦冶煉特性

塊礦雖屬生礦，其冶金性能比球團礦略差，1#-5#高爐所用塊礦經過高爐爐況運行及冶金實驗檢測選定品種穩定為PB塊礦或紐曼塊礦與南非塊礦三種。通過實驗檢測數據對比見表2、表3。

表2  塊礦化學成分

表3 塊礦冶金性能檢測

通過以上的測定結果看出：

（1）南非塊礦含鐵品位高，PB塊礦、紐曼塊礦此次，克里夫斯塊礦偏低；南非塊礦的熱爆溫度高，PB塊礦、紐曼塊礦此次，克里夫斯塊礦偏低；南非塊礦的燒損低，PB塊礦、紐曼塊礦此次，克里夫斯塊礦偏高；但從堿金屬含量來看，南非塊礦（0.292%）比PB塊礦、紐曼塊礦、克里夫斯塊礦高；從整個冶金性能檢測來看南非塊礦冶金性能較好、PB塊礦、紐曼塊礦此次，克里夫斯塊礦差。

（2）塊礦中脈石含量少，但Al2O3%含量高，隨著入爐塊礦比例的增加，渣中Al2O3%含量升高，降低爐渣的流動性，降低脫硫能力而影響生鐵質量。

（3）進廠后的塊礦采用露天堆放，受天氣影響容易粘結高爐篩子，造成篩分不干凈，入爐含沫量增加，易造成爐內氣流波動。

4. 提高入爐塊礦比例的措施

4.1 改變塊礦的入爐方式

（1）塊礦篩分系統改造

龍鋼1#-5#高爐塊礦使用為國外進口塊礦，品種多，含沫大并且潮濕，篩后塊礦含沫大，篩分能力小、效果差。見于此情況，（1）對兩套塊礦篩分系統進行設備提升改造。篩孔尺寸由6mm提高到6.3mm，振篩電機7.5Kw兩臺增加到四臺，篩面尺寸1800*4200mm增加1900*5600mm，篩分處理量由300噸/小時提高到400噸/小時。（2）對進購塊礦品種根據塊礦的爆裂指數及化學成分進行選擇，品種由6種降低為3種，實行南非塊礦與PB塊礦或紐曼塊礦混篩，平衡了堿金屬有害元素的含量。（3）對篩后塊礦堆放場地建設了大棚，確保篩后塊礦的防雨、雪影響。通過以上解決了高爐塊礦合理使用，降低了塊礦含沫量及有害元素量。

（2）料場球塊混配

龍鋼1#-5#高爐球團礦使用自產球團礦，溫度高，入倉溫度高易燒損運料皮帶；塊礦為國外進口塊礦，品種多，含沫大并且潮濕，入倉前隨進行過篩篩分但爐后篩面易粘結、入爐粉末量增加。見于此情況，采用料場轉運酸性料按球團礦與塊礦品種比例，利用鏟車按鏟數裝車均勻混配，利用球團礦的溫度對塊礦進行烘干干燥，有利用槽下篩分，大大減少塊礦粉沫入爐，避免粉沫入爐對爐料氣流造成影響。

4.2 上下部制度調整相結合

   高爐操作選擇合理的裝料制度和送風制度，能使煤煤氣流與爐料逆向運動之間的關系更加合理，使煤氣流分布合理，爐況穩定順行。因此，提高塊礦配比需要選擇合理的送風制度和裝料制度，調整二者至相適應得程度。操作制度上不斷摸索兩者相匹配的、行之有效的方法。

（1）裝料制度調整

上部調劑即裝料制度調劑，應以穩定氣流、適當控制邊緣氣流為主。在增大塊礦使用配比后，高爐料柱壓差增加，由原來的150Kp增至165Kp左右，透氣性惡化，再加之原燃料質量波動，操作制度上還在不斷摸索調整。所以高爐承受高壓差能力還不夠，容易產生局部管道，對高爐爐況的穩定順行、技術指標都帶來不利影響。針對這些不利因素，裝料制度依照“中心布焦、以發展中心氣流為主，適當疏導邊緣氣流”的指導方針。

（2）送風制度調整

下部調劑即送風制度調整，應以吹活爐缸，吹透中心為目的。龍鋼1#、2#高爐（1280 m3）各有20個風口，3#,4#、5#高爐（1800 m3）各有26個風口，為活躍爐缸，打開中心，高爐采用逐步調整風口直徑和長度的調劑方法，保證了足夠鼓風動能以吹活爐缸中心，還與上部裝料制度相適應，保證了煤氣流在爐缸半徑方向的原始分布更加合理，有利于爐況順行，解決了軟溶帶壓差高、透氣性變差問題，水溫差波動減少，基本消除了邊緣局部管道，同時煤氣利用有所提高，為高爐增加塊礦配比創造了條件。

4.3 造渣制度選擇

   龍鋼1#-5#高爐在提高塊礦配比后，高爐渣中Al2O3%升高，引起爐渣粘度升高，影響爐渣流動性，而且這種渣的熱穩定性差，難以抑制【Si】還原，增加爐缸的熱損失，影響高爐順行。通過分析一方面要求穩定提高鐵水物理溫度由1480℃-1500℃為1490℃-1510℃，另一方面要求渣中的Al2O3%含量不大于14%，并且控制鎂鋁比為0.75%-0.85%之間，控制二元堿度R2在1.18-1.22之間，以提高爐渣的流動性，保證足夠的脫硫能力。

4.4 提高焦炭質量

在提高塊礦配比的過程中爐內透氣性變差，因此需要提高入爐焦炭的質量以確保爐內良好的透氣性。龍鋼1#-5#高爐焦炭使用海燕焦廠和煤化焦廠兩家焦炭，焦炭使用為一級焦炭。兩家焦炭質量穩定性差，對高爐生產不利。為此，公司調整了進購焦炭標準，焦炭熱態指標由CRI%＜32%、CSR%＞58%調整為CRI%＜30%、CSR%＞60%，并且對進購焦炭按天分類分垛堆放。對進購焦炭熱態指標CSR%＜60%重新制定了用料制度標準，根據高爐爐況運行狀況，定期配加熱態指標CSR%＜60%的焦炭，要求焦炭CSR%在55%-60%使用配加量＜25%。通過焦炭用料制度的調整，確保了爐內氣流的穩定和良好的料柱骨架，并避免熱制度的波動。在焦炭質量提高穩定下，確保了高爐穩定順行。

4.5提高燒結礦堿度

   燒結礦堿度的提高，燒結礦的強度、還原度也隨之提高，燒結礦的軟化溫度和熔滴溫度提高，有利于改善高爐中下部的透氣性和還原過程。從17年4月份起，燒結礦二元堿度由1.7逐步提高到2.05，MgO由1.6%逐步提高到2.2%，SiO2由4.6%逐步提高到5.2%。堿度的提高克服了塊礦配比增加后影響高爐透氣性的不利因素，也是進行低硅冶煉的重要條件。燒結礦中的MgO的提高，一方面可以有效抑制CaO2. SiO2的形成及相變 ，減輕燒結礦的粉化度，減少粉化現象，改善高爐的透氣性，為增加塊礦配比提供有利條件，另一方面可改善爐渣的流動性，提高脫硫能力。

5 結語

（1）塊礦屬于生礦，冶金性能比球團礦差，但是價格優勢明顯，對龍鋼目前形勢下降低生鐵成本極其重要。

（2）與球團礦相比，塊礦中Al2O3含量較高，但是其品位高，雜質含量少，提高了入爐原料的綜合品位，進而提高了產量。

（3）隨著塊礦配比的提高，渣中Al2O3含量增加，導致爐渣粘度升高，流動性差，通過提高燒結礦中的MgO含量及控制渣中鎂鋁比0.75%-0.85%的措施，有效地緩解了這一影響。

（4）通過對塊礦篩分系統進行了設備技術改造提升，改變塊礦的配加方式，有效地降低了入爐塊礦的含沫量及有害元素量，改善了高爐料柱的透氣性。

（5）當塊礦比例10%時，爐況穩定良好，當比例達到15%時，焦比、燃料比上升明顯，高爐穩定性變差，透氣性、爐缸工作狀態等也變差。通過上下部制度的調劑、造渣制度的調劑、焦炭質量及燒結礦堿度的提高等措施保證了爐況的穩定順行。

（6）在龍鋼1#-5#高爐目前的生產狀況下，塊礦配比最高達到17.9%，若塊礦入爐配比繼續增加需要進一步研究，同時還要有效地提高塊礦的冶金性能，并進一步提高原燃料質量。

參考文獻

[1] 儲濱.2500m3高爐提高塊礦使用比例生產實踐[C].中國金屬學會煉鐵分會.

[2] 周傳典.高爐煉鐵生產技術手冊[M].北京：冶金工業出版社.