韶鋼六號高爐高生礦比生產實踐

 李國權  王振  柏德春

摘  要：韶鋼六號高爐2015年4月19日投產，有效爐容1050m3，為降低煉鐵成本六號高爐通過以塊代球生產實踐，根據高生礦比爐料特點形成一套穩定的操作模型，入爐生礦比例由20%逐步增加至30%以上，實現了經濟型生產爐料結構。

關鍵詞：高爐；高生礦比；實踐

根據財務數據統計鐵成本占鋼材總成本約75%，而原燃料費用在鐵水成本中權重最高，約占鐵水成本的58%～65%，由此降本增效的主要途徑之一便是降低原燃料費用。為此，韶鋼六號高爐從優化爐料結構出發，通過以塊代球來降低煉鐵成本。韶鋼六號高爐生礦主要是澳大利亞塊礦及賓利塊礦，澳大利亞塊礦一般都是低碳酸鹽性質的高品位塊礦，與進口酸性球團礦相比品位相差不大，對高爐冶煉的影響也不大且價格優惠，是以塊代球的首選生礦。六號高爐進行了一系列攻關實踐，通過探索適宜比例生礦配比的操作技術并不斷對其進行優化，使入爐生礦比例由20%逐步增加至27%以上。

1 高生礦比爐料結構對高爐冶煉的影響

1.1 使高爐軟熔帶上移

一般生礦軟化溫度在850-1050℃，較熟料軟化溫度低約150℃，由于生礦軟化區間寬、軟化溫度低的特點，造成使用高生礦比爐料后，爐料軟熔帶上移，且易粘結爐墻，同時影響煤氣利用率降低1%～2%，焦比上升8～10kg/t，爐內操作難度增大，若調劑不當易誘發爐況失常。

1.2 高爐壓差升高，透氣性變差

生礦含有大量結晶水及碳酸鹽，具有熱爆裂特性且低溫還原粉化率高。同時由于生礦是天然富礦，露天堆放時間久，若遇雨季其表面粘附小顆粒礦粉，易造成漏料、堵料和篩分困難，泥巴粉末入爐將影響高爐穩定性，易造成爐內透氣性變差，使高爐壓差升高、料慢難行。

1.3 堿金屬循環富集現象加劇

由于生礦未進行加工處理，有害元素含量較高，特別是堿金屬雜質、硫、磷的含量相對較高，若高爐日常操作不到位，極易造成堿金屬循環富集從而導致高爐爐墻結厚，嚴重時會導致高爐結瘤。從韶鋼六號爐使用情況來看，較長時間使用賓利塊礦對爐子產生了不利影響，出現爐墻渣皮不穩及滑料現象，但因其帶入高爐的總量并不多,所以對高爐負面影響不大。

2 使用高生礦比爐料的調節措施

2.1 強化篩分管理

首先，改變原有篩分給料模式，通過技術改造增加振頻，控制閘板開度確保合理給料速度，增強篩分效果。同時將原有篩網全部更換為硅膠篩，既減輕了上料工的清篩工作量，又可保證篩分效果。其次，加大對槽下振篩的管理，以入爐料≤5mm粒級比例不超5%為原則，加強人工清理振篩頻次以減小入爐粉末量，從而保證了雨季天氣時入爐塊礦的質量和正常配比。

2.2 強化上下部調節，控制合理的氣流分布

高爐調劑主要追求上穩下活，高生礦比爐料入爐后，高爐上部透氣性呈現逐步下行趨勢，針對塊礦含粉率高，軟化溫度低的特點，適度將料線由1400mm調整為1350mm，韶鋼六號高爐主要采取增大布料角差的平坦式布料，穩定礦焦平臺并兼顧好中間環帶煤氣量，以達到穩定邊緣氣流，提高高爐抗干擾能力的目的。高生礦比爐料結構前后布料制度見表1、表2。

表1使用20%生礦布料制度

表2 使用30%生礦布料制度

選擇合理的送風制度對于煤氣流的初始分布、爐缸的工作狀態影響重大。由于韶鋼六號高爐爐缸側壁溫度高，在生產上對冶煉強度產生了一定的制約，六號爐根據實際高爐生產狀況通過下部調劑，合理控制各風口的回旋區長度，如表3所示，均勻爐缸的初始氣流分布以形成合理的煤氣流分布，同時保證風速和鼓風動能從而活躍爐缸并保證爐缸良好的透液性[1]，為使用高比例生礦創造條件。

表3風口尺寸

2.3 控制合理的爐溫及爐渣堿度

在爐溫控制方面，韶鋼六號爐硅素標準為：0.25%～0.55%，物理熱為：1455～1485℃控制。爐溫控制見圖1所示。操作上頂壓設定值為：165kpa,壓差控制標準為小于155kpa。

嚴格控制好爐渣堿度確保爐渣具有良好流動性。韶鋼爐料主要特征是含鋁較高，為確保渣鐵流動性，高爐操作一般會適度配加錳礦或中云石，通過渣性能試驗得出六號爐爐渣堿度控制在1.2～1.25時爐渣黏度相對合適且穩定性好，易形成穩定的渣皮，為高生礦比爐料結構提供了穩定的基礎。

　　韶鋼六號爐的實踐表明在高爐內塊礦與高堿度燒結礦之間存在高溫交互反應,其結果能夠明顯改善塊礦自身的軟熔特性,從而可以提高綜合爐料的熔滴性能，增加塊礦的配比不會造成爐渣中Al2O3含量的明顯增加。爐渣成分見表5。

表5 爐渣成分（%）

2.4 穩定出渣鐵狀況

爐前出渣出鐵質量好壞直接關系爐況。長期出鐵質量差，會造成爐內氣流不順，提高塊礦比也無從談起。韶鋼六號爐對每爐次鐵的鐵口深度，出鐵時間、出鐵間隔等都嚴格按標準控制，鐵口深度2700～2900mm，出鐵時間100～120min，出鐵間隔45min從根本上提高了出鐵質量。

2.5 提高焦炭質量

　　提高塊礦比，實施經濟爐料結構，必須保證焦炭的質量，尤其是穩定焦炭的強度，其強度好壞直接影響爐內透氣性和塊礦比的提高。韶鋼六號爐焦炭M40:85%,M10：5.5%,CSR在66以上，CRI在22.5左右，所使用焦炭質量為高生礦比爐料結構奠定了基礎。

2.6 提高富氧率

用高富氧率彌補原料質量的缺陷。高爐生產實踐表明，高生礦比情況下必然造成煤氣利用率降低，焦比升高爐況波動加劇。但是通過提高高爐富氧率可以有效彌補原燃料變差所帶來的負面影響，降低爐況波動保障了高爐穩定與順行。目前韶鋼六號爐富氧率3.2%左右，受供氧能力及爐缸側壁溫度高制約，富氧率并未有效釋放，還有很大空間。

3 提高入爐生礦比例的效益

3.1 高爐爐料結構變化

韶鋼六號高爐通過以塊代球，入爐生礦比由20%升高至28%,球礦由10%減少至2%，最低時減至0%，以低價的塊礦代替了價格高的球團礦，得到了經濟型的爐料結構取得了明顯的經濟效益，通過成本核算噸鐵成本降低28元，按照日產3400噸產量計算日產生經濟效益9.52萬元，合計每月產生經濟效益285.6萬元。2019年1～6月份的爐料結構變化情況如表6所示。

表6   2019年6號高爐爐料結構變化情況 %

3.2 高爐生產指標情況

通過一系列技術改造、操作制度的完善及管理制度的改進，入爐生礦比增加到30.5%，最高日生礦比達32.5%。高爐各參數穩定順行良好，鐵成本明顯下行，由于六號爐側壁溫度升高護爐需要降低冶強，前期燃料比指標明顯較高，按日常經驗提高塊礦比燃料比應該升高，但實際數據確是下降，筆者認為原因有二：一是側壁溫度高降低冶強后的生產摸索期，二是統計時間較短有一定關系。具體高爐各項指標對比如表7所示。

表7 高爐各項指標

4 結語

1）高生礦比爐料結構下，日常操作中高爐操作者必須根據攻、守、退原則積極采取相應措施，以保證爐況順行。根據爐況條件逐步增加生礦比例，只有在爐內各項制度綜合調劑配合下，高爐才能保證順行高產，同時為國內同類高爐高生礦比爐料結構探索提供了一個很好的范例。

2）生產實踐證明為降本增效，優化爐料結構，根據生礦的冶金性能特點，優化選礦實現以塊代球是一種有效的手段，同時為經濟型爐料結構指明方向具有重要指導意義。

3）高生礦比爐料結構下，高爐管理者需對各項操作制度實行細化管理，原燃料跟蹤，設備點檢等必須有效落實，從而為高爐生產順行保駕護航，通過精細化管理消除高生礦比爐料結構導致的一系列弊端。

參考文獻：

[1] 王 輝,吳秀龍,王延平. 萊蕪分公司煉鐵廠高鋁礦冶煉生產實踐[J]. 萊鋼科技,2013(4):7-9.