摘 要：介紹了寶鋼股份不銹鋼分公司2 500m³高爐所采用的多焦種配焦技術改進現場操作技術、應用低硅冶煉技術、實施低燃料比等效能優化綜合技術，高爐各項技術指標取得了長足的進步；年利用系數達到2．385t／(m³·d)，燃料比達到485．83 kg／t，綜合指標躍居國內同類型高爐前列；高爐的生產和管理實現了高產、優質、低耗。

關鍵詞：煉鐵；利用系數；燃料比；低硅冶煉；專家系統i

目前國內高爐和國際水平相比，除寶鋼等少數廠家以外，高爐在利用系數(高效)、煤比(能耗)、鐵水硅含量(質量)等方面都還存在較大差距，尤其是綜合技術的研究和應用。因此，國內高爐煉鐵技術還有潛力可挖。

1 現狀分析

寶山鋼鐵股份有限公司不銹鋼分公司煉鐵廠(簡稱煉鐵廠)現有750m³和2 500m³ 2座高爐。不銹鋼項目的投產，對高爐鐵水的產量和質量均提出了更高要求，而技術進步和效能優化將是提高不銹鋼分公司整體競爭力的主要手段。這就使高爐實現“高產、優質、低耗”綜合技術研究的課題變得更加迫切和有現實意義。考慮到項目的復雜性，采用了分項研究、各個擊破、綜合集成的研究方法。從2003年開始，根據實際條件，2 500³高爐通過加強原料條件的研究和管理應用多焦種配焦技術、改進現場操作技術、應用低硅冶煉技術、實施低燃料比技術等，高爐的綜合效能進一步優化，燃料消耗、鐵水[si]逐步降低，高爐爐況穩定順行且利用系數逐步提高。

2 綜合技術的應用

2．1 加強原料條件的研究和管理

2．1．1 混勻配料技術優化

為提高燒結礦質量，不銹鋼分公司從源頭抓起，通過自主研究開發和引進新技術，逐步提高混勻礦質量。一方面，加強混勻礦堆端部料管理、結合控制瞬時堆積流量來增加混勻礦的堆積量，均取得較好效果，混勻礦質量大大提高。另一方面，引進寶鋼分公司的混勻礦智能堆積技術，使混勻礦的堆積質量得到進一步提高。該技術強調優化料罐CFW切出速度，并將一個大堆分成4個BLOCK實施堆積計劃；在整個堆積過程中保證等硅切出，使CFW每一時刻切出物料之和的成分能等于或接近大堆成分，從而保證了混勻礦的質量穩定。混勻礦TFe偏差由0．7％下降至0．3％，SiO₂標準偏差由0．25％下降至0．15％，達到國內領領先水平；燒結礦質量穩定率亦大幅提高，2005年度燒結礦TFe和堿度穩定率較2003年分別提高了5．46％和2．48％。

2．1．2 配礦技術優化

不銹鋼分公司混勻礦配礦結構的特點是：單礦品種不多，但變化大；配礦結構中控制在7～9種單礦品種，每種單礦的配入比例較高。主動適應礦石資源市

場波動，針對常用礦種資源逐步減少、枯竭的局面，大膽嘗試新礦種的使用，為今后配礦方向開辟新徑。率先使用高麥克礦、西安吉拉斯礦進行配礦并提高其用

量至12％，成功解決了褐鐵礦比例提高對燒結生產的影響，達到綜合效益最大化；同時成熟應用了高配比CVRD球團粉礦，配比達到了15％；南部粉的配礦比例目前達到9％，且己具備應用12％以上南部粉的技術。

2．I．3 高鐵低硅燒結集成技術

通過調整配礦結構中低硅粉礦的比例以及運用蛇紋石配料技術，燒結礦的硅含量逐步降低，燒結礦ω(SiO₂)由5．2％下降至4．7％，ω(TFe)由56％提高至58．5％以上；入爐礦石品位由2003年的57．73％提高到2005年的59．59％，達到國內先進水平，為高爐高產、低耗、優質創造了良好的條件。

2．1．4抑制臺車“邊緣效應”， 改善燒結礦質量

臺車邊緣效應被公認為是燒結生產的“公害”，邊緣效應使得燒結臺車風量分布不均，進而使風量少處燒不透，風量多處過燒，造成燒結礦整體質量下降。通過減小臺車兩側鋪底料厚度，調整邊車輥的壓料方式，調整小礦槽出料口以控制出料量等措施抑制臺車“邊緣效應”，使燒結礦ω（Ti）提高0．2％左右，返礦循環量減少，燒結成品率增加，節約了能耗和加工成本。

通過采用以上技術措施，不僅提高了燒結礦質量和產量，而且工序能耗和固體燃耗也逐年降低。

2．2優化爐料結構

為了得到高爐合理的原料結構，首先對高爐入爐原料進行綜合性能測試研究，尤其高溫冶金性能。在常規的還原性能、低溫粉化性能測定基礎上，委托本鋼技術中心對不銹鋼分公司所用燒結礦、球團礦，以及天然礦等進行了軟熔滴落性能測定，為合理原料結構的方案制定提供了理論依據，從而逐步建立了原料性能評價體系的長效機制。在此理論指導下，高爐進行了合理爐料結構的工業試驗，先后進行了多種球團礦、天然礦和不銹鋼分公司燒結礦搭配使用的研究。研究期間，通過降低品位較低的海南礦配比、增加澳礦的入爐比例，優化了爐料的綜合軟熔特性，有利于軟熔帶位置的下降和寬度的降低，從而改善料層透氣性，進而提高產量。品位提高以后，渣比進一步降低：為高爐指標的全面優化提供了物質基礎。同時，考慮到礦石價格因素，為了降低鐵水成本，適當減少球團礦的使用。

2．3 多焦種配焦技術

公司所用焦炭全需外購，焦炭質量參差不齊，有效的長期檢測機制仍需完善。2 500m³高爐現入爐焦種以吳涇焦為主，寶鋼焦為輔，同時搭用不同比例的美錦焦、中冶焦、長治焦、趙城焦、無錫焦、鎮江焦等數十種焦炭，焦炭種類及其質量的波動對高爐生產極為不利。為此，需要對高爐所用焦炭的性能進行研究。

研究結果表明，寶鋼焦在質量穩定的基礎上，綜合性能優于其它焦種，穩定該焦種的入爐比例對爐況穩定及生鐵質量均有益。但寶鋼焦供應不足，無法依靠穩定寶鋼焦人爐比例來穩定入爐焦炭質量。通過長期生產經驗，根據不同焦種的入爐比例，適當調整入爐礦石負荷并形成標準化作業，可以在一定程度上確保爐內氣流的穩定和良好的料柱骨架。通過嚴格執行此標準化作業，在焦種及其質量波動較大的情況下，確保了高爐長期穩定順行，并獲得了較低的燃料消耗水平。

2．4 現場操作技術進步

通過分析2 500m³高爐開爐以來的大量數據，結合高爐自身特性及高爐現有原燃料情況，逐步確立2 500m³高爐以發展中心氣流為主，適當疏導邊緣的指導思想。在此思想的指導下，在穩定風速260m／s左右的基礎上逐步縮小進風面積并增用長風口，同時調整布料模式以疏導邊緣，使爐內煤氣流分布更加合理。2004~2006年高爐爐況穩定，成為不銹鋼分公司煉鐵史上的一大突破。

2002年底，不銹鋼分公司煉鐵廠與寶信合作，對2 500m³高爐智能專家系統進行開發研究。該專家系統在汲取國內外高爐專家系統成功經驗的基礎上，結合2 500m³高爐長期生產經驗，形成適用于高爐自身的規則組與知識庫。通過場使用后的不斷修正與完善，專家系統能夠與高爐達到有效結合。生產實踐證明，該專家系統能夠在滑料、渣皮脫落、鐵水信息、冷卻設備是否漏水、爐內氣流分布、爐缸平衡、高爐消耗等多方面進行準確預報，對現場操作有較大的指導意義。而該系統所采用的開放式規則及知識庫修改、爐內走料狀態的判斷、利用爐頂煤氣成分對爐內走料及冷卻系統是否漏水進行預報等多項技術達到國內領先水平。

2．5 低硅冶煉技術研究

生鐵硅含量的降低和穩定，是高爐冶煉條件和技術水平的標志性指標，也是提高產量、降低生鐵成本的重要因素。對煉鐵而言，生鐵硅含量降低1％，產量提高5％～6％，焦比下降48～75kg／t。根據低硅冶煉機理的分析和實驗研究結果，高爐鐵水硅的來源主要是焦炭中的Si0₂在風口區以上部位與其充分接觸的碳反應生成Si()氣體，然后再還原成[si]的過程；在風口區域和鐵水穿過渣層過程中，部分[si]被再次氧化。

首先，使用高鐵低硅的燒結礦，減少爐料帶入SiO₂的量，以利于低硅冶煉。其次，降低理論燃燒溫度。隨著理論燃燒溫度的下降，鐵水硅含量隨之下降。經過研究及實踐，理論燃燒溫度由原來的2 150℃左右下降到2 050℃左右，既保證爐缸具有充足的熱量，又利于低硅冶煉。

通過上述調整，2005年鐵水[Si]由2003年的0．46％降低至0．37％，實現預期低硅冶煉的目標。

2．6 低燃料比技術研究

2．6．1 高煤氣利用率

結合人爐原燃料情況，高爐調整上下部制度，對邊緣氣流進行適當疏導，同時風口面積由0．348m²逐步縮小至0．340m²并增用長風口以確保鼓風動能有效發展中心氣流。上述措施并舉，高爐煤氣利用率由2003年的47．59％逐步提高至2005年的51．01％。

2．6．2 高風溫

2 500m³高爐有4座改進型內燃式熱風爐，采用兩燒兩送制送風。通過降低拱頂溫度與熱風溫度的差值、提高熱風爐拱頂溫度、預熱助燃空氣與煤氣溫度、提高廢氣溫度、富氧燒爐、全關混風閘閥等多項技術的應用，在沒有高熱值煤氣的條件下全用高爐煤氣進行燒爐，熱風溫度逐步提高，達到1 150～l 160℃，處于國內領先水平。

在2005年爐況穩定的基礎上，考慮煉鋼廠鐵水消化能力，適當控制高爐利用系數，大幅提高煤氣利用率、風溫，降低鐵水[Si]，焦比由2003年的388．75kg／t下降至367．40kg／t，燃料消耗由2003年的512．46kg／t降低至485．83kg／t，有效緩解了焦炭資源緊缺的局勢。

3 結論

(1)多焦種混焦使用技術的應用，確保了高爐爐況的穩定，年平均利用系數達到2．385t／(m³·d)，處于國內同型高爐領先水平。

(2)通過混勻配料技術的優化，燒結礦質量進一步提高。燒結礦先使用麥克礦、西安吉拉斯礦進行配礦并逐步提高其用量至12％，成功解決了褐鐵礦比例提高對燒結生產的影響，達到綜合效益最大化。

(3)通過提高煤氣利用率、風溫，優化爐料結構，低硅冶煉等多項措施，高爐綜合效能進一步優化，燃料消耗為485．83kg／t，達到國內同型高爐的先進水平。

(4)專家系統對高爐相關信息的準確預報，使高爐現場操作更加規范，進一步確保了爐況的穩定順行。(陳麗紅節選自《鋼鐵》2007年第2期)