天铁2号高炉强化冶炼实践

张宝河（天津天铁冶金集团有限公司炼铁厂，河北省涉县056404）

天铁2号高炉强化冶炼实践

张宝河（天津天铁冶金集团有限公司炼铁厂，河北省涉县056404）

介绍了天铁2号高炉大修后实行强化冶炼的实际生产情况。通过采取精料、优化装料制度，控制合适的初始煤气分布；优化操作制度，增加喷煤比以及高风温技术、低硅冶炼技术等措施，逐步完善了适合2号高炉生产特点的各项操作制度，保持了高炉长期的稳定顺行，确保2号高炉的各项经济技术指标跃上新的台阶。

高炉富氧高风温低硅冶炼操作优化

1 概述

天铁2号高炉于2004年停炉扩容大修，由550 m3扩容为700 m3，采用了一系列先进的技术装备水平。其炉缸直径为6.5 m，有16个风口和一个铁口，采用WZ-C型可摆动溜槽的水封式炉顶，可实现螺旋、扇形、定点、中心加焦等布料方式，从而改善炉况，使煤气流的分布更加合理，可以有效地降低焦比，提高产量。配以三座新型内燃式热风炉，并采用双预热技术提高风温。进风弯管采用高风温波纹补偿器，风口平台加装检修桥梁，喷煤系统采用双系列储煤及喷吹系统。槽下系统采用悬臂筛网技术，振动筛上方增加振动给料机，使矿石筛分效果明显提高。炉顶干法除尘及TRT煤气余压发电技术[1]。

开炉初期由于对无料钟炉顶布料制度认识不够，风口面积不适宜，富氧率偏低，炉料结构不尽合理，燃料比高，高炉没有实现高效化生产。进入2009年以来，在经济危机的影响下，受原燃料供应紧张、价位攀升及资源运输影响，导致入炉原料品位和焦炭质量下降，特别是焦炭的热性能劣化。我厂烧结由于没有综合料场，烧结成分波动较大，使高炉炉渣碱度以及炉温波动较大，影响了高炉生产高效化进程。由于天铁集团的铁水产量一直是制约集团公司发展壮大的瓶颈，加之铁水需求量日益加大，2号高炉作为炼铁生产的主体，强化冶炼势在必行。所以针对原燃料条件较差的情况，不断采取各项强化冶炼的举措，逐步对高炉生产和操作制度进行优化，使高炉生产逐步走向了高效化。

2 强化冶炼的主要措施

2.1 精料是基础

国内外的经验均表明，精料是高炉强化冶炼的基础，因此，应将精料放在高炉强化冶炼措施的首位。要想高炉强化冶炼并获得良好的高炉生产指标，必须改善原燃料质量，使原料具有品位高，粒度均匀，强度好，还原和造渣特性优良等条件，使燃料（焦炭）具有灰分低，S低，强度高，反应性低等优良条件[2]。

2.1.1 提高筛分工作

改进入炉料粒度、保证炉料具有良好透气性的关键之一就是筛除小于5 mm的粉末。2号高炉槽下全部采用的悬臂自清理筛，在生产实践中采取逐渐增大筛条的间隙来提高过筛效果，在矿、焦仓下料口处装设三个下料临时挡板，根据原燃料粒度情况，开启调剂，确保原燃料筛分充分、减少粉末入炉。

2.1.2 改善烧结矿冶金性能

近几年，为改善烧结矿质量，天铁不断改进烧结工序的装备水平与烧结工艺，采用厚料层烧结技术、环冷余热回收技术、混合制粒造球技术、富氧烧结技术、全富粉烧结技术，烧结矿品位、转鼓指数、碱度稳定率、全铁稳定率、返矿等指标均取得较大提升，为高炉生产提供了优质原料。

2.1.3 优化炉料结构

2001年6号烧结机建成投产，在满足炼铁的生产需要时，为提高入矿品位，集中一台烧结机生产酸性烧结矿，使得高炉熟料率大幅度提高。随着炼铁的技术进步，铁水产量的不断攀升，同时使用酸性烧结矿与碱性烧结矿的配合已不能满足炼铁生产的需要，在全部改为高碱度烧结矿后，不断探索合理的炉料结构，改用高碱度烧结矿配用适当比例的球团矿和块矿，保证了炼铁与烧结的生产平衡，并使入炉综合品位达到了58%以上。近几年天铁高炉炉料结构见表1。

2.2 优化操作制度

2.2.1 装料制度的调整

对于无料钟炉顶，其布料方式灵活丰富，它由于可现环形、螺旋、扇形、定点、中心加焦等布料方式，布料矩阵的选择是无料钟技术的精髓，是高炉强化冶炼的重要手段[3]。2号高炉自投产5年多来，对装料制度进行了探索实践。通过长时间的生产实践，2号高炉的布料由过去的两环布料逐渐过渡到先进的三环布料，由小矿角过渡到大矿角，在原燃料质量有所下降的情况下，矿批由起初的16 t逐步扩大到18.5 t。通过上述调整，使煤气流的分布更加合理，有效地降低焦比，提高了产量。

表1 近几年天铁高炉的炉料结构

2.2.2 风口布局的调整

天铁2号高炉开炉初期风机能力不足，风口面积偏小，随着风机能力的提高及冶炼的不断强化，风口面积由起初的0.151 8 m2逐步增大到0.162 5 m2，调整之后确保足够的中心气流和足够的风速、鼓风动能，适当地发展了边缘气流与中心气流，确保了炉缸工作的均匀活跃，增加了风量、提高了产量。

2.2.3 寻求合理压差

以前由于风机能力不足及小的角度布料和批重，被迫减小压差保顺行，一直习惯于把控制上下部压差为105 kPa左右作为操作方针维持顺行。随着风机能力的提高，大矿批、大布料角度的调整，以及TRT的投入运行，将炉顶压力逐步提高的同时，也将上下部压差由105 kPa逐步提高到115～120 kPa，争取了更大的风量。

2.3 高风温、高富氧、大喷煤

2.3.1 高风温

热风是一种廉价的资源，提高风温不但有利于降低焦比，节约能源，对鼓风动能的贡献更为突出，极大地活跃炉缸工作，明显增强炉况抵御外部因素变化的能力。2号高炉热风炉是三座新型内燃式热风炉，采用预热助燃空气、煤气的双预热技术，使得风温较以前提高了80℃左右，热风温度达到1 210℃左右。

2.3.2 高富氧

富氧是高炉强化冶炼的有效措施之一，理论上每提高鼓风含氧1%可增产4.76%，实际生产中，2号高炉可增产2.5%左右。富氧量增加使得单位生铁的煤气量减少，煤气对炉料下降的阻力减少，但也有一定的限度，富氧率太高会破坏顺行[4]。随着风机能力及矿批的加大，将氧量由起初的每小时2 500 m3提高到4095 m3，高炉稳定顺行，产量明显增加。2.3.3大煤量

追求大煤量以代替更多的入炉焦炭，是所有钢铁企业不断追求的目标。因为它是降本创效的重要举措。喷吹物在炉缸燃烧带的加热分解，需要高风温来补偿，采用富氧鼓风与喷吹煤粉的综合技术，可以改善燃料的燃烧条件，提高燃料的喷吹率，进一步降低焦比，增大煤量。一般富氧1%，可提高燃烧温度40℃左右，增加喷煤率4%。我们将煤比由125 kg/t.Fe提高到155 kg/t.Fe，为降本增效做出贡献。

2.4 低硅冶炼

低硅冶炼是高炉强化冶炼的必要步骤，生铁含硅量的降低和稳定，是高炉冶炼条件和技术水平的标志性指标，是节焦降耗的主要措施之一。[Si]每降低0.1%，生铁增产0.5%～0.7%，燃料比降低4～6 kg/t，且有利于炉况顺行稳定[5]。低硅冶炼主要措施有以下几点：

（1）提高炉渣碱度，炉渣碱度提高，有利于降低二氧化硅的活度和减少二氧化硅的挥发，有利于降低［Si］，对生铁脱硫也有好处；

（2）适当提高炉渣中的氧化镁；

（3）提高炉顶压力，较高的炉顶压力能够抑制硅的还原反应和二氧化硅的挥发，从而抑制硅的还原；

（4）控制硅源，二氧化硅的来源主要是焦炭，煤粉与从矿石脉石进入炉渣中的二氧化硅；

（5）保证铁水的物理温度，其值不能低于1 450℃，遇有亏料线时，及时减风压并补焦炭；

（6）加强冷却设备管理，保证不向炉内漏水。

2.5 降低休风率

对高炉提高生产效率、降低能源消耗意义重大。在实施严格的经济责任制考核来降低突发事故休风的同时，加强设备的点检和保养工作，推进操检合一，加大计划休风比例，提高设备的运转效率。另外，大力实施高炉设备的优化改进，提高设备运行水平。针对无料钟炉顶投人使用后出现的密封阀寿命短、布料器溜槽易磨损等部件故障，经过设备优化后，高炉设备运转水平的提高，有力地促进了高炉生产。

3 强化冶炼的效果

2号高炉进入2009年以来，高炉生产基本保持稳定和高效，2009年上半年高炉利用系数达到了2.95 t/(m3d),焦比361 kg/t，综合焦比479 kg/t。见表2。

表2 2009年1-12月份2号高炉主要技术经济指标

4 存在的问题及解决方法

2号高炉同样也存在一些问题，由于炉顶中心料仓采用雷达探测料面，达不到精确布料的要求，并且会因为雷达故障影响料线。可以通过在炉顶增加称量设备的办法予以解决。干式布袋除尘投入使用后，由于布袋对炉顶煤气的要求比较严格，高炉顶温需控制在90℃～250℃才能保证布袋的正常工作，如顶温低于80℃，将会造成布袋结露，糊住布袋的通气孔，除尘布袋提前报废，如果煤气温度高于250℃，又会降低除尘布袋的使用寿命，甚至烧毁布袋。由于天铁二号高炉煤气利用较好，顶温偏低，基本不存在顶温超标，可以通过炉顶打水降温，在煤气管道上增设调温装置的办法予以解决。

5 结束语

天铁2号高炉自2004年大修开炉以来，通过提高原燃料质量、优化操作制度、富氧喷煤、低硅冶炼、不断优化铁前工作、降低休风率等措施，逐步完善了适合二高炉生产特点的各项操作制度，保持了高炉长期的稳定顺行，使二高炉的各项经济技术指标跃上新的台阶，取得了明显的强化冶炼效果。在今后的生产中，应根据原燃料变化、设备状况、气候等各种外围因素影响及时调整操作方针，确保高炉长期稳定顺行，使高炉冶炼达到高产、优质、低耗、长寿、环保的目的。

（收稿2010－03－20责编赵实鸣）

[1]刘瑞东.天铁高炉节能实践[J].炼铁，2008，27，（3）：21~24.

[2]任贵义.炼铁学上册[M].北京：冶金工业出版社，2008.320~322.

[3]刘琦.论高炉基本操作制度选择[C].高炉炼铁学术会论文集，2003.

[4]刘琦.论中小型高炉低硅铁冶炼[J].炼铁，2005，24，（1）：22~23

[5]周传典.高炉炼铁生产技术手册[M].北京：冶金工作出版社，2003.271~272.

Enhanced Melting Practice at TIANTIE BF 2

Zhang Baohe

The paper describes the actual production with enhanced melting practice after the overhaul at TIANTIE BF 2.Fine ore is adopted and charging system is optimized to control appropriate primary gas distribution.The operation system is optimized in order to achieve high flow rate of the blast which can reach the center to activate the hearth.Oxygen enrichment rate and coal injection ratio are increased and high blast temperature and low silicon melting technologies are adopted.Hence,operation systems suitable to the production characteristics of BF 2 are improved gradually.The long term stable running of blast furnace is ensured and various economic and technical indices of BF 2 reach new levels.

blast furnace,enhanced melting,oxygen enrichment,high blast temperature,low silicon melting,operation,optimization

张宝河，2007年毕业于天津理工大学成人高等教育学院冶金工程专业，工程师，现从事炼铁高炉技术管理工作。