宣钢4号高炉提高块矿比冶炼实践

褚润林　张利波　王聪渊　王海涛

(河北钢铁集团宣钢公司)



宣钢4号高炉提高块矿比冶炼实践

褚润林张利波王聪渊王海涛

(河北钢铁集团宣钢公司)

对宣钢4号高炉提高块矿配比冶炼实践进行了总结，通过采取下部缩小风口面积，提高鼓风动能，保证炉缸活跃度；上部优化“平台+漏斗”料面结构，稳定煤气流分布；加强块矿筛分，减少粉末入炉；适当提高铁水物理温度，保证渣铁良好的渣铁流动性等措施，块矿比由5%提高至15%，高炉稳定顺行，取得了良好的经济效益。

高炉块矿冶炼实践

0　引言

随着降成本力度的加大，用经济块矿替代价格日益上涨的外购球团来进一步降低生铁成本成为必然选择。块矿属于生矿，其性能略差于球团矿，在冶炼过程中会对高炉生产带来一定的不利影响[1]，必须采取一系列技术措施，确保提高块矿比后仍可获得较好的冶炼效果，保证高炉长期稳定顺行。

1　改进前的生产概况

宣钢自产球团矿不能满足生产需求，4号高炉必须通过一部分外进球团来平衡原料结构。长期以来，宣钢4号高炉原料结构为:75%烧结矿+20%球团矿+5%块矿，球团矿的用量较高,块矿的用量偏低, 与宝钢、首钢等一些钢企15%以上的块矿比差距很大，这也是造成4号高炉较先进钢厂高炉炼铁成本高的一个主要因素。随着外进球团矿价格的不断上涨，由于块矿比低导致生铁成本升高的因素更加突出，必须通过技术攻关提高高炉块矿使用比例。

2　提高块矿配比稳定炉况措施

2.1缩小风口面积，提高鼓风动能，保证炉缸活跃度

宣钢入炉料品位低，渣量偏大，并且由于钛高烧结矿低温还原粉化率高，料柱的整体透气性差，压差偏高，而且钛渣的粘度比正常渣大，这就导致高炉在生产冶炼过程中炉缸中心容易吹不透。块矿比提高后，尤其是两种块矿(PB矿和蒙古矿)冶金性能差别较大，混配入炉后高炉软熔带厚度增加，易造成边缘气流发展，严重时形成崩悬料， 2015年7、8月份增配块矿到12.2%，该现象更加明显，炉内多次尝试从上部调整，采取压边抑制边缘气流，均未起到预期效果，最终被迫减配块矿配比并减轻负荷来稳定炉况。

上部调整无效果后，考虑从下部调整入手，利用休风机会，逐步减小风口面积，风口面积由之前的0.2839 m2缩小到现在的0.2774 m2，见表1。4号高炉实际风速由240 m/s～250 m/s提高到260 m/s～270 m/s，相应鼓风动能由100 kJ/s～110 kJ/s提高到110 kJ/s～120 kJ/s。随着风速和鼓风动能的提高，高炉中心气流增强，边缘更加趋于稳定，炉缸活跃性增强，后再提高块矿配比至15%，边缘气流没有再出现前两次的发展现象，炉体热负荷稳定。

表1　宣钢4号高炉风口调节统计表

注：风口长度均为600 mm。

2.2优化“平台+漏斗”料面结构，稳定煤气流

合理适宜的上部布料制度是高炉稳定顺行的重要保障。在炉役后期，原燃料品种日益复杂且频繁切换条件下，导致高炉软融带位置、厚度不稳定，边缘气流容易发展，表现在炉内渣皮不稳定，频繁出现滑落现象，炉体热负荷波动大，炉内采取逐步将矿角外扩，焦角内移，扩大矿、焦角差，并增加矿角外环圈数，最大限度地提高边缘矿焦比例，同时增加中心焦圈数，使平台的宽窄、位置和漏斗的深浅与边缘和中心气流得到了合理的匹配，既保证了边缘的稳定，又使中心透气性得以改善，最终实现了煤气利用率的提高和高炉稳定性增强。

通过不断优化上部装料制度, 使其和送风制度匹配,为高炉扩大矿批创造条件，随着矿批的扩大，料层变厚，软熔带焦层的厚度增加，料柱的层数减少，界面效应降低，透气性增加，更有利于稳定上部煤气流，高炉煤气利用率由44%提高至46%左右，燃料比降低10 kg/t·Fe，其2015年高炉风量和煤气利用率变化如图1所示。

图1　宣钢4号高炉风量和煤气利用率变化趋势

2.3加强块矿筛分，减少粉末入炉

块矿堆放于露天料场，雨、雪季块矿潮湿，表面黏粉末多，糊筛严重，难以筛分，配比提高后必将影响料柱透气性。为此，必须做好块矿筛分管理工作，一方面进厂块矿上仓前必须过筛，另一方面通过督促槽下及时进行清筛，避免过多粉末入炉后导致高炉透气性变差。

同时密切关注天气变化情况，随时掌握各料种高贮料位，尤其是块矿，与高贮岗位勤联系，在保证料位的情况下，做到块矿灵活灌仓。在降雨来临前，提前将块矿仓灌料至高位，尽量避免灌湿块矿；若灌降雨后块矿，则尽量少灌。

2.4适当提高铁水物理温度，保证渣铁良好的流动性

高炉顺行的基础要有充沛均匀的炉缸温度作为保证，块矿比提高后这一点更为重要。4号高炉块矿配比提高到10%左右后，一方面入炉原料硫负荷增加，另一方面高炉炉渣中Al2O3含量增加到14%以上。入炉原料硫负荷增加后，必须通过提高炉渣碱度或温度脱硫，保证生铁质量[2]，鉴于高炉本身入炉钛负荷较高，不易再提高炉渣碱度，所以高炉采取适当提高炉缸温度来保证生铁质量。炉渣中Al2O3含量增加，容易造成炉渣粘度上升，不利于炉渣流动，不利于改善高炉中下部透气性，甚至可能因长期透气性变差而产生炉缸堆积现象。提高块矿配比后，严格控制4号高炉炉渣碱度控制在1.10～1.20倍，确保风口理论燃烧温度在2250 ℃以上，保证铁水物理温度稳定在1490 ℃以上，随着高温区的下移，既改善料块状带的透气性又使炉缸热量充足，炉缸工作均匀活跃。高炉铁水温度及[Si]变化如图2所示。

图2　宣钢4号高炉铁水温度和[Si]的变化

3　效果

通过以上技术措施，4号高炉块矿比逐步提高并稳定在15%以上，并且炉况稳定，技术指标不断优化， 2015年1至12月份主要技术经济指标见表2。

4　结论

(1)经济料条件下提高块矿比，缩小风口面积保证足够的鼓风动能，维持正常的炉缸活跃度,保证炉况稳定。

(2)高、低品质块矿同时使用造成软熔带不稳定，边缘气流发展，上部装制调整以稳定边缘，开放中心，微调边缘矿石环数，保持煤气流均匀正常。

(3)炉役末期入炉钛负荷偏高条件下，随生矿比例增加同时高炉炉渣中Al2O3含量增加，入炉硫负荷升高，采取提高炉缸温度而不是提高炉渣碱度来保证生铁质量，有利于炉况顺行。

表2　宣钢4号高炉技术经济指标统计表

[1]曹锋，李迎辉，潘向东,等．长钢9号高炉提高块矿配比冶炼实践[J]．炼铁，2011，30(1)：36-39．

[2]墙蔷，黄日清，莫朝兴，等．提高2000 m3高炉块矿配比的研究及应用[J]．柳钢科技，2010(炼铁专辑)：12-16．

STRENGTHENED SMELTING PRACTICE OF INCREASING LUMP ORE PROPORTION ON XUAN STEEL′S NO.4 BF

Chu RunlinZhang LiboWang CongyuanWang Haitao

( Xuansteel Ironworks， Hebei Steel Group)

The practice of increasing lump ore proportion on xuan steel′s No.4 BF was summarized, a series of effective technical measures were adopted, such as shrinking tuyere area to improve the blast kinetic energy,made furnace hearth active, optimizing upper "platform+funnel" burden surface structure to stabilize gas flow distribution, strenghening screening of lump ore to reduce the powder entering the BF, improving molten iron＇s physical hypothermia to ensure slag and iron′s fluidity. The practice indicated that lump ore proportion could be increased from 5% to 15%, stability of blast furnace was obtained and the cost-effective was achieved.

blast furnacelump oresmelting practice

林，工程师，河北.张家口(075100)，河北钢铁集团宣钢公司炼铁厂；

2016—5—12