论满足包钢高炉强化冶炼的冶金焦研究

摘 要：随着近几年来我国包钢高炉冶炼技术不断强化提高，其入炉焦比呈现逐年下降的趋势，同时喷煤比例大幅度提高，由此可见作为高炉冶炼的主要燃料冶金焦的质量是极其重要的。但是目前冶金焦的质量还不能满足包钢高炉冶炼生产指标的需求，通过与炉容2200m3级的高炉所使冶金焦质量的指标分析可以看出，冶金焦的质量由于硫分以及焦炭灰分较高的原因还比较差，因此文章将对满足包钢高炉强化冶炼的冶金焦质量进行分析及研究，旨在提高包钢高炉冶炼的质量。

关键词：包钢高炉；强化冶炼；冶金焦；研究

前言

烟煤在完全隔绝空气的条件下，加热到950-1050℃，经过干燥、熔融、固化、粘结、热解及收缩等阶段最终冶炼成焦炭，这一过程称之为高度炼焦也称为高温干馏。冶金焦是高炉焦、铸造焦、铁合金焦与有色金属冶炼用焦的总称。由于90%以上的冶金焦均用于高炉冶炼，因此也可以把高炉焦称作冶金焦。

1 焦炭质量为高炉冶炼质量带来的影响

1.1 焦强带来的影响

焦炭在高炉内的运动模式是由上向下的，焦强度取决了冶炼粉末的数量。（1）在炉内所滞留的熔融物较多可以导致滴落带的气流阻力明显增大；（2）因为块状带增大阻力，致使高炉内尘损失增加；（3）在软熔带的焦层内粉焦多[1]，煤气再分部受到影响；（4）高炉中心不开，炉缸关闭，冶炼物不具备较强的流动性，使炉缸内粉焦堆积过多；（5）高炉风口区由于高度较高，深度变小，渗透性较低，致使冶炼物的铁水或铁渣堆積，可将风口烧坏或灌渣。焦质的好坏决定了高炉内上部气流分布情况以及下部风压的高低，炉内热交换、顺行都会受到极大的影响，从而导致高炉生产指标的好坏。

1.2 焦灰带来的影响

焦灰在高炉炼焦的过程中不能完全熔融，因此不利于焦炭中各组织进行粘结，增加冶炼裂纹的数量降低了冶炼的强度。在灰分中各元素的热膨胀度是不同的，灰分会粉化以及碎裂。灰分中含有的碱金属氧化物在焦炭气化过程中形成催化作用，同时焦灰也是高炉炉渣的主要来源成分，从而焦灰度高不利于高炉冶炼的生产指标。

1.3 焦硫带来的影响

焦硫是以硫化物以及硫酸盐的形态存在于焦灰之中的，其中大部分成分会以硫碳复合物的形态来与炉内的焦质结合紧密，也作为高炉内焦硫的主要来源，同时还是导致冶炼生铁含硫量高的主要因素。

2 提高冶金焦质量的策略研究

提高冶金焦的质量是提高高炉冶炼生产指标的重要途径，要想提高冶金焦的质量首先要结合包钢的实际厂情，并对问题进行逐项解决。（1）在对包钢的原煤配比情况进行分析后我们可以发现，包钢炼焦煤的质量是影响冶金焦质量的直接因素，因此要确保配合煤要具备良好的结焦性以及强度充足的粘结性，对配煤的粒度要掌握好，在装入炭化室之前要尽量压实；（2）包钢目前采用的熄焦工艺为湿法熄焦与干法熄焦，通过研究我们可以发现，干法熄焦相比湿法熄焦提升M40达到3%-5%，同时还可以使M10有效降低0.3%-0.8%，使焦炭块度均匀程度增加。在包钢的冶金焦过程中，其焦炭所含的硫分以及灰分都呈现较高的状态，说明配合煤内的硫分和灰分度较为偏高。正常情况下，配合煤的全焦率应该达到70%-80%，焦炭灰分要达到配合煤灰分的1.3-1.4倍，焦炭内的硫分要成为配合煤内硫分的0.8-0.9倍。由此数据可见，包钢配合煤的灰分大于9%，硫分大于0.72%，只有将这两项有效进行降低，才能完全达到标准的焦炭质量指标，从而提升高炉冶炼的生产指标。

2.1 以原燃料条件为前提制定合理操作制度

在冶金焦的熔融中，要想使各项焦炭的质量达标从而提升冶金焦的质量，首先要从原燃料的选择进行入手。包钢的地理位置相对较好，处于煤海之中，在原燃料选择方面有一定的资源优势。由于上文数据分析中我们可以看出，包钢的焦炭质量还比较差，因此在选取原燃料的时候要尽量采用低灰、低硫以及结焦性能良好的优质燃料煤。有些厂商会将煤进行参假或混配，从而致使煤的质量难以得到保证。在选择煤的过程中，要制定完善的检查流程[2]，对煤的质量抽查并严格进行控制，降低煤预报的滞后度，加强配煤的准确性，可根据岩相等标准来严格判断厂商供煤的质量好坏，不能因成本问题忽视对煤的品质把关，要严格控制煤的质量来进行采购工作。

另一方面，要根据煤料的条件，以维持高炉冶炼生产进度为目标，根据不同煤料的质量条件采取相应的冶炼操作措施。同时要对鼓风的参数进行科学合理的设置，将燃烧温度控制在适宜的范围之内，并加强控制风速。对高炉工长的培养也要加强力度，才能更好地控制风量以及喷煤量，从根本上保证高炉冶炼的生产指标。

2.2 在熔融之前将原料整粒工作做好

在高炉冶炼中焦炭的粒度是非常重要的，同时也是焦炭筛分组成的重要部分。过去我国对于焦炭粒度的要求为：大高炉（1300-2000立方米）的焦炭粒度要大于30毫米，中小高炉的焦炭粒度大于20毫米。但经过包钢的不断实践研究，发现焦炭粒度控制在30-60毫米最好，大于80毫米的焦炭要及时进行整粒，控制其粒度范围变化，使焦炭块度平均，使空隙加大阻力减小，从而使炉况运行良好。对焦炭块要进行合理的布料措施，对于焦炭开始溶损前的矿石还原率要尽量提高，减少溶损反应发生后的二氧化碳供氧量，可有效使焦炭溶损率降低，确保软熔带以及滴落带的焦炭热强度。

2.3 加强对高炉内碱、硫负荷的控制

采取排碱、脱硫等有效的措施来降低炉内焦炭气化反应的速度，要加强对高炉内碱、硫负荷循环量的监控，可以从对加强煤岩质量检测的力度控制入手。在指导炼焦配煤的时候要对工长进行完整科学的技巧培养，加强其炼焦配煤的能力，使其可以有效预测出焦炭质量。对于焦炭质量进行考量的过程中，要对焦炭的冷强度、热态性能、粒度以及化学成分组成等方面进行全方面综合评述，其中任何一方面的变化都是造成焦炭质量波动的重要因素。操作者在冶炼进行时要对炉内的焦炭变化进行严格把控，炉内原燃料若出现质量波动，就要根据高炉条件来进行相应的调控以及变动。

2.4 合理利用中心加焦技术

有效确保冶金焦的质量提升可以在冶炼焦炭的过程中采用中心加焦技术[3]，可有效降低高炉上部块状带的透气性，使软熔带趋于倒V型的合理分布状态，增加高炉接受风量的能力。如焦炭质量大幅度波动，或高炉紧急休风等情况出现，还可以很大程度上降低高炉失常的几率。其次实施中心加焦技术还可以加快炉缸死料柱的置换速度，有效改善炉缸的透气透液性，延长炉缸的寿命并同时减少炉缸内铁水的环流效应，还可以为高炉扩大矿批、降低焦比，为高煤比提供稳定的技术支撑。最后在中心加焦技术实施的过程中，可有效使高炉内的中心气流流动旺盛，使中心气流的排锌能力显著提升，进而有效缓解因锌富集给高炉顺行所带来的负面影响。

3 结束语

通过本文对冶金焦质量提升的分析我们可以发现，冶金焦的质量是决定包钢高炉冶炼生产指标的重要因素。要想有效提高冶金焦的质量首先要对炼焦工艺进行改进，将焦炉作业保持稳定，对配煤的质量及要求要采取严格的把关、控制措施，以便为生产优质冶金焦打下坚实基础。另一方面，对于冶炼操作工人的要进行严格的要求，对高炉值班工长进行定期的培训，提升其冶炼操作的技术水平，对焦炭的劣化要严格抑制。相信在不断提升冶金焦质量的努力之下，包钢高炉冶炼的生产指标可以达到所需标准。

参考文献

[1]邬虎林.进一步强化包钢高炉冶炼的冶金焦质量探讨[J].包钢科技，2006，01：1-3.

[2]周飞雄.冶金焦质量及其对高炉冶炼的影响[J].炼铁技术通讯，1999，10：2-4.

[3]刘德军，冶金焦的本质特性与现代高炉冶炼的对应关系[J].钢铁，2016，10：3-5.

作者简介：贾辉君（1989，01-），男，本科，毕业于内蒙古科技大学冶金工程专业，助理工程师，研究方向：炼铁。