天铁6号高炉高产技术攻关实践

关 中

（天津铁厂有限公司，河北 056404）

0 引言

2020年以来，天津天铁冶金集团有限公司（下称天铁）6号高炉受原燃料供应紧张、原料价格飙涨、运输困难等影响，导致入炉原料品位得不到保障，焦炭质量降低。另外烧结矿频繁倒运和露天堆放，粒度波动较大，粉化率高，使得高炉入炉烧结矿冶炼性能变差，对高炉冶炼影响较大。天铁6号高炉有效容积2800 m3，高炉实际生产能力是年产铁水约225 万吨，利用系数2.2 t/m3d 左右。6号高炉肩负着天铁炼铁生产的重担，更是天铁增加产量和效益的主要工艺生产设施，6号高炉生产情况的好坏直接影响着天铁的整体经济技术指标。为此，天铁于2021年初组织了6号高炉高产技术攻关，以解决实际生产中制约6号高炉高产的影响因素。

本文简要介绍了6号高炉的工艺设备配置状况，对在2021年2月份6号高炉高产技术攻关中采取的各项工艺举措进行了分析和阐述，并对此次高炉高产技术攻关的效果进行了总结。通过各项工艺技术和管理措施的实施，使得6号高炉各项经济技术指标显著提高。

1 天铁6号高炉简介

天铁6号高炉有效容积2800 m3，炉缸直径11.6 m，高径比Hu/D 为2.3；高炉配有30 个风口和三个铁口，出铁场下部采用260 t 鱼雷罐车接送铁水；炉顶设备采用BG-III 型可摆动溜槽的串罐无料钟炉顶，溜槽长度3800mm、转速为8.12 r/min、倾动范围10°～45°、倾动精度± 0.1°，可实现多种矩阵模式布料和中心加焦；热风炉采用三座高温顶燃式热风炉，用焦炉煤气富化高炉煤气为燃料，采用分离式热管换热器回收烟气余热用于预热煤气和助燃空气，设计风温1250 ℃～1280 ℃、一代寿命30年；炉顶采用红外摄像仪和热成像仪，可直观分析炉内情况和煤气气流分布；炉顶煤气采用干法布袋除尘及TRT 煤气余压发电技术。

2 高炉高产技术攻关举措

2.1 加强入炉原料质量管控

（1）为了改善烧结矿、球团矿的质量，近两年来，天铁加强了烧结工序的管控，通过加大管控烧结矿运输、倒运、打水等环节，有效的保证了烧结矿的质量。同时优化了球团生产工艺，长期生产低硅球团，满足了6号高炉对球团矿成分的需求，在保证炉料结构稳定同时，也为高炉提供了优质的主要原料。

（2）为了改善高炉透气性，提高高炉冶炼强度，加大了槽下振动筛孔径。将焦筛孔径从20 mm 扩大到25 mm；槽下悬臂自清理矿筛，通过逐渐增大筛条的间隙，筛除粒径小于8 mm 的碎料，减少粉矿入炉量。

2.2 提高入炉原燃料品位和质量

参考国内外经验，高炉高产冶炼是以精料为基础的，高炉的精料对高炉生产指标的影响占有很大的比率。高炉要想取得好的生产指标就离不开入炉料的品位和质量，提高高炉冶炼强度首先要从改善高炉入炉矿、焦、煤等原燃料的质量入手。使用的入炉矿应具有品位高、粒度均匀、强度高、含硅量低、低温还原粉化率和膨胀率低等条件；使用的冶金焦应具有灰分低、硫份低、强度高、反应性低和水分低等特点。

2.3 优化入炉原料结构

天铁7号烧结机大修后，在满足炼铁的生产需要时，为提高入炉矿综合品位，天铁大量购买了品质优良的低硅块矿、球团。实践证明低品位块矿与碱性烧结矿的配合模式已不在经济，改用高碱度烧结矿配用适当比例的球团矿和块矿，炉料结构达到了所需标准，并使入炉含铁料综合品位达到了58.3%以上，熟料比达到88.17%。近几年天铁6号高炉炉料结构见表1。

表1 近几年6号高炉炉料组成结构

2.4 优化高炉操作制度

2.4.1 优化炉料装入制度

现今大型高炉布料模式多采用矩阵制度，对布料矩阵的调节可改变中心与边缘煤气流的分布。6号高炉自2016年以来，一直采用通过中心加焦的布料矩阵模式发展中心控制四周煤气发展，这种模式的结果是煤气利用率较差、冶金焦高投入、表现抗力差，炉缸中心堆积早期难以察觉。经攻关小组研究，决定采用新的布料矩阵方式，布料矩阵线由1.3 m 调整到1.2 m，布料最大倾角由41°增加到43.5°，布料由小矿角过渡到大矿角，这样就形成了中心开放，边缘适当发展的新的布料方式。同时矿批由先前的65 t 提高到了78 t，以此控制中心气流过分发展，同时改善煤气利用率，煤气利用率从46%提高到55%左右。实践证明，在原燃料质量有所下降情况下做上述调整，克服了中心加焦布料制度的弊端，促进了煤气流的多维化分布，降低了焦比，有效地提高了产量。

2.4.2 增加风口小套供风面积

天铁6号高炉2016年中修开炉初期，由于风口内部结构调整，风口利用面积偏小，为了提高风能及风口利用面积，风口面积由初期的Φ120 mm×25+Φ110 mm×5，逐步增大到Φ140 mm× 6+Φ130 mm×24，这样确保了足够的中心气流，与此同时风量接近4500 m3/min，鼓风动能达120 kw，四周煤气流得到发展，炉缸还原反应更加活跃。风能的增加，提高了铁水产量，为高炉长期顺行夯实了基础。

2.4.3 加大炉顶压差

由于以往布料器布料角小和批重小的问题没有得到有效纠正，高炉操作一直采取减小压差保顺行，把顶压控制在187 kPa 上下浮动作为铁的纪律一样来束缚操作。

为6号高炉能够获得更大的风量，将顶压压差由187 kPa 提高到207～242kPa 之间，因此6号高炉入炉风能增加，使得矿批增加，布料角度也增加了3.5°左右，TRT 煤气余压发电量增加，另外炉顶压力的提高还有利于控制炉内SiO2的还原。

2.5 优化风、氧、煤的控制

在炉况顺行情况下，逐步提高高炉热风温度，使热风供风温度达到1207 ℃以上；同时提高高炉鼓风富含氧量至3.5%左右，高炉富氧量由4800 m3/h提高到6400 m3/h 左右，由于每提高1%富氧率大约可提高风口燃烧温度40 ℃，此时要严密监控炉内生产状况；在提高热风温度和富氧量的基础上，将喷煤比由120 kg/t 增加到140 kg/t 以上，提高高炉喷煤比。此时高炉冶炼强度增加、产量提升、能耗下降。

2.6 采用低硅冶炼技术

技术攻关采用的传承方式之一就是低硅冶炼，降低和稳定生铁的含［Si］量，为高炉创造好的冶炼条件，可以在一定程度上提升高炉冶炼技术水平，同时起到节焦降耗的作用。生铁中［Si］每降低0.1%，生铁增产0.5～0.7%，燃料比降低4～6 kg/t，所以要竭力控制生铁含［Si］量。高炉内的硅主要源于燃料灰分（焦炭灰分、煤粉灰分）和矿石中的脉石，低硅冶炼操作要从控制硅的源头做起，通过以下方式进行：

（1）保持炉况稳定顺行。运用上下部调节手段，保持炉缸工作均匀活跃，控制气流合理分布，是低硅铁冶炼的重要措施。

（2）提高入料品位和质量、增加熟料比，减少灰分和脉石的带人量。

（3）在保证炉况顺行的基础上适当提高炉渣碱度，它不仅能抑制SiO2还原反应，而且能提高炉渣脱硫能力和熔化温度，有利于保持炉缸充足的物理温度和生铁［Si］含量的降低。

（4）渣中保持适度MgO 含量。一般渣中MgO 含量在5%～10%对改善炉渣流动性能、降低生铁含［S］有较大的促进作用，有利于低硅铁冶炼。

（5）提高炉顶压力。提高炉顶压力可以抑制渣中SiO2的还原和燃料灰分中SiO2的挥发，有利于降低生铁含硅量。

2.7 炉前出铁程序化建设

程序化炉前出铁操作。6号高炉根据冶炼强度确定每日出铁15 次，一般由对称的两个铁口轮流出铁。每次出铁时，根据定点出铁时间，提前30 min 将要使用的铁口配好罐，出铁前10 min 启动开口机打开铁口，开始出铁；出铁～20 min 后有炉渣进入渣处理装置，出铁完毕，泥炮堵上铁口；泥炮在堵口位置停留～20 min，在泥炮退出堵口位置后，铁水罐车方可拉走，一次铁配260 t 鱼雷罐车3 台；6号高炉配置260 t 鱼雷罐总数12 台，需用机车进行调罐对位和送至下工序。

3 攻关效果

表2 为近五年6号高炉最好月份技术指标比较表。由表2 可以看出，6号高炉攻关后产量史无前例创新高，2021年3月6号高炉产量达到23.1×104t，平均日产7451 t，高炉利用系数达到2.661 t/（m3d），焦比降到365.61 kg/t，综合焦比降到429.59 kg/t，各项指标显著提升，是这一代炉龄内最好成绩。

表2 近五年6号高炉最好月份技术指标比较表

4 结语

天铁6号高炉2021年初的高产技术攻关，探索出了适合2800 m3高炉高产的生产操作方式。通过加强入炉料质量管理、优化炉料结构、优化高炉操作制度、提高入炉风温以及低硅冶炼等技术措施的贯彻和实施，使得6号高炉的各项经济技术指标得到显著提升，技术攻关效果明显，也为今后的6号高产稳产打下了坚实的基础，也为今后公司应对不利环境提高经济效益提供了实践经验。

2021年3月6号高炉利用系数达到了2.661t/（m3d）历史最好指标，焦比达到了365.61 kg/t、综合焦比达到了429.59 kg/t，各项指标显著提升，实现并超过了此次高产攻关的既定目标，是这一代炉龄内最好成绩。