通才炼铁厂3号炉提产降耗实践

李亚光，魏红玉

（山西通才工贸有限公司，山西 临汾 043400）

山西建邦集团通才工贸有限公司炼铁厂（以下简称我厂）现有3座高炉，其中1号炉有效容积为450 m3，2号炉有效容积为550 m3，3号炉有效容积为1 860 m3。由于只有一座大高炉，使得3号炉的正常生产在公司的生产调度中占有很大的作用，且生铁产量对保障炼钢的正常生产意义重大。本文从改善外围原料和原燃料入炉条件入手，通过合理优化入炉结构、采用大矿批、富氧烧炉提高风温、合理控制炉顶煤气流、加强外围出铁管理、低硅冶炼等措施，实现了3号高炉的提产降耗。

1 提产降耗的措施

1.1 提高烧结质量

烧结质量的稳定是高炉稳定产出的保证，烧结矿的转鼓强度、粒度组成等物理指标对高炉的透气性影响非常大，而高温冶金性能的熔滴性能、低温还原粉化性能和还原性能，对于高炉软熔带的形成位置及高炉的透气性也有较大影响。我厂紧抓烧结内部管理、持续优化烧结配矿结构及进行现场技改，在优化烧结矿化学成分的同时，烧结料层厚度逐步由720 mm提高到830 mm，烧结矿转鼓指数稳定在80以上，平均粒径稳定在20 mm以上，烧结矿产质量明显改善。3号高炉的烧结粒度和烧结转鼓强度如表1、表2所示。

表1 3号高炉烧结粒度分析

表2 3号高炉烧结转鼓强度

1.2 管理入炉焦炭

通才公司由于没有自己的焦化厂，焦炭全部来自于外购。受到市场等因素的影响，前期进入炼铁厂的焦炭厂家多，进厂数量不稳定，造成入炉焦炭全部是混焦，且进厂焦炭的质量本身就有差别，给后期高炉的操作带来很大的困扰，尤其是高炉正常炉况下的炉温波动问题，更是多次将问题矛头指向混焦。我厂积极与公司沟通，克服困难，实现了入炉焦炭的分堆堆放和分仓入炉，并加强对入厂焦炭的粒级管理，最终实现了对焦炭问题的追根溯源。

1.3 变化炉料结构

由于受到铁矿石涨价影响，外购球团价格也上涨较多。3号炉入炉结构由原来的烧结+本厂球团+外购球团=65%+11%+24%，改变为烧结+本厂球团+外购球团+块矿=69%+9%+12+10%，综合入炉品位由59.36%下降到58.42%。

1.4 应用大矿批

大矿批在实践中的应用对高炉的提产降耗作用明显。矿批重决定着炉内料层的厚度，对炉料在炉喉的分布情况有较大影响。批重小时布料不均匀，若小到一定程度，将使边缘和中心无矿石；批重增大，矿石分布变均匀，中心会出现加重而边缘相对疏松，而且软熔带气窗增大，料柱界面效应减小，有利改善透气性。3号高炉通过摸索实践，矿批由原来的50～52 t，提升到63～64.5 t。随着矿石批重的增加，焦层厚度由原来的490 mm提高到595 mm，高炉稳定性和煤气利用率明显提升。经过12月份一个月的运行，每日矿耗较11月份增加550 t左右，煤气利用率变化如图1所示。

图1 3号炉煤气利用率趋势

1.5 热风、富氧烧炉提高风温

热风是高炉的直接能源，提高风温就能降低燃料消耗。3号高炉配备有4座顶燃式热风炉，采用两烧两送的模式，全部烧高炉煤气。采用富氧烧炉进行改造后，富氧量达到了1 500 m3/h，烧炉速度明显加快，同时优化热风炉的烧炉和换炉模式，实现对煤气和空气的双预热，使煤气预热到220℃左右，助燃风预热到190℃左右，提高风温到1 220℃。

1.6 高富氧和高喷煤相结合

提高富氧率有利于高炉提产，富氧率每提高1%，产量就能提高2.5%左右，3号高炉采用机前富低压氧、加机后富高压氧气的模式。在安全前提下进行机前富氧，并稳定最大量使用，一般将富氧量控制在13 000 m3/h，机后高压氧气量稳定在8 500 m3/h左右，高炉富氧率基本稳定在7%以上。目前行业内对喷煤比的认识是一致的[1]，在增加煤量的同时，高炉的燃料比没有升高，高炉除尘灰中的w（C）没有升高，高炉顺行并未受到影响。3号高炉有稳定的1 220℃的高风温以及7%的富氧率，为喷煤创造了条件。配煤结构采用烟煤+无烟煤=30%+70%，提高煤粉的细度，加强管理，实现均匀喷吹和稳定喷吹。目前煤比稳步提高，现已实现了175 kg/t以上的煤比。随着煤比的增加，高炉保持了顺行的态势，且燃料比呈下降趋势，定期跟踪布袋除尘灰w（C），均保持在20%左右。

1.7 加强外围管理的管理水平

实现对高炉进口关和出口关高效管理一直都是高炉工作者追求的目标。由于3号高炉炉缸直径小，随着冶强的进一步提高，炉前出铁对炉内的操作影响愈发重要。铁口状况一旦不稳定，将会严重影响到炉况稳定顺行，对高炉各项指标的提升也会造成很大影响。因此，根据高炉生产实际，对炮泥厂家提出了出铁时间大于80 min的要求，对炉前提出将出铁间隔控制在10 min以内的要求。此外，与炮泥厂家就炮泥使用情况进行了密切的沟通与协调，以保证炮泥的性能与高炉生产的匹配达到良好状态,并制订严格的铁口日常维护与保养计划，使铁口合格率显著上升，炉前的漏铁口以及出铁延误现象明显减少，现全天炉次基本控制在15～16炉。

1.8 应用低硅冶炼

低硅冶炼技术是现代高炉炼铁工作中追求低燃料比最常采用的技术，该技术有利于炉况顺行、煤气流分布合理、炉缸工作活跃，为低硅冶炼创造了条件。3号炉在日常操作中坚持低硅不低热、低硅不低质的方针。在高炉降硅的同时，对工长提出了物理热需控制在1 490℃以上的要求，在降硅的同时也保证了生铁质量，为下道工序提供了保证。目前3号炉高炉铁水w（Si）基本控制在0.30%以内，具体指标如图2所示。

图2 3号炉生铁含硅变化情况

2 取得的效果

采取了一系列提产降耗措施和技术手段后，3号高炉的产量明显提升，燃耗也稳步降低。在2020年12月份取得了较好的指标，具体指标见表3。

表3 3号高炉12月份技术经济指标

3 存在的问题

在3号炉提产降耗的进程中，也暴露了一些问题，制约着指标的的进一步提升。主要问题总结如下：

1）边缘气流不稳定，导致渣皮不稳定，工作中陆续出现小套漏水现象，休风更换后发现，基本都是由小套上部破损引起，说明了在操作中存在边缘气流不稳定的情况，小套的漏水和休风对高炉的产量和指标影响都比较大，因此，加强对边缘气流的控制是下一步生产中的重点工作；

2）目前，我国炼铁的结构仍是以烧结为主要炉料结构，提高和稳定烧结质量是高炉取得高产低耗的保证，因此，为高炉提供优质烧结矿仍是今后主要的工作；

3）在此次3号炉提产过程中，对焦丁料序进行了优化，并在每批料前后进行了两次布料的试验，由于时间较短，且焦丁量较少，整体对生产的影响还有待观察；

4）通才新1 280 m3高炉将于今年投产，现有的360 m2烧结机肯定无法满足两座高炉的生产，因此，必须采用大球团比例的炉料结构，并对大球团比例的生产做好准备；

5）在12月份的生产中，3号炉出现了一次设备故障休风，因此也对设备工作者提出更高的要求，需要运用目前先进的设备管理手段TNPM，以实现精益化生产，提高设备运转率，降低事故休风。

4 结论

1）稳定的外围原燃料和原料条件是高炉稳定顺行和高产低耗的保证。

2）大矿批在生产实践中对产量的提升和燃料的下降有积极的作用。

3）在高风温和高富氧的配合下，煤粉有较好的置换比，为进一步的提高煤比打下了基础。

4）在日常进行低硅冶炼时，充足的物理热是实现高效冶炼的保证，还要加强对炉缸温度的监控，保证活跃的炉缸温度。