炉料稳定的重要性探讨

炉料稳定的重要性探讨

杨建鹏[1]　袁宏记

（陕钢集团龙钢公司炼铁厂）

摘要：稳定合理的炉料是高炉长期稳定顺行的保障。近年来，一些大型高炉出现失常，主要原因是原燃料质量变差和成分波动大，高炉操作没能进行及时合理的调整，造成炉况波动，影响高炉指标。本次主要结合龙钢近年炉况出现的失常，及近期3#5#高炉出现的炉况波动，从原料结构及质量变化对炉况造成的影响进行分析。

关键词：炉料  稳定性  探讨

前言

近几年随钢铁市场恶化，钢铁企业想尽一切办法控制成本，谋利益，求生存，降低原燃料成本，使用低价原燃料，与大高炉所要求的用料标准相悖，好多企业在这条路上吃了亏。原燃料质量是高炉冶炼的基础，高炉冶炼指标的好坏与所用原燃料的质量密不可分。高炉原燃料的质量包括化学成分、机械强度、冶金性能三部分。化学成分是基础，机械强度是保证，冶金性能是关键。当设备条件和操作水平一定时，冶金性能直接影响高炉的稳定顺行。

1. 近几年来几次炉料变化对高炉造成的影响分析

主要从焦炭质量变化，烧结矿成分指标，及原料碱金属等几方面变化后高炉发生的变化进行分析总结：

1.1对2012年炉况波动统计

2012年炉况波动统计

（1）2012年8月、9月各发生一起炉况失常事故，8月、9月炉况波动频次多。

针对8月17日-20日，1#炉炉况频繁难行，顺行差，恢复时间长，分析原因：

① 18-19日，焦炭水分升高、筛分变差，各炉均出炉况不稳、小崩料增多的情况，为保炉况顺行退负荷至3.85，煤比降至150kg以下，18-20日焦比比正常情况升高约30kg以上。

2012年(6-10)月份海燕一级焦炭指标数据：

6-7月份焦炭相对稳定，8月份反应性合格率仅为27％反应后强度合格率也只有36％，海燕二级比例6月只用20%，后期比例增加到60％，焦炭透气性，透液性变差，料面频繁吹翻导致高炉难行。10月份，二级焦炭比例下降到20%炉况有所好转。

②烧结矿，粒度，成分波动，及Zｎ升高，对炉况影响比较大。

通过表格对比(6-7)月＞16mm基本都在52％以上锌含量在可控范围。8月份．烧结矿粒度＞16mm不到50％，＜5mm小粒度增加，小粒度偏多影响高炉透气性。

烧结矿Zn含量偏高，尤其9月达到0.081%，严重超出正常平均范围（0.025%）。另一个主要是Zn循环富集，出铁时主沟主产生大量白烟，铁水物理热降低。由于Zn还原吸收大量的热量，导致炉缸热量不足，引起热制度大幅波动。锌气化后渗入焦炭、矿石的空隙中沉积氧化后，因体积膨胀，破坏了焦炭、铁矿石的热态强度，恶化了料柱透气性。锌蒸汽沉积在高炉砖衬缝隙中，造成炉身结厚，使生产炉型发生变化，导致下料不畅。当料柱透气性变差时，出现料面吹翻、崩料、小管道等现象，破坏顺行。

Zn含量高后，3#４#高炉出现风口中小套之间在休风时有液态金属流出，风口中套有鼓包现象；对煤气系统影响也比较大，布袋箱体压差升高2-3kpa，荒管堵塞严重，检修时清荒管3、4#炉发现内径均变小，检修时发现大部分内径由800mm缩小了约100-200mm，最严重的荒管内径仅有50mm。

③1#炉6-10月指标变化对比：

   6-7月产量指标比较好，焦比比较低，炉况稳定。8月份炉况频繁出现难行，炉况失常，焦炭负荷降低，导致焦比升高，产量下降。10月份，在外围物料质量改善后，炉况稳定，各项指标好转。

1.2 对2015年12月炉况波动及后期恢复分析　

2015年12月16日，3#高炉炉况出现不稳，12月28日5#高炉也出现波动。

1.2.1 原因分析:

①二级焦配加数量变化，从10月4日前高炉配加二级焦炭20-35%，10月20日起，二级焦炭增加大倒40--50%。1月全月平均使用44.77%。到12月下旬达到60.09%。二级焦质量下滑，海燕二级焦炭反应性从12月第三周开始变差，到12月27日最差（焦炭反应性29.88%—33.63%）。海燕二级反应后强度从12月28日开始变差（反应后强度61.38%—56.3%）。2016年1月海燕二级反应后强度平均仅56.81%，比2015年12月份下降了5.74%，中旬最低时平均仅54.76%。

②块矿比例大幅提高

   10月份块矿比例4.75%，11月为5.4%，12月为9.3%，到16年元月调高到14.8%。③烧结矿中的硅突然大幅降低，严重影响烧结矿的冶金性能。

2015年烧结矿硅年平均5.8%，12月平均硅5.13%，到12月18日，硅大幅降低到4.2%。从12年到15年11月，实验四次结果低温还原粉化指数（+3.15mm），最高84.9%，最低71.84%。我们认识到低硅对冶金性能的影响后，从2月13日安排多次外送做样，8个样，最高的59.03%，最低44.56%；4个样，最高60.06%，最低也只是53.92%，远低于厂控标准70%，对高炉顺行影响巨大。

烧结矿低温还原指数检测指标

5号高炉在3月5号休风换套时，降低料面，打开炉顶点火孔观察炉内，发现在炉喉部位（料线5米左右），东南方向有粘接。外观为宽度约3米的平台，下部因炉料掩埋，不能直观观察，根据高炉炉墙温度变化，分析结厚高度在2.0m到3.0m，东面4#风口顺时针转到24#风口共7个风口范围。

恢复采取措施：采用降低料线、轻负荷全焦冶炼、调整局部冷却强度、放松边缘强烈发展边缘高温煤气流冲刷，并采用少量锰矿加萤石洗炉。同时减少巴卡粉比例，从40%降至10%。提高烧结矿碱度和SiO₂含量，碱度提高至1.85以上，SiO₂含量提高5.1-5.3%，确保烧结矿强度76%以上。适当配加5%的球团，块比例控制10-15%。停用二级焦炭，使用合格一级焦炭。

经过一周恢复，5号高炉参数恢复正常，产量达到4500Ｔ/日。这次炉况波动造成损失较大，生铁成本升高40元/吨左右。

主要经济指标对比（2015年12月-2016年2月）

2. 经验教训及确保高炉长期稳定措施及建议

2.1经验教训

⑴对标同行，2000级别的高炉用料要做到炉料结构要稳定、成份、库存要稳定，质量要稳定，要参考行业标准和同级别高炉对有害元素的控制和认识。

⑵在同一时间段频繁发生物料变化，误导对炉况影响的准确判断，对原料的数据分析，仅局限于内部化验的成份和理化指标分析，操作指导上也以此为起点，启动对物料变化操作预案来应急，对原料的冶金性能变化未有深刻认识，和有效的化验监测手段。

⑶定期对配料物料品种有大的调整时，及时做冶金性能化验分析数据，供烧结混配和高炉调剂作参考。实践证明，低成本烧结矿并不等于低成本生铁。往往低成本烧结矿生产的成品性能很差，进入高炉粉末多，强度差，低温还原粉化严重，还原性不好等造成炉况不顺，燃料比升高，生铁成本上升，所以在选择烧结用料时一定要以低成本生铁为基准。

⑷降本是综合体现，不能只盯一点，要系统考虑，在初期对炉料结构确定时，要系统充分考虑各物料在冶金性能、造渣成分等方面的特点，和高炉冶炼顺行接受能力、工艺安全性等进行合理搭配，同时考虑库存物料有限，周转时间长短不一的特点，确定合理的用矿比例和炉料结构，否则有变化时对整体计划的执行影响较大。

2.2完善铁前用料标准

通过近几年的经验教训，同时参考行业和同行标准，修改、完善主要炉料标准；严格控制入炉料中的有害元素；

①   焦炭

②   烧结矿成份

③   烧结矿冶金性能

④   入炉有害元素

⑤使用冶金性能优质的南非块矿。

2.3完善过程管控机制，提高管理水平

(1) 加强原燃料质量监督，对各种炉料的粒度及强度控制不能退让，如焦炭水分、热态强度，烧结矿粒度组成、球团矿抗压强度，加强对有害元素的把关，持续质量跟踪，与上级部门协调持续改进质量，保持入炉料质量和数量上的稳定。

对高炉使用的原燃料要在入炉前有各质量数据，如焦炭的反应性、反应强度。定期做焦炭的K、Na碱金属化验和烧结矿、块矿的冶金性能，并对各类原燃料建立数据库。

(2) 树立炉况稳定重于一切的思想，当外围发生变化后，宁可牺牲产量、指标，要保高炉顺行。通过事故教训，完善操作预案，果断执行预案。要尊重科学，原燃料的质量要与冶强、指标相匹配。

3. 结束语：

要树立大工艺统领的思想，参考行业标准和同级别先进指标高炉制定的工艺和用料标准，并完善监管机制，红线和底线坚决不能突破。高炉生产实践均证明，优化高炉炼铁原燃料质量和冶金性能既是高炉实现高效化、大型化、长寿化、节能减排的前提条件，也是确保高炉长期稳定顺行保障，只有高炉稳定顺行，才能更好的降低生铁成本。

参考文献

[1]炼铁厂内部资料　2016.3　　

[2王筱留﹒钢铁冶金学　北京：冶金工业出版社，2006