高炉高配比烧结降本生产实践

高炉高配比烧结降本生产实践

（山西铭福钢铁制品有限公司）

魏红玉  张庆东  刘枫学

摘 要：铭福钢铁炼铁厂在日常管理中坚持以“不断优化高炉操作，持续改善入炉料质量”为方针，理论结合实践，沿着低成本生产方向稳步前行，高炉操作上不断摸索改进，配加烧结比例由85%逐步提高到95%，最高97%，同时在烧结推进低硅低碱度生产，提高烧结矿产量和有效铁品位，大幅降低烧结成本，各项指标得以改善，经济效益显著。

关键词：高配比烧结 低硅低碱度

为进一步降低铁厂生铁成本，根据铭福钢铁的实际生产情况，一方面在烧结实施低碱度低硅烧结矿生产，不断降低烧结矿成本，提高烧结矿铁品位；另一方面结合酸料供应紧张、强度差、成本较高的市场特点在高炉不断提高烧结矿配比，减少酸料使用，多措并举对降低生铁成本起到了实效。

原来炉料结构：烧结+球团=85%+15%，烧结碱度1.95，铁品位56.2%；球团铁品位59.01%，SiO2含量10.63%，强度不稳定，一般在1200N左右，最低只有800N。这种炉料结构存在的问题是：球团配比高，炉料成本高，球团强度差，不利于炉况顺行。

目标炉料结构：烧结+球团=95%+5%，调整后的炉料结构，增加烧结矿配比，减少了价高、劣质的球团配比，有利于降低炉料结构成本和炉况顺行。

高炉提高烧结配比，由开始的85%提高到最高97%，根据实际生产情况后稳定在95%，主要分两个阶段完成。

1 高炉系统生产参数的优化调整

提高烧结矿配比的关键因素是：选择合理的烧结碱度和SiO2含量以及高炉选择合适的造渣制度。

1.1 选择合理的烧结碱度和SiO2含量

随着烧结矿碱度的降低，高炉配加烧结的比例会有所增加，另一方面同样的碱度随着烧结SiO2含量的降低，烧结矿带入高炉的CaO会减少，也有助于高炉提高烧结配比。烧结矿碱度过低会对烧结矿产量和质量带来较大的影响，烧结矿降硅同样会影响到烧结质量，因此在保障烧结矿底线质量的前提下，烧结矿碱度和SiO2含量的降低幅度决定了高炉配加烧结矿的上限（所用的酸性球团质量单一），实际生产中，我厂在烧结矿碱度从1.95倍逐步下调到1.75倍，烧结矿SiO2从5.3%逐步降低到4.5%，烧结矿质量有所下降，但是高炉配加烧结配比提高到95～97%，炉况顺行。

表1 低碱度烧结质量，产量变化对比

生产实践表明，烧结矿碱度降低到1.80倍时，烧结矿强度下降1～2个百分点，质量变化不明显；低于1.80时烧结矿随碱度下降变化明显，1.75～1.80倍时强度平均74%，低于1.75时平均强度72%，并且质量波动较大，尤其在低于1.75时，高炉顺行度一般，主要表现在高炉跑料不稳。因此，结合我厂实际情况，烧结矿碱度按1.75～1.80组织，SiO2按4.5%控制。

1.2  摸索合理的炉渣碱度。

在高炉炉渣碱度的控制和选择上，曾经有很大的争论。有的认为炉渣碱度以传统的二元碱度来控制，有的认为应该用炉渣中的镁铝比来控制。经过实践、摸索、探讨和尝试，最终，统一了思想：传统的二元碱度操作法，简单明了，但不能将炉渣的有些性能体现出来；镁铝比其实是炉渣中碱性氧化物MgO含量和酸性氧化物SiO2含量之比，也就是炉渣的碱度的另外一种表示方式，也不能将炉渣的性能体现出来。最后，确定用四元碱度方法来作为高炉炉渣碱度的控制标准，因为四元碱度涵盖了炉渣中碱性氧化物CaO、MgO和酸性氧化物SiO2、Al2O3，相对来说能够更好的体现炉渣的性能，更准确的指导生产，具有实践意义，实践证明在烧结配比持续提高到95%，四元碱度由0.90逐步提高到1.00，低硅冶炼情况下炉矿长期顺行。

表2 炉渣炉温的摸索对比

2 烧结质量控制

2.1 严格控制烧结FeO含量

烧结FeO升高，对炉温影响较大，炉渣碱度调整不合适，极容易造成渣铁分离困难，炉渣流动性差进而影响炉况顺行。另一方面FeO过低会影响低硅烧结强度，对高炉影响更大。实践表明，我厂烧结FeO控制在8-10%之间可保证烧结质量以及炉况顺行，烧结矿FeO在10～12%之间高炉炉温下降，料速下降明显。

2.2 稳定烧结碱度

高炉在高配比使用烧结过程中，烧结矿碱度波动对高炉顺行影响也更为明显。碱度过低，高炉在已经高配比烧结的情况下很难调剂，容易出现高硫废铁；碱度升高，造成渣碱度过高，炉渣粘稠，流动性差，调剂不及时容易造成炉况波动。权衡利弊，在碱度控制中力求稳定，尽可能杜绝高碱度波动，以保证炉况顺行为主。在实际生产中，烧结碱度按1.75组织，平均碱度在1.74倍，上线未超过1.80倍，下线波动最低到1.62倍，高炉炉况顺行度良好。

3 烧结提产

在低碱度低硅烧结生产中，烧结产量势必下降，但是随着高炉配加烧结量增加，烧结矿需求会提高，这就需要大力提高烧结产量，在提高烧结产量过程中，除了精益操作，稳定过程，主要采取了以下措施。

3.1 漏风治理

针对烧结机滑道漏风严重的问题，利用烧结大修机会将传统的滑道机械密封改为橡胶侧密封，改造后，烧结总管负压由13.5kpa升高到15.5kpa提高了两个百分点，烧结日产提高230吨，同时节省了日常滑道润滑加油，对提产起到了积极作用。

3.2 原料结构优化

铭福钢铁原料结构以国内精粉为主，透气性相比较差是制约提产的要因，在结构优化上坚持主料不变的前提下少量使用烧结性能较好的南非矿粉等辅料，有效改善了烧结制粒效果，提高了烧结成品率。

3.3 更换内返筛网，缩小返矿粒级。

内返筛网由7mm改为5mm，改造后，内返量减少3个百分点，日产提高240吨，高炉使用正常。

4 高炉精细化操作

针对低硅低碱度烧结生产，烧结矿强度和冶金性能势必会有所下降，在高炉加强技术管理，实施精细化操作，力保高炉炉况的长期顺行和稳定。

4.1加强槽下入炉料质量管理。高炉槽下取样检测由每班2次增加到3次，高炉布料听圈数，严格执行定期标称，同时做好计量设施的日常维护，保证上料计量精准，确保理论出铁和实际出铁量误差在范围之内。

4.2 调整进风面积，提高鼓风动能。原来风口尺寸偏大而且乱，14个风口，有直径110mm、115mm两种，斜度有5°、8°，长度有280mm和320mm。由于风口尺寸、长短和角度不一，初始气流分布比较乱，而且鼓风动能偏小。根据高炉的实际情况，经过多次调整，风口布局逐步采用直径110mm长度320mm，斜度8°。经过调整，缩小进风面积，提高了鼓风动能，同时保证高炉进风均匀，使煤气流的初始分布更加合理。

4.3 统一操作方针，以预防性调整为主，尽量减少高炉日常调整频次，通过稳定操作再结合现场情况可快速判断调剂的合理性、准确性。根据外围条件和高炉运行状况制定高炉操作方针，要求当班工长严格执行，特别是对炉温下限，料速上限，是关注的重点，减少因为调整造成的炉况波动。

4.4 提高顶压全风量。提高炉顶压力，对降低煤气流速，稳定煤气流，提高煤气利用有益。根据炉顶设备状况和煤气管网的实际状况，逐步将炉顶压力由120kPa提高到145kPa，取得了较好的冶炼效果。

4.5 坚持全风温操作。全关混风，实现全风温操作，同时，稳定烧炉，优化换炉周期，高炉的风温水平逐步提高，并稳定在1180℃的水平。

4.6 由于炉渣碱度提高，鼓风动能增加，顶压提高，给高炉低硅冶炼提供了有利条件，高炉生铁含硅量由原来的0.65%降到0.35%，渣铁的物理热充沛，流动性良好。

4.7 强化炉前操作管理。一是通过培训和现场指导提高炉前人员操作技能，对屡教不改，不能适应炉前工作要求的岗位人员及时调岗。二是积极协调改善炮泥质量，减少炉前事故，通过一系列的强化管理，出铁间隔时间由之前的30分钟缩短到25分钟，出铁时间由每炉40分钟延长到70分钟，为高炉稳定顺行创造条件。

5 生产工序加强信息沟通、紧密配合

5.1 加大对进厂原燃料质量监管，质量异常的原燃料提前预知烧结、高炉工序，并做好使用预案。

5.2烧结工序出现生产波动，提前告知高炉工序，并且采取必要的防范措施。

5.3 外围条件发生变化，提前告知生产工序，执行相应的预案。

6 实施效果

通过提高烧结配比，一方面解决了酸料供应紧张的问题，另一方面改善了经济指标，降低了生铁成本，提高了公司效益。

表3 实施效果

7 结论

实践证明，高炉大比例配加低硅低碱度烧结的方向是可行的。在整个推进过程保证炉况顺行是前提，高炉参数的及时优化到位是关键，需要高炉在操作上精细化去应对烧结质量的下降和冶炼强度的变化，烧结质量稳定也很重要，整个过程需要系统配合和掌控。

7.1 提高烧结配比意味着降低烧结碱度和烧结矿含硅量，各个生产环节必须紧密配合，精益生产、协同操作是保证攻关效果的重要环节。

7.2 低硅低碱度是提高烧结入炉配比的条件，同时采取措施保证烧结的底线质量是必须的，在实施前，烧结矿强度平均在78%，实施后烧结平均强度73%，下降了5个百分点但是也满足了高炉需求，未对高炉带来不利影响。高配比烧结生产对烧结碱度稳定率以及FeO要求很高，烧结质量须保证稳定。

7.3 关注炉渣性能，由之前的镁铝控制转为四元碱度控制，实际生产控制中对炉况长期高产顺行起到了实效。当前高炉在95%烧结配比的情况下，炉渣四元碱度稳定在1.00，铁水含硅在0.35-0.4%，炉况顺行度较好。

7.4 因铭福钢铁酸性球团抗压强度低（800-1200N）的情况，提高烧结配比，减少球团配比，停用块矿，熟料率提高对高炉强化冶炼是有利的。