1#高炉“经料”下保持铁水质量实践

1#高炉“经料”下保持铁水质量实践

李国栋

（天津钢铁集团有限公司  天津市  300301）

摘  要：2017年在激烈的市场竞争下，低成本、高质量成为天钢扭亏转盈的基础，大量使用低价块矿成为高炉降低成本重要手段，随之带来的负面影响就是铁水质量的下降，为了解决铁水质量下降问题，天钢炼铁厂1#高炉在“经料”下，通过加强原燃料质量监控、适当提高高炉炉渣碱度、通过上部下部调剂稳定气流等手段，提高高炉对原燃料的适应性，稳定炉况，达到提高铁水质量的目的。

关键词： 高炉；铁水；质量

Key words: blast furnace   molten   quality

天钢l号高炉2000m³，2003年5月投产，近年来年一级品率一直保持在85%以上，2017年，为应对市场竞争，降低成本，进一步提高产品质量，成为降本增效的重头戏。2017年初，公司制定了详尽的质量考核管理规定，对高炉主要考核[Si]、[S],分别要求[Si]<0.45%,[S]<0.035%,达到90%，为响应公司号召，进一步提高和稳定铁水质量，1#高炉积极采取措施，分析影响因素，制定管理措施，达到一定效果。

2 制度管理实践

2.1 保持炉况稳定顺行

保持炉况顺行是提高和稳定铁水质量的前提和基础，通过选择合适的送风制度，优化冶炼强度和装料制度，加强原燃料检验分析，及时掌握外围变化，通过及时调剂，保证炉况的稳定和顺行，为提高和稳定铁水质量奠定基础。在送风制度方面，采取加长风口、缩小风口面积，风口长度由原先的470mm增长到500mm，风口直径由8个直径130mm的风口，减少到全部为直径120mm的风口，风口面积减少0.157㎡，弥补风温下降对实际风速的影响，保证炉缸活跃度，稳定铁水质量。上部装料制度调整采取适当中心加焦，保证中心气流，适当抑制边缘气流的制度，既可以保证气流分布相对稳定，杜绝失常，也有利于减少壁体波动，保持合理炉型，保证了热制度的稳定，有保证了铁水质量的稳定。

2.2 加强工艺纪律考核

针对2017年公司提出为下游工序服务的要求，1#高炉成立“提高和稳定铁水质量攻关”小组，要求“明确目标，落实责任，统一操作，稳定提高铁水质量”。首先、加强工艺纪律考核，通过全员投入产出考核对炉内操作提出更高要，对炉温、铁水中硫、炉渣碱度提出具体考核指标，连续3炉铁超出方针按照生产事故考核。对工长工作做了进一步要求，下发了炉内管理考核细则，内容增加了：①铁前和铁中看风口，加强对炉温趋势的预判，做到及时调整，较少炉温波动；②增加看料次数，由每班一次增加到，每班两次，通过看料及时发现原燃料变化，特别是焦炭水分变化，及时调整热量，稳定炉温；③完善交接班制度，工长交接时分析本班操作，为下班提出操作意见，统一思想，连贯操作，提高工长操作水平，减少人为操作对铁水质量造成的不利不利影响。其次、加强对上料、炉前工艺纪律管理，围绕高炉稳定顺行的目标，重点抓好槽下筛分、出铁正点率、铁口深度合格率三个关键点的落实工艺纪律。槽下增加清筛次数，特别是块矿筛，做到筛面干净，保证筛分质量；控制筛网T/H值，要求小于120T/H，如果超出，及时调整闸门，保证筛分效果。为确保工作落实到位，对未完成要求的予以考核，对超额完成的给与奖励。

2.3 加强原燃料质量监控，发生变化及时反应

加强入炉原燃料的监控，通过MES系统，对烧结矿、焦炭、煤粉成份进行监控，出现较大波动，及时增加取样，做到及时调整，减少因原燃料波动导致铁水质量波动。在班报增加煤粉成份，焦炭成份记录，可以及时发现成份波动，方便工长调整。增加看料次数，每班看料两次，每班做焦炭水分一次，对原燃料变化情况做到心中有数，发现变化大，及时加送抽检样。

2.4 选择合适的热制度

在高炉热制度的控制中，坚持“降硅不降热，亏热不降硅”的原则。加强铁水物理热控制，物理热方针由>1490℃提高到>1500℃，在保证物理热的前提下将[Si]操作方针下放到0.30%，实现低[Si]操作。从图1可以看出，2017年月平均物理热都在1500℃以上，铁水中[Si]通过4个月的摸索，基本稳定在0.35%左右，实现了低[Si]操作，同时也提高了炉温的稳定性。

图1  天钢2000m³高炉物理热和铁水中硅的关系

2.5 改善高炉炉缸工作状态

对铁水质量的好坏起决定性作用的是炉缸工作状态，均匀的活跃度、充沛的热量、良好的透气性和透液性，是降硅脱硫的关键。由于热风炉系统老化，按照热风炉现有条件，无法保证1200℃以上稳定风温，退而求其次，将风温稳定风温在1190℃，减少因风温波动导致的热量波动，针对风温水平较低的情况，采取提高富氧、控制煤比、提高烟煤比例等手段来弥补理论燃烧温度，目前1#高炉理论燃烧温度可以保持在2250℃左右，满足基本要求。同时，提高理论风速，将理论风速由210 m/s提高到220m/s，来降低风温下降对实际风度的影响，保证缸活跃度。采取中心加焦的装料制度，保证中心气流，减少气流波动，避免气流失常，保证高炉热制度的稳定。良好的活跃度和充足的热量为渣铁反应提供了良好条件，有利于渣铁间硫分配系数的提高。

3.1 提高炉渣碱度

炉渣碱度提高可以降低SiO₂活度，减少SiO₂的还原，同时使软熔带下移，软熔带厚度变薄，还原硅量减少，有利于低硅冶炼，同时还可以提高炉渣脱硫效率。使软熔带位置和厚度的下降，有利于提高渣皮稳定性，减少壁体波动。目前1#高炉碱度逐步由1.15-1.18提高到1.18到1.23，既达到了脱硫效果，又保证了炉渣冶金性能的稳定，达到了良好的效果。

3.2 适当抑制边缘气流分布，减少壁体波动

边缘气流过剩不利于壁体渣皮的稳定，经常会造成渣皮脱落，壁体波动，渣皮落入炉缸，会对铁水[Si]、[S]造成影响，短时间内产生较大波动。壁体波动较大时，还会造成管道形成，导致炉况失常，对铁水质量造成较大影响。1#高炉上部采用中心加焦布料制度，下部制度采取加长风口，缩小风口面积，提高鼓风动能，保证中心气流的同时，适当抑制边缘气流，可以减少边缘气流对渣皮的冲刷，稳定渣皮，减少壁体波动。

图2  天钢2000m³高炉鼓风动能

3.3 降低休风率

休送风时铁水质量会大幅波动，无法避免，所以我们只能通过加强一级点检和设备维护，及时发现设备问题，降低因设备因素造成的减风和休风。计划休风时，完善休风料计算，做好热量平衡，尽量减少休风造成的铁水质量异常炉次。同时加强对计划检修的管理，在计划休风时尽可能多的处理设备隐患和故障，将每季度检修一次，延长到每半年检修一次，减少计划检修频次，也有利于稳定铁水质量。

3.4 加强日常硫负荷分析

高炉硫负荷，指每生产一吨铁水所需的入炉炉料带入的总和。高炉硫负荷的主要来源是焦炭、喷吹煤等燃料。如图3所示,高炉由焦炭带入的硫，约占硫负荷的80％；高炉喷吹煤粉带入的硫，约占硫负荷的12％；烧结矿带入的硫约占硫负荷的2％,还有一部分来源于天然富矿，占硫负荷的6%。

图3 2017年天钢2000m³ 高炉硫负荷的分布情况

由于市场竞争形势严峻，外购的焦炭、高炉喷吹煤、生矿的供应量和质量并不稳定，硫负荷的波动较大，范围在4.0kg/tHM-5.0kg/tHM之间波动，对铁中硫有较大影响。1#高炉采取，每班记录焦炭、煤粉成分，每日夜班进行统计分析，并对硫负荷进行校核，及时调整炉渣碱度，确保有足够的脱硫能力。

3.5 加强炉温控制，确保炉况顺行

目前1#高炉操作方针，铁水硅含量：0.30-0.40％，铁水硫含量：0.025％到0.035％。日常操作中当铁水中，当铁水含硅量低于0.30%或高于0.40时，及时补充热量和减少热量，主要以调整燃料比为手段，为减少炉温波动，打好调剂提前量，工长采取看风口和看铁样相互结合的方法来提前判断炉温走向，提前调整，减少炉温波动。当铁水含硅量低于0.20%时，可以适当过量调剂，尽快将炉温提上来。当铁水含硅量连续三炉低于0.20%时，及时插焦5t-1批，适当减风控制料速，降低负荷，避免造成炉况失常。当物理热小于1450℃时，操作以提高物理热为主，及时调整热量，放宽铁水硅含量要求，当物理热大于1450℃时，恢复正常操作。若物理热小于1450℃，且炉渣流动性变差时，及时采取插焦操作，并适当减风，尽快提高物理热，确保炉况顺行。

通过以上制度和操作上的管理实践，1#高炉铁水质量和稳定性有显著提高，铁水合格率保持在100%，一级品率提高4.5%、铁水中[Si]下降0.06%、铁水中[S]下降0.004%，满足公司要求，为下游工序提供了优质的铁水。具体数据见表1：

表1 2017年月与2016年部分指标统计表

从表1看出，1#高炉原料条件大幅下降，主要是考虑到成本因素陪吃一些低品位的块矿，入炉品位下降0.65%，按每下降1%入炉品位，提高燃料比7kg计算，燃料比上升0.65*7=4.55kg，增加了焦炭、煤粉硫带入量，对铁水中硫降低造成了不利影响。铁水含硅量和含硫量进一步降低，一级品率提高4.5%，得利于二元、三元碱度的提高。

5 结 论

2017年度，1#高炉为提高铁水质量和稳定性，通过加强对原燃料质量监控、寻找出合适的造渣制度、选择合适的上部下部制度，提高工长操作水平等一系列措施，活跃了炉缸，保证了热量，提高了铁水质量，降低了铁水中含硅，保证了高炉稳定顺行，降低了炼铁成本。铁水质量和稳定性的提高也为下游工序进一步缩短冶炼时间，冶炼和开发新品种钢打下了基础，为天钢成本降低和技术进步做出了贡献。

参考文献

[1] 周传典.《高炉炼铁生产技术手册》.冶金工业出版社，2002.8，85-92

[2] 宁长龙.降低铁水硅含量.本钢技术，2013（5）：8．

[3] 林成城.高炉原燃料条件优劣的技术对策.炼铁，2008（6）：5-6．