龙钢炼铁厂高炉配加块矿实践

龙钢炼铁厂高炉配加块矿实践

魏建辉  薛伟峰  赵红阳  

（陕西龙门钢铁有限责任公司  韩城  715405）

摘  要：龙钢炼铁厂高炉通过改变入炉块矿的配加方式、上下部制度的调整、改善炉渣性能、提高原燃料质量等多项措施，块矿使用配比高炉月平均最高达17.90%，实现了降本增效，取得了较好的经济效益。

关键词：高炉、炉料结构、块矿、配比　

Practice of adding BF in the blast furnace of LongSteel ironmaking plant

Wei Jianhui  Xue Weifeng  Zhao Hongyang

（Shaanxi Longmen iron and Steel Co., Ltd.，Hancheng 715405，China）

Abstract：By changing the ore into the furnace, with lower system adjustment, improving the properties of slag, improve the quality of raw materials and other measures of long steel blast furnace, blast furnace ore use ratio of monthly average of up to 17.90%, to achieve cost efficiency, and achieved good economic benefits.

Key words：Blast furnace, furnace material structure, block ore, ratio

1 概述

进入2017年，钢铁市场回暖，2月14日龙钢1#高炉（1280 m3）开炉投产，2月27日2#高炉（1280 m3）相继开炉投产。随着5座高炉开足马力全面生产、释放产能，高炉进一步强化，产量得到大幅度的提升，高炉球团矿供应出现紧张缺口。通过改变入炉块矿的配加方式及依靠技术进步、优化炉料结构加大块矿配加比例来减少球团矿用量，弥补了球团矿用量不足且进一步降低了生产成本。块矿虽属生矿，其冶金性能比球团矿略差，但由于块矿具有比球团矿性价比高的特点，所以在生产中只要采取有效的技术手段，提高冶炼技术水平，提高入炉块矿配比可获得较低的生产成本。龙钢炼铁厂高炉从17年4月份开始提高入炉块矿配比，目前块矿配比稳定15%左右。

2 高炉使用块矿基本情况

龙钢炼铁厂拥有烧结机3座，265m2烧结机1座、400m2烧结机1座、450m2烧结机1座；拥有高炉5座，1280 m3高炉2座、1800 m3高炉3座；球团矿竖窑2座，12 m2竖窑1座、16 m2竖窑1座。炉料结构：采用高碱度烧结矿+球团矿+块矿。入炉所用原料为自产烧结矿、球团矿和外购块矿。由于球团矿竖窑产能偏低4500吨/日，通过炉料结构的优化调整，高炉从17年4月份开始增加块矿配加比例，既弥补了球团矿产能不足，又降低了生铁成本，取得了良好的经济效益。1#-5#高炉月炉料结构见表1-1、表1-2。

表1-1  1280 m3高炉炉料结构

表1-2  1800 m3高炉炉料结构

3 块矿冶炼特性

块矿虽属生矿，其冶金性能比球团矿略差，1#-5#高炉所用块矿经过高炉炉况运行及冶金实验检测选定品种稳定为PB块矿或纽曼块矿与南非块矿三种。通过实验检测数据对比见表2、表3。

表2  块矿化学成分

表3 块矿冶金性能检测

通过以上的测定结果看出：

（1）南非块矿含铁品位高，PB块矿、纽曼块矿此次，克里夫斯块矿偏低；南非块矿的热爆温度高，PB块矿、纽曼块矿此次，克里夫斯块矿偏低；南非块矿的烧损低，PB块矿、纽曼块矿此次，克里夫斯块矿偏高；但从碱金属含量来看，南非块矿（0.292%）比PB块矿、纽曼块矿、克里夫斯块矿高；从整个冶金性能检测来看南非块矿冶金性能较好、PB块矿、纽曼块矿此次，克里夫斯块矿差。

（2）块矿中脉石含量少，但Al2O3%含量高，随着入炉块矿比例的增加，渣中Al2O3%含量升高，降低炉渣的流动性，降低脱硫能力而影响生铁质量。

（3）进厂后的块矿采用露天堆放，受天气影响容易粘结高炉筛子，造成筛分不干净，入炉含沫量增加，易造成炉内气流波动。

4. 提高入炉块矿比例的措施

4.1 改变块矿的入炉方式

（1）块矿筛分系统改造

龙钢1#-5#高炉块矿使用为国外进口块矿，品种多，含沫大并且潮湿，筛后块矿含沫大，筛分能力小、效果差。见于此情况，（1）对两套块矿筛分系统进行设备提升改造。筛孔尺寸由6mm提高到6.3mm，振筛电机7.5Kw两台增加到四台，筛面尺寸1800*4200mm增加1900*5600mm，筛分处理量由300吨/小时提高到400吨/小时。（2）对进购块矿品种根据块矿的爆裂指数及化学成分进行选择，品种由6种降低为3种，实行南非块矿与PB块矿或纽曼块矿混筛，平衡了碱金属有害元素的含量。（3）对筛后块矿堆放场地建设了大棚，确保筛后块矿的防雨、雪影响。通过以上解决了高炉块矿合理使用，降低了块矿含沫量及有害元素量。

（2）料场球块混配

龙钢1#-5#高炉球团矿使用自产球团矿，温度高，入仓温度高易烧损运料皮带；块矿为国外进口块矿，品种多，含沫大并且潮湿，入仓前随进行过筛筛分但炉后筛面易粘结、入炉粉末量增加。见于此情况，采用料场转运酸性料按球团矿与块矿品种比例，利用铲车按铲数装车均匀混配，利用球团矿的温度对块矿进行烘干干燥，有利用槽下筛分，大大减少块矿粉沫入炉，避免粉沫入炉对炉料气流造成影响。

4.2 上下部制度调整相结合

   高炉操作选择合理的装料制度和送风制度，能使煤煤气流与炉料逆向运动之间的关系更加合理，使煤气流分布合理，炉况稳定顺行。因此，提高块矿配比需要选择合理的送风制度和装料制度，调整二者至相适应得程度。操作制度上不断摸索两者相匹配的、行之有效的方法。

（1）装料制度调整

上部调剂即装料制度调剂，应以稳定气流、适当控制边缘气流为主。在增大块矿使用配比后，高炉料柱压差增加，由原来的150Kp增至165Kp左右，透气性恶化，再加之原燃料质量波动，操作制度上还在不断摸索调整。所以高炉承受高压差能力还不够，容易产生局部管道，对高炉炉况的稳定顺行、技术指标都带来不利影响。针对这些不利因素，装料制度依照“中心布焦、以发展中心气流为主，适当疏导边缘气流”的指导方针。

（2）送风制度调整

下部调剂即送风制度调整，应以吹活炉缸，吹透中心为目的。龙钢1#、2#高炉（1280 m3）各有20个风口，3#,4#、5#高炉（1800 m3）各有26个风口，为活跃炉缸，打开中心，高炉采用逐步调整风口直径和长度的调剂方法，保证了足够鼓风动能以吹活炉缸中心，还与上部装料制度相适应，保证了煤气流在炉缸半径方向的原始分布更加合理，有利于炉况顺行，解决了软溶带压差高、透气性变差问题，水温差波动减少，基本消除了边缘局部管道，同时煤气利用有所提高，为高炉增加块矿配比创造了条件。

4.3 造渣制度选择

   龙钢1#-5#高炉在提高块矿配比后，高炉渣中Al2O3%升高，引起炉渣粘度升高，影响炉渣流动性，而且这种渣的热稳定性差，难以抑制【Si】还原，增加炉缸的热损失，影响高炉顺行。通过分析一方面要求稳定提高铁水物理温度由1480℃-1500℃为1490℃-1510℃，另一方面要求渣中的Al2O3%含量不大于14%，并且控制镁铝比为0.75%-0.85%之间，控制二元碱度R2在1.18-1.22之间，以提高炉渣的流动性，保证足够的脱硫能力。

4.4 提高焦炭质量

在提高块矿配比的过程中炉内透气性变差，因此需要提高入炉焦炭的质量以确保炉内良好的透气性。龙钢1#-5#高炉焦炭使用海燕焦厂和煤化焦厂两家焦炭，焦炭使用为一级焦炭。两家焦炭质量稳定性差，对高炉生产不利。为此，公司调整了进购焦炭标准，焦炭热态指标由CRI%＜32%、CSR%＞58%调整为CRI%＜30%、CSR%＞60%，并且对进购焦炭按天分类分垛堆放。对进购焦炭热态指标CSR%＜60%重新制定了用料制度标准，根据高炉炉况运行状况，定期配加热态指标CSR%＜60%的焦炭，要求焦炭CSR%在55%-60%使用配加量＜25%。通过焦炭用料制度的调整，确保了炉内气流的稳定和良好的料柱骨架，并避免热制度的波动。在焦炭质量提高稳定下，确保了高炉稳定顺行。

4.5提高烧结矿碱度

   烧结矿碱度的提高，烧结矿的强度、还原度也随之提高，烧结矿的软化温度和熔滴温度提高，有利于改善高炉中下部的透气性和还原过程。从17年4月份起，烧结矿二元碱度由1.7逐步提高到2.05，MgO由1.6%逐步提高到2.2%，SiO2由4.6%逐步提高到5.2%。碱度的提高克服了块矿配比增加后影响高炉透气性的不利因素，也是进行低硅冶炼的重要条件。烧结矿中的MgO的提高，一方面可以有效抑制CaO2. SiO2的形成及相变 ，减轻烧结矿的粉化度，减少粉化现象，改善高炉的透气性，为增加块矿配比提供有利条件，另一方面可改善炉渣的流动性，提高脱硫能力。

5 结语

（1）块矿属于生矿，冶金性能比球团矿差，但是价格优势明显，对龙钢目前形势下降低生铁成本极其重要。

（2）与球团矿相比，块矿中Al2O3含量较高，但是其品位高，杂质含量少，提高了入炉原料的综合品位，进而提高了产量。

（3）随着块矿配比的提高，渣中Al2O3含量增加，导致炉渣粘度升高，流动性差，通过提高烧结矿中的MgO含量及控制渣中镁铝比0.75%-0.85%的措施，有效地缓解了这一影响。

（4）通过对块矿筛分系统进行了设备技术改造提升，改变块矿的配加方式，有效地降低了入炉块矿的含沫量及有害元素量，改善了高炉料柱的透气性。

（5）当块矿比例10%时，炉况稳定良好，当比例达到15%时，焦比、燃料比上升明显，高炉稳定性变差，透气性、炉缸工作状态等也变差。通过上下部制度的调剂、造渣制度的调剂、焦炭质量及烧结矿碱度的提高等措施保证了炉况的稳定顺行。

（6）在龙钢1#-5#高炉目前的生产状况下，块矿配比最高达到17.9%，若块矿入炉配比继续增加需要进一步研究，同时还要有效地提高块矿的冶金性能，并进一步提高原燃料质量。

参考文献

[1] 储滨.2500m3高炉提高块矿使用比例生产实践[C].中国金属学会炼铁分会.

[2] 周传典.高炉炼铁生产技术手册[M].北京：冶金工业出版社.