金铁2号高炉优化基本操作制度探索实践

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金铁2号高炉优化基本操作制度探索实践

丁文虎

(金昌铁业集团公司)

摘要金铁公司2号高炉探求合理炉料结构，优化基本操作制度．缩小送风面积，采用大料批正分装，上下部操作制度相结合，活跃炉缸，促进煤气流合理稳定分布，改善高炉冶炼行程，达到提高产量、降低焦比的目的。

关键词合理炉料结构优化基本操作制度活跃炉缸稳定煤气流

l前言

金昌铁业集团公司2号高炉有效容积218 m³，2008年6月10日大修开炉。在认真分析上一代炉役生产经验教训的基础上，不断探索，寻求合理炉料结构，优化操作制度，以下部送风为基础，上下部操作制度相结合，适当缩小送风面积，采用大料批正分装。活跃炉缸，促进煤气流合理稳定分布，改善高炉冶炼行程。炉况顺行有了明显改善，各项经济技术有了明显的突破。

2上一代炉役生产情况及分析。

2．1上一代炉役生产情况

2号高炉于2004年9月28日新建后开炉，开炉后由于设备及各方面的原因，休风率居高不下。投入大量的人力物力对2号高炉设备工艺设施进行了改造，休风率明显降低。但高炉长期接受风量差，煤气流不稳，边缘气流发展，易出现管道性气流，下料不顺，崩悬料频繁，风渣口大量破损，热制度不稳定，顺行周期短，频繁出现炉缸堆积，炉墙结厚结瘤。为了保持炉况的相对顺行，经常性地控制风压操作。先后对送风制度、装料制度等基本操作制度多次进行调整，但炉况顺行周期短，稳定性差的问题一直比较突出，炉况大凉、顽固性悬料等严重失常炉况经常发生，各项生产指标差。历年主要经济技术指标见表l。

2．2对一代炉役生产情况分析

金铁公司入炉炉料结构为烧结矿65%~70%，球团矿30％左右，原矿5％左右。入炉焦炭灰分高(16％左右)、硫分高(1．0％左右)，夹生焦比例大，强度差。有害杂质多，碱金属负荷高达7kg / t以上，硫负荷高达10kg／t，辫、锌含量高。入炉烧结矿碱度控制区间1．60—1．70，处于烧结矿强度较差、还原性软化性较差区问。为了提高炉渣排碱金属和提高烧结矿入炉比例，炉渣碱度控制较低，低炉渣碱度又造成炉缸温度不足。高炉冶炼主要以小料批，轻负荷，低炉渣碱度，低冶炼强度，边缘气流发展为特点。2号高炉投产后初期，使用全部10个风口，为直径l00mm、长度210mm，其后多次调整，最终确定为直径l00mm、长度280mm。装料制度也经过了多次摸索，矿批最大使用过5．ot，但因出现：悬料，不易恢复，仅仅维持了三天。顺行好时以矿批3．2t正分装为主，顺行差时矿批2．5t，装料顺序4OC CO,料线1．3m。炉温以控制10号炼钢铁为主，炉渣二元碱度1．05倍左右。高炉稳定顺行差，下料不顺，崩悬料多，煤气流不稳，易发生管道气流，热制度波动大，接受风量差，渣口带铁严重，风渣口破损量大。2006年6月28日开始，炉身下部、炉腰、炉腹冷却壁相继出现破损，这与边缘气流的发展有一定关系。造成炉况不顺原因除原燃料因素外，主要为基本的操作制度不合理，上不稳下不活。送风制度不合理，鼓风动能不足，风量小，冶强低，标准风速长期在l00m／s以下，炉缸不活，边缘气流发展，炉缸中心温度低。矿批偏小，料层薄，批料炉喉厚度200mm左右，布料偏析，界面效应大。炉顶温度高，煤气流不稳，热能和化学能利用差，直接还原比例高，炉缸温度不足、渣铁温不足，铁水含硫高，迫使控制较高生铁含硅冶炼。炉缸不活，煤气流分布不合理不稳定，热制度、造渣制度波动大，导致炉况顺行周期短，频繁出现炉缸堆积、炉墙结厚、结瘤。

3优化第二代高炉操作思路

结合原燃料状况，在认真分析上一代炉役和开炉初期生产的基础上，形成了初步思路。进一步优化炉料结构，改善焦炭质量。针对炉缸不活、边缘气流发展、煤气流不稳的主要症结，首先调整送风制度，选择合适的鼓风动能和风速，发展两股气流，并且一定要有相对活跃的中心气流，提高炉芯温度，提高炉缸温度，使炉缸整体均匀活跃，力求全风作业。以此基础上，在上部装料制度上大胆探索，扩大料批，保持适宜的两股气流，稳定煤气流，改善软融；特透气性，改善煤气利用，扩大间接还原，提高渣铁温度。顺行改善后，炉缸热状态好转，适度提高炉渣碱度。适度提高炉渣碱度可以使烧结矿碱度提高后入炉烧结比例不降低，还可能会有所升高，使炉料结构更趋合理。渣铁温度的提高，可以抑制生铁硅的还原，为降低生铁含硅创造条件。适当降低生铁含硅，扩大中温区，改善软融带透气性，改善高炉冶炼行程，不断促进高炉顺行。

4进一步优化炉料结构，改善焦炭质量

提高烧结矿碱度至1．90以上，改善烧结矿的冶炼性能，促进高炉顺行。新开高炉炉型规整，尽管焦炭灰分呈升高趋势(高达18％左右)强度差，配30%二级冶金焦后，综合入炉灰分有所降低，有利于焦炭骨架作用的提高，有利于操作制度的摸索。

5操作制度优化探索实施。

开炉初期10个风口均采用直径95mm、长度280mm，开炉后炉况恢复较顺，恢复正常后矿批仍沿用矿3．2t，正分装：科线1．3m，顺行虽然较上一代炉役有所改善，但炉况不接受大风操作，控制风压操作，冶竭编据炉缸不活，煤气流不稳，焦炭负荷低。2008年10月开始有计划，有步骤地逐步增加入炉风量，同时适当提炉顶压力，风压由140kPa左右提高至165kPa左右，炉顶压力提高至60kPa左右。针对铁口难以维护的实际调整铁口两边风口长度由280 mm增至320 mm，高炉接受风量的情况逐步好转，炉缸工作逐步改善，中心气有了一定开度，炉况抗波动能力增强，能够接受提高压差操作，具备扩大矿批的条件，不失时机地扩大料批5．0t起步，分阶段逐步扩大至6．4t，矿料炉喉厚度400 Innl左右。矿批也曾使用过9．6t和12．8t，但风量萎缩，频繁难行。顺行变差，下料前后炉顶温度差别大，往往因顶温高不到料线下料，因此果断退回到6．4t。期间为了提高冶强，尝试扩大风口面积，由0．0708 m2扩大至0．0770 m2,但炉况表现为炉缸工作恶化，煤气利用变差，焦炭负荷下降，短期尝试后又退回到风口直径95mm、长度280mm。之后一直坚持相对适应的风口直径95mm、长度280mm，料批6．4t左右的正分装，坚持全风操作，炉况逐步向顺行发展。下料均匀顺畅，尤其是悬料次数有了大幅度的降低，煤气流分布趋于合理稳定，煤气利用改善，渣铁温度升高，炉渣FeO降低，流动性得到改善。根据炉况稳定顺行情况，具备适当降低生铁含硅的条件，把生铁含硅降低到了0．8％左右，提高烧结矿碱度至1．9至2．0，提高炉渣二元碱度至1．10倍。高炉接受风量情况有了明显改观，接受风温能力也有明显提高，冶强提高，标准风速达到120m／s左右。随着风量、风温的提高，风口回旋区向中心延伸，同时由于煤气利用改善，直接还原降低，渣铁温度提高，渣铁流动性改善，这些都有利于炉缸工作的活跃。煤气流分布合理，软融带形状优化，料柱透气性改善，炉缸工作活跃，高炉接受风量情况大为改观，高炉冶炼行程向良性发展，高炉顺行状况有了质的改善。冶炼强度由1．3t／m³．d左右提高到了1．4t／m³．d以上，全焦炭负荷稳步升高，由原来的不到2．7倍提高到了3．0倍左右，达到了提高产量、降低焦比的目的。在入炉品位明显下降的情况下，各项经济技术指标有了大幅度的突破。第二代高炉逐月的主要指标见表2。