吳金富，張濤穎，王 振
（韶鋼股份煉鐵廠，廣東韶關512123）
[摘 要] 為降低煉鐵成本，通過以塊礦代替球團的生產實踐，摸索出一套滿足高生礦比生產的、穩定的操作模型，使得韶鋼六號 1 050 m3 高爐入爐生礦比例由 20%逐步增加至 30%以上，經濟型爐料結構得以實現，為降低高爐煉鐵成本奠定了基礎。
[關鍵詞] 高爐；高生礦比；爐料結構
0 引言
為響應公司降本增效節能降耗理念，根據財務數據統計，鐵成本占鋼材總成本約 75%，而原燃料費用在鐵水成本中權重最高，約占鐵水成本的 58% ~65%，為此降低原燃料成本成為降低鐵水成本的主要途徑之一。韶鋼六號高爐決定優化爐料結構，通過以塊帶球來降低生產成本，韶鋼六號爐生礦主要是澳大利亞塊礦 12%及賓利塊礦 3%，澳大利亞 Pb塊礦一般都是低碳酸鹽性質的高品位塊礦，與進口酸性球團礦相比，品位相差不大，對高爐冶煉的影響也不大，且價格優惠，為以塊代球首選生礦。通過對六號高爐進行一系列攻關實踐，探索適宜比例生礦配比的操作技術并不斷優化高爐操作，使入爐生礦比例由 15%逐步增加至 30%以上。
1 高生礦比爐料結構對高爐冶煉的影響
1.1 對高爐軟熔帶的影響
生礦軟化溫度較熟料低，一般生礦軟化溫度在850~1 050 ℃，較熟料軟化溫度低約 150 ℃。由于生礦軟化區間寬，軟化溫度低的特點，造成使用高生礦比爐料結構后入爐后內部軟熔帶上移，且粘結爐墻，同時煤氣利用下降約 1%~2%，焦比上升 8~10 kg/t，爐內操作難度增大，若調劑不當,極易誘發爐況失常。
1.2 高爐壓差升高，透氣性變差
生礦含有大量結晶水及碳酸鹽，天然具有熱爆裂性且低溫還原粉化率高。同時，由于生礦是天然富礦，若長時間露天堆放，雨季時其表面會依附小顆粒礦粉，漏料、堵料和篩分困難。若泥巴粉末入爐，將影響高爐穩定性，造成爐內透氣性差，壓差高，料慢難行。
1.3 對氣流分布的影響
由于生礦是未進行加工處理，具有較高的有害元素含量，特別是堿金屬雜質含量高時，硫和磷的含量相對高些，若高爐日常操作不規范，極易造成堿金屬循環富集，從而導致高爐爐墻結厚，嚴重時將導致高爐結瘤。從韶鋼 6 號爐使用情況來看，較長時間使用賓利塊礦會對高爐產生不利影響，出現爐墻渣皮不穩，滑料現象，但因其帶入高爐的總量并不多,因此對高爐負面影響不大。
2 使用高生礦比爐料結構的調節措施
2.1 強化篩分管理
通過技術改造，改變原有給料模式，增加振頻，通過控制閘板開度控制料流給料速度，增強篩分效果。同時改造原有篩網，更換為硅膠篩，減輕了上料工的清篩工作量，同時保證了篩分效果。加大對槽下振篩的管理，以入爐料臆5 mm 粒級比例不超過 5%為原則，加強人工清理振篩頻次，以減小入爐粉末量，從而保證了雨季天氣時入爐塊礦的質量和正常配比。
2.2 強化上下部調節，控制合理的氣流分布
高爐調劑主要追求上穩下活，隨著高生礦比爐料結構入爐后，高爐上部透氣性呈現逐步下行趨勢，針對塊礦含粉率高，軟化溫度低的特點，適度將料線由 1 400 mm 調整為 1 350 mm。韶鋼六號高爐主要增大布料角差，采取平坦式布料，穩定礦焦平臺并兼顧好中間環帶煤氣量，以達到穩定邊緣氣流，提高高爐抗干擾能力的目的。高生礦比爐料結構前后布料制度見表 1、表 2。
選擇合理的送風制度對于煤氣流的初始分布、爐缸的工作狀態非常重要。由于韶鋼六號高爐爐缸側壁溫度高，對生產產生一定的制約，六號爐根據實際高爐生產狀況，通過調劑下部，合理控制各風口的回旋區長度，使爐缸的初始氣流分布均勻，形成合理的煤氣流分布，同時保證風速和鼓風動能，從而活躍爐缸，使爐缸具有良好的透液性，為使用高比例生礦創造了條件。風口尺寸見表 3。
2.3 控制合理的爐溫及爐渣堿度
在爐溫控制方面，韶鋼六號爐硅素標準為：0.25%~0.55%，物理熱為：1 455~1 485℃控制。爐溫控制如圖 1 所示。操作上，頂壓設定值為：165 kPa， 壓差控制標準為約150 kPa。
嚴格控制好爐渣堿度，確保爐渣具有良好流動性。由于高鋁礦是韶鋼爐料主要特征，要確保渣的流動性好，就要有合適的 MgO 以改善渣的流動性。一般會適度配加錳礦或中云石以改善爐渣流動性，通過渣性能試驗，得出六號爐爐渣堿度控制在 1.2~ 1.25 時爐渣黏度相對合適且穩定性好，易形成穩定的渣皮，為高生礦比爐料結構提供了穩定的基礎。韶鋼六號爐的實踐表明，在高爐內塊礦與高堿度燒結礦之間存在高溫交互反應, 其結果能夠明顯改善塊礦自身的軟熔特性, 從而可以提高綜合爐料的熔滴性能，增加塊礦的配比不會造成爐渣中 Al2O3含量的明顯增加。爐渣成分見表 4。
2.4 穩定出渣鐵狀況
爐前出渣出鐵質量的好壞直接關系到爐況。長期出鐵質量差，會造成爐內氣流不順，無法提高塊礦比。韶鋼六號爐對每爐次鐵的鐵口深度、出鐵時間、出鐵間隔等都嚴格按照標準控制，鐵口深度 2700~2 900 mm，出鐵時間 100~120 min，出鐵間隔45 min，從根本上提高了出鐵質量。
2.5 提高焦炭質量
提高塊礦比，實施經濟爐料結構，降低礦線的質量，必須保證焦炭的質量，尤其是穩定焦炭的強度，其強度好壞直接影響爐內透氣性和塊礦比的提高。韶鋼六號爐焦炭 M40:85%,M10：5.5%,CSR 在 66以上，CRI 在 22.5 左右，所使用焦炭質量為高生礦比爐料結構奠定了基礎。
2.6 提高富氧率
用高富氧率彌補原料質量的缺陷。高爐生產實踐表明，高生礦比情況下必然造成煤氣利用率降低，焦比升高爐況波動加劇。但是通過提高高爐富氧率可以有效彌補原燃料變差所帶來的負面影響，降低爐況波動，保障了高爐穩定與順行。目前韶鋼六號爐富氧率 2.2%左右，受富氧設備及爐缸側壁溫度高制約，富氧率并未有效釋放，還有很大空間。
3 提高入爐生礦比例后的效益
3.1 高爐爐料結構變化
韶鋼六號高爐通過以塊代球，入爐生礦比由20%升高至 30%，球礦由 10%減少至 0%，以低價的塊礦代替了價格高的球團礦，形成了經濟型的爐料結構，取得了明顯的經濟效益。高爐爐料結構見表 5。
3.2 高爐生產指標情況
通過一系列技術改造、操作制度的完善及管理制度的改進，入爐生礦比增加到 30.5%，最高日生礦比達 32.5%。高爐各參數穩定順行良好，鐵成本明顯下行。1月份，由于六號爐側壁溫度升高，護爐需要降低冶強，各生產指標明顯較高。具體高爐各項指標對比如表 6 所示。
4 結語
高生礦比爐料結構下，日常操作中高爐操作者必須根據攻、守、退原則積極采取相應措施，保證爐況順行。根據爐況條件逐步增加生礦比例，只有在爐內各項制度綜合調劑配合下，高爐才能保證順行高產，同時為國內同類高爐高生礦比爐料結構探索提供了參考。生產實踐表明，為降本增效，優化爐料結構，根據生礦的冶金性能特點，優化選礦實現以塊代球是一種有效的手段，同時為經濟型爐料結構指明方向具有指導作用。
高生礦比爐料結構下，高爐管理者需對各項操作制度實行細化管理，原燃料跟蹤、設備點檢等必須有效落實，從而保證高爐生產順行，通過精細化管理消除高生礦比爐料結構的一系列弊端。
參考文獻
[1] 張壽榮.高爐高效冶煉技術[M].北京：冶金工業出版社，2015：160.