济钢231750高炉低品质资源冶炼技术进步

济钢2#1750m3高炉低品质资源冶炼技术进步刘德楼，张雷忠，杨云，王聪，胡小龙(济南钢铁集团)摘要：本文通过对济钢高炉目前使用低品质资源情况的全面分析，总结出其主要影响，提出初步的应对思路。

并就高炉本身冶炼特点做了深入研究，提炼出相应操作方针，在实践中取得良好效果。

关键词：高炉；低品质；冶炼；顺行；低成本由于受全球金融危机的影响，国内外钢铁市场形势持续严峻。

2011年底至2012年以来，济钢开始提出低品质资源冶炼降成本保生存总体方向，低品质炉料对高炉炉况影响更为复杂。

为了探索一条在新形势、新原燃料条件下进一步稳定炉况、降低燃料消耗、降低成本的技术途径，以逐步建立起1750m3高炉“低品位、高渣比、高Al2O3渣系、高杂质元素、高碱金属”条件下，高炉低耗高效冶炼技术体系，在2#1750m3高炉展开综合技术攻关，取得满意效果。

1低品质资源冶炼的基本分析通过认真分析，我们得出低品质资源条件下高炉冶炼的技术障碍，并制定相应技术对策，如表1所示。

2 低品质资源高炉冶炼的理论探讨及技术对策2．1低品质资源高炉冶炼总的技术思路选择低品质资源高炉冶炼总的技术思路针对低品质资源高炉冶炼的技术障碍，我们提出总的技术思路如下：牢固树立“以热力学条件为基础，以动力学条件为突破，以外围稳定及精细调剂为保障”的高炉操作理念。

高炉以提升风量、提高风速为核心，吹透中心，活跃炉缸，解决低品位、高渣比、大富氧、高煤比强化冶炼，逐步解决高炉透气透液眭变差的技术难题，增强炉况的顺行程度和抵抗能力。

2．2低品质资源高炉强化冶炼透气性的技术分析及初步解决方案低品位、高渣比、大富氧、高煤比强化冶炼，必然带来高炉透气性变差的技术难题，这也是低品质资源高炉低焦比强化冶炼的最大技术障碍，是必须首要解决的矛盾问题。

2．2．1高渣比、大煤比、低焦比，富氧强化冶炼，带来高炉内各区域透气、透液情况变化如图1所示2．2．2大风量、高风速、高动能是解决透气透液问题的技术方向和根本途径—风口回旋区截面积要达到炉缸截面积的50％根据风口回旋区截面积达到炉缸截面积的50％原则，济钢1750高炉回旋区深度应在1．4—1．5m，最短≮1．2m。

实际风速提至250m/s以上，动能提至10000 kg．m/s以上，保持风量3500 m3／min以上，送风比达到2．0。

一季度风速达不到235 m／s，所以适当缩小并加长风口，提顶压保透指(工程计算透指术21 m3／min．KPa)尽最大努力提升风量是1750高炉下一步送风制度的调整方向，这是基础和根本。

2．2．3上下部调剂相结合控制合适的煤气流分布合理煤气流分布的标志炉况稳定顺行高产；煤气利用率高，燃料比低；炉型稳定，炉体热负荷低而适度，高炉长寿。

因此要求煤气流分布做到周向均匀，径向合理。

径向分布应该是：中心保持一个阻力较小的煤气流通道，但范因不宜过宽，边缘亦有适量的煤气流，在中心环区则尽量呈均匀平坦的分布。

如日本提出合理的煤气流分布应使炉喉煤气温度呈L型分布或呈正态曲线分布。

2．2．4中心加焦是控制合适的煤气流分布的有效手段之一1750高炉保持中心加焦布料模式下，槽下焦炭分类、分粒级入炉是有效的技术手段。

将质量较好、粒度较大的纯净焦炭分类入炉加入中心，有利于开放中心和向炉缸中心输送质量较好的大块焦炭。

2．3高Al2O3渣系的冶炼技术对策2．3．1高Al2O3对渣系的影响实验结果表明，随着高炉炉渣中Al2O3含量增大，炉渣粘度相应升高，流动性变差。

在固定MgO及二元碱度不变的前提下，Al2O3从17％增加到20％，炉渣粘度增加十分明显。

Al2O3每增加1％，在1480℃和1500℃时，粘度增加4％左右；而低于1480℃的温度范围内，粘度增加达10％甚至更高。

相关研究表明，在高Al2O3含量的碱性渣中，炉渣中的Al2O3吸收氧离子构成(AlO4)5-复合阴离子团，容易出现结晶能力很强的高熔点复杂化合物如尖晶石，铝酸一钙等，在Al2O3含量达到18％时，尖晶石和铝酸一钙含量继续增加，会出现钙长石等对炉渣粘度影响更大的矿相组分，内部结构更加复杂，形成大量的非均匀相。

很容易结晶出来以固体状态存在炉渣熔体中，造成炉渣粘度增大，流动性变差。

2．3．2 MgO对高Al2O3渣系的影响增加MgO量会降低炉渣的粘度，改善炉渣的流动性，特别是炉渣中Al2O3含量很高时，MgO的作用尤为明显。

因为MgO能够增加炉渣中O2-,简化铝氧和硅氧复合阴离子团的复杂程度，并促使其解体，从而降低炉渣粘度。

由于MgO的作用主要是简化铝氧复合阴离子团的复杂程度，因此Al2O3含量越高MgO的作用就越明显。

3 低品质资源冶炼在2#1750高炉生产实践中的影响3．1最主要影响。

由于高炉使用大量低品位、高Al2O3经济矿的炉料结构，原燃料条件变差，综合入炉品位偏低，渣比高，渣中Al2O3含量大幅上升(表2)，对炉内透气性、炉缸活跃、炉型规整影响很大。

根据武钢高铝渣冶炼经验，在Al2O3含量达到18％以上时，要把物理热作为热制度评价的第一标准，要求其范围为1500～1530℃；其次是[Si]，要求其范围为0．4．5％―0．60％。

所以高铝渣系冶炼消耗了大量的热量，是造成燃耗高的重要原因。

图4、5、6表明了Al2O3对炉渣粘度及熔化性温度的影响规律。

3．2低品质矿的其他影响高渣比直接影响炉缸、滴落带的透气、透液性，影响风量、风速、动能，使中心不活；Zn元素含量高造成上部粘接，直接影响顺行；碱金属破坏炉衬，并且影响焦炭性能；3．3低品质资源(焦炭、煤粉等)的其他影响配煤结构变化，影响焦炭质量；喷吹煤粉结构调整，煤粉固定碳下降，整体质量下滑，引起炉缸工作恶化，整体透气性变差，炉况难以驾驭。

4 201 1年及201 2年初2#1 750高炉运行情况201 1年以来，低品质资源综合作用下，高炉炉况欠佳，主要表现为：炉况不够稳定，风量风压波动大，时有塌料；高炉燃料消耗高，几次燃料消耗攻关效果均不理想；炉缸热量不足，铁水温度偏低，炉温波动大，[Si]偏差都很大，201 1年都在0．13以上，2012年1月份0．14，2月份0．151，3月份0．139；炉缸工作不均匀，高炉风口破损多，2012年前6个月共损坏20个风口；高炉炉缸碳砖侧壁侵蚀严重，成为高炉长寿的制约环节。

2011年全年及2012年前2个月2#1750 m3高炉炉缸侧壁8．095m H1点一直在高位波动。

在这种情况下，依据上述理论分析的成果，结合生产实际，我们做了一系列探讨与实践，形成了比较成熟的方法与思路，在炉况稳定及指标突破方面均有很大进步。

5低品质资源冶炼条件下炉况的适应及技术调整进入2012年以来，为适应低品质资源，消化其不利影响，我们主要做了以下工作：5．1尽力保持炉况顺行，以顺行为第一任务。

5．1．1注意炉缸工作状态，随时处理炉缸。

炉缸不好是万恶之源，80％的炉况波动都与炉缸有关。

保证充足的炉温基础，保持良好的渣铁流动性，保证足够理论燃烧温度，为顺行打下基础。

持续处理炉缸的结果表现处理：渣铁温度充沛，流动性良好；风口活跃；炉身温度波动减少；水温差波动减少；燃料比持续降低。

5．1．2调匀圆周气流，控制局部小气流，打开中心气流。

根据放铁情况、探尺工作情况、炉身温度波动情况，判断初始气流分布，以此来调整风口布局。

5．1．3严控炉温，落实责任，避免低炉温。

炉温作为一把手工程，责任落实到作业长，认真研究炉温波动规律，不断提高炉温调控水平。

5．1．4坚持中心加焦矩阵模式，中心焦量保持在30．33％水平，保持好中心煤气通道。

5．2实现高炉动力学条件的突破5．2．1逐步加长、缩小风口。

在两铁口夹角区域缩小风口面积，对侧扩大，逐步调匀了圆周气流。

5．2．2保持好炉缸，尤其注意避免低炉温粘接，高碱度粘接，渣铁排放不及时粘接，风口区温度不足粘接。

5．2．3避免5、6、7段温度过低、呆死。

周期性减煤、提炉温、提高氧量处理炉腹，保持炉腹、风口区开阔。

5．2．4稳步加风。

以全压差为标准，分阶段增加入炉风量，保持透气性指数不变，在提高炉况接受风量基础上，强化操作人员加风意识。

通过我们的工作，入炉风量有很大提高，为炉缸活跃打下了基础，如下图7所示。

5．3提高炉顶压力，控制全压差提高炉顶压力，使煤气在高炉中停留时间加长，提高煤气利用。

另外，提高炉项压力还有利于稳定煤气流，促进高炉稳定顺行，提高煤气利用率。

炉顶压力每提高0．1％，降低焦比0．5％。

为逐步提高风量创造条件，高炉顶压由原来的195KPa提高到210KPa以上，全压差控制在160KPa以内，透气性指数基本在20 m3／m．kpa以上。

5．4稳定较大矿批稳定矿批在53．55t，根据高炉冶炼特点和高炉炉型特征，炉料在下降过程中，位置越低，料层越薄。

在炉腰处料层最薄，而且下部温度梯度大，对于软化和熔融区间宽的炉料，采取降低高温区的操作，气流调剂适当控制边缘气流，降低软熔带高度，可以减小软熔带层宽度及波动。

加大批重，可稳定上部煤气流，改善煤气利用，增大软熔带焦炭夹层厚度，有利于气流穿过软熔带，降低下部压差，改善透气性；界面效应的减少，压差下降，也有利于高炉透气性的改善，使煤气流更稳定，分布更合理。

5．5积极调整布料矩阵根据矿批变化后气流变化情况(边缘气流及中心都受到抑制)，逐步规整边缘焦炭平台并减小角差，既保持边缘气流的稳定，同时，也保证中心气流的畅通。

2#1750高炉在提高顶压的基础上，采取稳定矿批和布料矩阵调整两种措施相结合的办法，分阶段开展工作，最终形成比较合理的矩阵形式料线1400／1300mm。

布料矩阵总的调整方向可以总结为：总角差以13°左右为宜；目前看较大矿批以6环布料较好；中心焦量保持在31-33％为宜；矿加权平均角保持37°左右比较合适。

5．6送风制度优化利用休风机会对风口进行调整，风口面积逐步稳定在0．260-0．265m2，在风口布局上力求均匀。

通过送风制度调整达到三方面效果：1、纠正炉缸偏行；2、减缓炉腹粘结；3，提高风速、动能。

风速、动能2012年来变化如图8、9所示5．7调整后的气流变化通过不断对制度的优化调整，2#1750m3高炉煤气分布也逐步趋于合理CO2利用率在原燃料不断恶化的条件下保持了稳定。

5．8增加、保持好炉料结构，以结构降成本。

经济块矿比例(如高铝伊朗矿、南非矿、巴西矿等)逐步增加至19-20％水平，其效益是明显的。

炉料结构优化是今年济钢降成本的重头戏，我们必须去适应，靠我们的积极工作来化解经济块矿比例高带来的矛盾。

事实证明我们在保证炉况顺行，适应炉料结构变化方面所做工作是卓有成效的。

5．9坚持好精细、精准调剂。

向操作要效益，向过程要成本。

全面向永峰厂学习，能固定的变量均固定下来，尽量减少变量操作。