摘  要  濟(jì)鋼3200m3高爐使用低品質(zhì)資源礦冶煉，渣比、爐渣中A12O3等指標(biāo)較國內(nèi)同類型高爐明顯偏高，由此帶來產(chǎn)量下降、燃料消耗升高等問題，通過優(yōu)化操作調(diào)劑，并在此基礎(chǔ)上優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)，合理挖潛現(xiàn)有工藝技術(shù)條件，實(shí)施較低硅冶煉操作等，保持爐況穩(wěn)定順行，高爐利用系數(shù)、燃料比等指標(biāo)保持在較好水平。

關(guān)鍵詞   高爐   低品質(zhì)   工藝技術(shù)

1    前言

為適應(yīng)市場、降低生鐵成本，濟(jì)鋼3200 m3高爐開展優(yōu)化原料降低生鐵成本的攻關(guān)試驗(yàn)，入爐品位降低，渣比、渣中Al2O3大幅度升高。面對原燃料條件及爐況的變化，通過創(chuàng)新宏觀操作理念，強(qiáng)化爐況管控，優(yōu)化操作調(diào)劑，推行爐況精準(zhǔn)化、趨勢化管理，為適應(yīng)低品質(zhì)爐料冶煉提供良好的爐況基礎(chǔ)，并在此基礎(chǔ)上優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)，合理挖潛現(xiàn)有工藝技術(shù)條件，探索出一套適合濟(jì)鋼高爐低品位條件下的技術(shù)路線，實(shí)現(xiàn)了指標(biāo)的持續(xù)優(yōu)化和成本的持續(xù)降低，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

2    原料條件變化及其帶來的技術(shù)難題

2.1   原料條件

和國內(nèi)其它同類型的高爐相比，濟(jì)鋼3200m3高爐原燃料條件的劣勢主要表現(xiàn)如下幾個方面：

同時濟(jì)鋼3200m3高爐的原料還具有熱態(tài)性能較差、堿金屬含量高，成分波動大等諸多不利因素。

2.2   低品質(zhì)原料給高爐操作帶來的技術(shù)難題

低品質(zhì)料的大量配加，給高爐的順行帶來很大的威脅，具體表現(xiàn)如下：

（1）渣比升高，高爐下部軟熔帶和滴落帶透氣透液性變差，風(fēng)壓和壓差升高、高爐不接受風(fēng)量，威脅高爐順行和強(qiáng)化；煤氣利用變差，消耗升高，不接受提高煤氣利用率等改善高爐技術(shù)指標(biāo)的措施。

（2）高Al2O3渣系爐渣粘度大，熱穩(wěn)定性差，增加爐缸渣鐵滯留率，高爐下部及爐缸透氣透液性變差，使得爐缸的工作狀態(tài)進(jìn)一步變差，鐵口不好維護(hù)，對角的兩個鐵口鐵水溫度和出鐵量明顯偏差。

3    創(chuàng)新宏觀操作理念，為適應(yīng)低品質(zhì)爐料冶煉提供良好的爐況基礎(chǔ)

3.1   創(chuàng)新思維，解決低品質(zhì)原料帶來的技術(shù)難題

針對低品質(zhì)資源高爐冶煉的技術(shù)障礙，根據(jù)“順行是基礎(chǔ)，爐缸是核心，風(fēng)量是生命線”的大型高爐操作原則，創(chuàng)新提出強(qiáng)動力冶煉理念，并制定總的技術(shù)思路如下：

（1）高爐以提升風(fēng)量、提高風(fēng)速為核心，實(shí)現(xiàn)大風(fēng)量、高風(fēng)速冶煉，使初始?xì)饬鞔低钢行?，吹活爐缸，減小爐缸“死焦堆”空間體積，增強(qiáng)爐況的順行程度，提高爐缸受風(fēng)能力和爐況抵抗能力；

（2）通過上下部調(diào)劑相結(jié)合控制軟熔帶的合理的形狀和位置，達(dá)到氣流合理的二次分布和提高間接還原區(qū)間，提高煤氣利用的目的；

（3）以選擇合適的鎂鋁比為手段，以降低爐渣粘度，提高爐渣熱穩(wěn)定性和良好流動性為目的，從高爐熱力學(xué)條件入手繼續(xù)優(yōu)化渣系性能。在保證鐵水物理熱1520℃的同時，優(yōu)化熱制度，逐步降低鐵水硅素，實(shí)現(xiàn)高Al2O3、高渣比、低品質(zhì)礦下的低硅冶煉。

3.2   下部送風(fēng)制度的優(yōu)化

風(fēng)口循環(huán)區(qū)是煤氣流分布的起點(diǎn)，對氣流二、三次分布起主導(dǎo)作用。理論研究表明，當(dāng)爐缸循環(huán)區(qū)深度之內(nèi)所占的面積是爐缸總面積的50%時，高爐可獲得最佳的透氣性和燃料比，由此計算，3200m3高爐理論最佳循環(huán)區(qū)深度L=1.858m，以此結(jié)合高爐開爐以來指標(biāo)較好階段的歷史數(shù)據(jù)，根據(jù)理論公式：

L=0.88+0.000092E-0.00031Pc/n

（L—循環(huán)區(qū)深度，E—鼓風(fēng)動能，Pc—噴煤量，n—風(fēng)口數(shù)量）

計算出3200m3高爐理論下限鼓風(fēng)動能15500kg?m/s。在此原則指導(dǎo)下，確定通過以整體縮小進(jìn)風(fēng)面積來優(yōu)化下部送風(fēng)制度。

根據(jù)濟(jì)鋼3200m3高爐開爐以來的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將風(fēng)口面積由初期的0.43m2縮小到到0.41m2以內(nèi)，將標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速、鼓風(fēng)動能由初期的230～235m/s、13000～15000kg.m/s提高到標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速≥250m/s、實(shí)際風(fēng)速≥270 m/s、鼓風(fēng)動能16500～17000kg.m/s。

3.3   上部裝料制度的創(chuàng)新優(yōu)化

濟(jì)鋼3200m3高爐開爐初期使用帶中心加焦的布料模式，在當(dāng)時也取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，但隨著原燃料質(zhì)量不斷下滑，低品位經(jīng)濟(jì)料的大幅配加，這種布料模式逐漸的不能滿足生產(chǎn)需要，主要表現(xiàn)在透氣性差、壓差高、不易加風(fēng)強(qiáng)化，煤氣利用率低、燃料消耗偏高。  

通過反復(fù)論證，濟(jì)鋼3200m3高爐決定取消中心加焦，使用平臺加漏斗的布料模式，逐步修正并固化了高爐布料制度基本操作參數(shù)的控制標(biāo)準(zhǔn)：

（1）逐步優(yōu)化礦石角差，由之前的5.5～6.5逐步至擴(kuò)大至6.5～7.5o，使礦石平臺保持在1.2～1.5m左右的寬度，減小中心無礦區(qū)的面積；

（2）以爐喉徑向煤氣分布合理為原則，確定了十字測溫和爐頂溫度控制標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)高爐徑向礦焦比的調(diào)整，提升煤氣利用率；

（3）隨著風(fēng)量的提升，圍繞料面形狀穩(wěn)定、中心氣流暢通但又不過吹的要求，逐步減少內(nèi)環(huán)空焦檔位的焦量，并平鋪礦層。

通過調(diào)整，爐內(nèi)圓周氣流及操作爐型穩(wěn)定性提升，爐頂溫度由的以前的130～160℃降低至110℃左右，鐵水物理熱充沛，爐況穩(wěn)定性增強(qiáng)。

3.4    優(yōu)化操作調(diào)劑，積極推進(jìn)低品質(zhì)原料條件下的低硅冶煉

（1）通過優(yōu)化上部調(diào)劑提升煤氣利用，為低硅冶煉提供熱量基礎(chǔ)

利用“平臺+漏斗”無中心加焦布料模式的優(yōu)勢；濟(jì)鋼3200m3高爐煤氣利用率長期維持在49%左右的水平，在入爐品位不斷降低的前提下，燃料比控制在495～505kg/t之間。煤氣利用率的提升，規(guī)避了經(jīng)濟(jì)料條件下燃料比了大幅度上升，促使渣鐵物理熱上升，為低硅冶煉打下了基礎(chǔ)。

（2）挖潛現(xiàn)有工藝條件，實(shí)施高風(fēng)溫、高頂壓操作

提高風(fēng)溫使用水平，使高溫區(qū)下移，進(jìn)一步抑制硅的還原。正常爐況時，風(fēng)溫不作為調(diào)劑爐溫手段，配合適量加濕，風(fēng)溫使用水平大幅度提升。

提升頂壓水平，使?fàn)t內(nèi)煤氣中Pco值升高，可抑制硅的還原。自2015年以后開始嘗試提升頂壓水平，目前3200m3高爐提升至230kpa以上。

（3）優(yōu)化造渣，控制適宜堿度、渣中氧化鎂

在冶煉實(shí)踐中，針對濟(jì)鋼高爐的高Al2O3渣系特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，將爐渣的二元堿度控制在1.18-1.22之間，為增加渣中MgO含量，適當(dāng)配加蛇紋石，將鎂鋁比控制在0.5-0.6之間，解決低硅冶煉中單獨(dú)提高爐渣堿度后帶來的爐渣流動性變差的問題。

（4）優(yōu)化爐前出鐵制度

低品位高渣比冶煉給爐前出鐵帶來一定的難度，由于渣比較高，容易出現(xiàn)渣鐵排放不及時造成憋風(fēng)現(xiàn)象，因此出臺爐前出鐵控制標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)爐前作業(yè)的管理，減少憋風(fēng)次數(shù)和程度，維持操作爐型和氣流的穩(wěn)定。

3.5    推行爐況精準(zhǔn)化、趨勢化管理，建立定期處理爐況的運(yùn)行機(jī)制

為保證爐況的長期穩(wěn)定順行，建立爐況宏觀管控體系，形成一系列的管理制度及技術(shù)創(chuàng)新，為高爐指標(biāo)持續(xù)改善奠定基礎(chǔ)。

通過推行《3200m3高爐崗位考核制度》，統(tǒng)一思想，明確思路，并強(qiáng)化執(zhí)行力的考核；利用高爐趨勢化管理的方法來發(fā)現(xiàn)問題并及時給予預(yù)防性的解決；考慮長期使用經(jīng)濟(jì)料對爐況的不良影響，制度了《3200m3高爐風(fēng)量萎縮應(yīng)對機(jī)制》、 《3200m3高爐爐缸活性的控制與管理》、 《3200 m3高爐爐況失?？焖偬幚響?yīng)急預(yù)案》等一系列預(yù)案及制度，對爐況進(jìn)行定期處理，確保經(jīng)濟(jì)冶煉條件下的爐況 穩(wěn)定。

4    在爐況穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，進(jìn)行優(yōu)化挖潛降成本

4.1   實(shí)施“三提一降”，對爐料結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)降成本優(yōu)勢

（1）提高燒結(jié)料中經(jīng)濟(jì)料比例

通過提高優(yōu)化原料結(jié)構(gòu)，3200 m3高爐所用燒結(jié)一直配加塞礦，新鮮料中塞礦及高硅礦比例最高達(dá)到35%以上。隨著塞礦比例的提升，同時對熔劑結(jié)構(gòu)優(yōu)化，輕燒白云石、石灰石粉等熔劑增量使用，促使燒結(jié)成本有效的降低。

（2）提高入爐燒結(jié)配比

通過提高入爐燒結(jié)礦配比帶動結(jié)構(gòu)優(yōu)化，2016年3200 m3高爐燒結(jié)礦配比基本保持在75%以上。

（3）提高入爐塊礦比例

 通過提高塊礦比例，持續(xù)探索經(jīng)濟(jì)爐料結(jié)構(gòu)，高爐大量消化羅伊山、海南礦等劣質(zhì)塊礦，有效促進(jìn)結(jié)構(gòu)成本降低。

（4）降低普通球的配比

通過入爐結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，目前價格較高的普通球團(tuán)在3200 m3高爐爐料結(jié)構(gòu)中比重大幅降低至5%左右。

4.2   加強(qiáng)設(shè)備管理，降低休慢風(fēng)率

通過加強(qiáng)設(shè)備基礎(chǔ)管理，完善車間內(nèi)部設(shè)備包機(jī)責(zé)任、設(shè)備事故管理辦法，做到分工到人，職責(zé)清晰，提升職工的工作責(zé)任心，實(shí)現(xiàn)了三個月一次的長計劃檢修周期，保障了爐況的長期穩(wěn)定運(yùn)行。

5    取得效果

5.1   爐況穩(wěn)定性改善，高爐接受風(fēng)量能力大幅提高

通過推行強(qiáng)動力理念并付諸于冶煉實(shí)際，高爐風(fēng)量水平不斷提升，透氣性指數(shù)逐步改善，提高了高爐爐況抗干擾能力，為低品質(zhì)料冶煉提供爐況基礎(chǔ)。

5.2    主要指標(biāo)完成情況

通過以上各方面的優(yōu)化，濟(jì)鋼3200m3高爐在高渣比、高渣中Al2O3的情形下，利用系數(shù)及燃料比保持了較好的水平（進(jìn)入冬季以后，受霧霾限產(chǎn)影響，高爐11、12月指標(biāo)有所下滑）。

6    結(jié)語

（1）通過強(qiáng)化爐況管控，優(yōu)化操作調(diào)劑，推行爐況精準(zhǔn)化、趨勢化管理，確保了濟(jì)鋼3200m3高爐在低品質(zhì)原料條件下的爐況穩(wěn)定順行。

（2）積極適應(yīng)經(jīng)濟(jì)爐料結(jié)構(gòu)，實(shí)施低硅冶煉操作，并進(jìn)行一系列的挖潛降本工作是濟(jì)鋼3200m3高爐降低成本的有效措施。