摘  要  隨著鋼鐵企業(yè)競爭的不斷加劇，降低噸鐵能耗顯得尤為重要。針對(duì)此種情況，長鋼9號(hào)高爐進(jìn)行低硅冶煉操作，對(duì)生鐵含[Si]穩(wěn)定率（即鐵水含[Si]量在0.30%-0.50%的鐵量與總鐵量的百分比）進(jìn)行攻關(guān)。通過加強(qiáng)原燃料質(zhì)量管控、探究合理的操作制度、富氧、高風(fēng)溫技術(shù)、提高爐頂壓力等措施，生鐵含[Si]穩(wěn)定率達(dá)到了70.2%。這對(duì)降低噸鐵能耗起到了一定的效果。

關(guān)鍵詞  高爐  生鐵含[Si]穩(wěn)定率  操作  噸鐵能耗

長鋼9號(hào)高爐有效容積1080m3，20個(gè)風(fēng)口，2個(gè)鐵口，于2009年6月開產(chǎn)。經(jīng)過連續(xù)4年的生產(chǎn)，于2013年發(fā)現(xiàn)爐缸二段局部冷卻壁熱流強(qiáng)度升高，局部高于控制標(biāo)準(zhǔn)8000kcal/m2?h。同時(shí)，爐缸三段冷卻壁熱流強(qiáng)度整體升高，從2013年起，長鋼通過制定護(hù)爐標(biāo)準(zhǔn)、采取多種措施（[Si]控制在0.45%-0.70%）對(duì)9號(hào)高爐進(jìn)行護(hù)爐。2014年9月份，對(duì)9號(hào)高爐爐身上部無冷區(qū)進(jìn)行了噴補(bǔ)造襯。至2017年1月份，爐缸二段、三段冷卻壁水溫差和熱流強(qiáng)度整體穩(wěn)定且處于控制范圍內(nèi)，護(hù)爐效果明顯且爐缸工作狀態(tài)活躍。從2017年1月份后期起，高爐操作方針調(diào)整[Si]控制在0.30%-0.50%。進(jìn)行低硅冶煉操作，降低噸鐵能耗，為煉鋼工序創(chuàng)造積極條件，為節(jié)能減排邁出堅(jiān)實(shí)一步。

1  加強(qiáng)原燃料質(zhì)量管控

加強(qiáng)槽下原燃料的質(zhì)量檢查工作，確保入爐原燃料質(zhì)量符合控制標(biāo)準(zhǔn)。高爐操作人員及時(shí)掌握各種原燃料的冶金性能，做到上料科學(xué)合理。

1.1  提高入爐焦炭質(zhì)量

煤比提高后，焦炭層變薄，焦窗變小，焦柱的負(fù)荷增加，提高焦炭質(zhì)量尤為重要[1]。9號(hào)高爐目前已不再使用外購焦，全部采用自產(chǎn)干熄焦+少量自產(chǎn)濕熄焦的焦炭結(jié)構(gòu)。自產(chǎn)焦的熱反應(yīng)性CSR及反應(yīng)后強(qiáng)度CRI等主要指標(biāo)（見表1）較外購焦要好，質(zhì)量穩(wěn)定。高爐在目前的焦炭結(jié)構(gòu)下，應(yīng)盡量使用自產(chǎn)干熄焦。在干熄焦產(chǎn)量不足時(shí)，適量配用少量自產(chǎn)濕熄焦。

1.2  加強(qiáng)篩分管理，保證篩分效果

高爐反應(yīng)屬于氣固相反應(yīng)，大量粉末入爐，易使塊狀帶透氣性惡化。因此9號(hào)高爐嚴(yán)格控制入爐原燃料的粉末率，定期對(duì)各振動(dòng)篩進(jìn)行清理，保證入爐粉末率＜5%。為了降低燒結(jié)返礦率，及時(shí)更換磨損的燒結(jié)礦篩，同時(shí)嚴(yán)格控制燒結(jié)礦和焦炭的倉門大小、振料時(shí)間以調(diào)節(jié)下料速度，確保篩分效果。

1.3  爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化

長鋼自產(chǎn)球團(tuán)停產(chǎn)后又停止了外購球團(tuán)的采購，同時(shí)對(duì)各類原料的采購、進(jìn)廠和生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行了優(yōu)化整合。高爐爐料結(jié)構(gòu)明顯變化，由原來的高堿度燒結(jié)礦+球團(tuán)礦+生礦變?yōu)槟壳暗母邏A度燒結(jié)礦+生礦+少量鋼渣，必要時(shí)用適量硅石調(diào)節(jié)爐渣堿度。該爐料結(jié)構(gòu)既有利于軟熔帶的形成，又有利于低硅生鐵冶煉，爐況順行且高爐煤氣利用較好。

2  探究合理的操作制度

2.1  送風(fēng)制度

采用合理的送風(fēng)制度不僅使初始煤氣流分布合理，而且可以活躍爐缸，保持充沛的爐缸溫度。為此需要合理的風(fēng)口布局，使風(fēng)速和鼓風(fēng)動(dòng)能在一個(gè)比較適宜的范圍。9號(hào)高爐風(fēng)口布局見表2。

2.2  裝料制度

調(diào)整裝料制度，控制好煤氣流分布，不僅是高爐順行的需要，也是延長高爐壽命的重要措施。9號(hào)高爐料制為C↓O↓，礦批為31t/批，料線1.0m。采用多環(huán)布料，布料方式為C:31(3)29(2)27(2)25(3)O:30(2)29(3)27(3)，使焦礦落點(diǎn)趨于邊緣，適當(dāng)抑制邊緣氣流，保證爐料與煤氣流運(yùn)動(dòng)相適應(yīng)，改善煤氣利用，增加間接還原，降低軟熔帶位置和滴落帶高度，減少C與SiO2接觸的機(jī)會(huì)，適宜低硅冶煉，降低入爐焦比。

2.3  熱制度和造渣制度

爐缸熱量充沛穩(wěn)定是爐況穩(wěn)定的必要條件。在高爐操作中摒棄放爐溫出鐵的思想，日常生產(chǎn)中注重控制爐溫穩(wěn)定性，使其具有充沛的爐缸溫度。在確保充足的渣鐵物理熱和流動(dòng)性前提下，9號(hào)高爐穩(wěn)定鐵水含[Si]量在0.30%-0.50%。嚴(yán)格執(zhí)行高爐操作方針，對(duì)生鐵含[Si]穩(wěn)定率進(jìn)行考核，加強(qiáng)值班工長管理，減少爐溫波動(dòng)。

2.4  冷卻制度

冷卻制度的調(diào)整通常是減少或增加冷卻水流量以改變爐內(nèi)渣皮厚度，從而影響高爐邊緣的煤氣分布。冷卻水流量調(diào)整的核心是合理的冷卻水流速，冷卻壁通道內(nèi)的水速應(yīng)不低于懸浮物沉淀或產(chǎn)生膜狀沸騰的臨界流速，確保冷卻水與冷卻壁對(duì)流傳熱系數(shù)在較高水平[2]。9號(hào)高爐中壓水流量為950m3/min，壓力為0.50Mpa；高壓水壓力為1.20MPa，保證爐缸1-3段冷卻壁達(dá)到1.5m/s的冷卻水流速。

3  降低鐵水含[Si]冶煉措施

3.1  提高風(fēng)溫水平

9號(hào)高爐充分發(fā)揮煤氣、空氣雙預(yù)熱系統(tǒng)優(yōu)勢，強(qiáng)化熱風(fēng)爐燒爐操作，使用高爐煤氣摻燒適量焦?fàn)t煤氣或轉(zhuǎn)爐煤氣提高風(fēng)溫到1180-1200℃。為提高煤比提供了有利條件，煤比達(dá)到152-165kg/t.Fe。

3.2  強(qiáng)化富氧鼓風(fēng)

富氧不但可增加風(fēng)口前燃燒焦炭量、加快下料速度，而且提高了風(fēng)口前理論燃燒溫度。生產(chǎn)實(shí)踐證明，富氧率提高1%，理論燃燒溫度提高40-50℃，提高煤比20-30kg/t.Fe。9號(hào)高爐富氧量達(dá)到5000m3/h，富氧率達(dá)到2.3%，從而保證下料速度。

3.3  保證風(fēng)口前適宜的理論燃燒溫度

風(fēng)口前理論燃燒溫度是高爐冶煉的重要參數(shù)，在一定程度上決定了爐缸熱狀態(tài)。過高的理論燃燒溫度將引起料柱透氣性變差，過低則導(dǎo)致高爐下部渣鐵物理熱不足，引起未燃煤粉量增加[3]。9號(hào)高爐理論燃燒溫度控制在2100-2200℃。

3.4  提高爐頂壓力，改善煤氣利用

爐頂壓力提高后，一方面可以降低煤氣流速，延長其在爐內(nèi)的滯留時(shí)間，增加了煤氣與礦石的接觸時(shí)間，有利于礦石還原，提高煤氣利用率；另一方面可抑制氣體中間產(chǎn)物SiO2的生成，使SiO2的還原反應(yīng)受到抑制。9號(hào)高爐爐頂壓力穩(wěn)定在170KPa，高爐爐況順行狀況得以改善，鐵水物理熱提高，生鐵含[Si]量降低。

3.5  適當(dāng)提高爐渣堿度

爐渣堿度提高可降低渣中SiO2的活度，抑制SiO2還原，同時(shí)使成渣帶位置下移，SiO2還原反應(yīng)區(qū)間變窄，還原硅量相對(duì)減少，有利于低硅冶煉。9號(hào)高爐爐渣中Al2O3含量為14%左右，因此爐渣堿度不能太高，否則會(huì)使?fàn)t渣穩(wěn)定性和脫硫能力變差。9號(hào)高爐爐渣堿度穩(wěn)定在1.15-1.20，既保證生鐵質(zhì)量又保證爐渣穩(wěn)定性。

4  冶煉效果

9號(hào)高爐自2017年1月份后期護(hù)爐工作結(jié)束后，高爐操作制度趨于合理，各項(xiàng)低硅冶煉措施得以實(shí)施，低硅冶煉操作取得了一定效果，表3為1-3月份的9號(hào)高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，圖1為1-3月份的9號(hào)高爐生鐵含[Si]穩(wěn)定率指標(biāo)。

低硅冶煉效益分析：9號(hào)高爐生鐵含[Si]穩(wěn)定率達(dá)到了70.2%，完成了計(jì)劃目標(biāo)（≥70%）。以生鐵含[Si]量0.45%為參考基準(zhǔn)，降低0.10%可降低焦比4kg/t，焦炭單價(jià)目前按1300元/t計(jì)算，9號(hào)高爐年產(chǎn)量按114萬噸計(jì)算，從而降低焦炭費(fèi)用約594萬元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

5  參考文獻(xiàn)

[1] 項(xiàng)鐘庸，王筱留.高爐煉鐵工藝設(shè)計(jì)與理論[M].北京：冶金工業(yè)出版社.

[2] 王筱留.高爐生產(chǎn)知識(shí)問答.北京：冶金工業(yè)出版社.2003.

[3] 張正好等.梅鋼4號(hào)高爐穩(wěn)定爐體熱負(fù)荷實(shí)踐.煉鐵.2011.