龍鋼高爐提高塊礦配比實踐

李斌宜

（陜鋼集團(tuán)龍鋼公司煉鐵廠）

摘  要：通過對高爐配加的幾種塊礦成分及冶金性能的檢測分析，科學(xué)優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)，針對配加過程中遇到的問題，采取合理的措施，提高了塊礦入爐比例，實現(xiàn)了降本增效，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：高爐；塊礦配比；實踐　

1 前言

龍鋼煉鐵廠現(xiàn)有1280 m³高爐2座、1800 m³高爐3座。2017年，隨著高爐產(chǎn)能提升球團(tuán)供應(yīng)不足，塊礦比例不斷提高，由年均5%增大至15%以上，最高月均16.6%，最高日均22%。塊礦比例加大后供應(yīng)矛盾逐漸顯現(xiàn)，導(dǎo)致品種由4種增加至7種、質(zhì)量波動大。尤其是3月份的羅依山塊和11月份的克里夫斯塊，嚴(yán)重影響高爐穩(wěn)定生產(chǎn)，通過試驗做熱裂指數(shù)分別高達(dá)17.69%和17.88，采取減少配比量或更換塊礦品種，高爐波動明顯消除。針對現(xiàn)有塊礦品種，在綜合考慮礦石的冶金性能的基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)，摸索合理的塊礦配加比例和品種搭配方式，爐況穩(wěn)定性和適應(yīng)性有所提高，同時進(jìn)一步降低了鐵前成本，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

表1　高爐指標(biāo)

圖1  2017年塊礦比例變化

2 塊礦增加對爐況的影響

2.1 比例增大后不利于爐內(nèi)料柱透氣及爐況穩(wěn)定順行

（1）由于塊礦品種較多，最差時有3-4種塊礦同時從爐后配加，按比例混配，性能差異大，易引起塊狀帶透氣性變差；加之焦炭質(zhì)量沒有提升且波動，塊礦比例提高后，高爐常出現(xiàn)風(fēng)量下降，透氣性指數(shù)下降、中心氣流過小的現(xiàn)象，高塊礦比例難以長期穩(wěn)定。

（2）塊礦中脈石含量少，但Al₂O₃含量高，隨著入爐塊礦比例的增加，渣中Al₂O₃含量由13.2%升高至14.5%，爐渣的流動性略有變差，脫硫能力降低影響生鐵質(zhì)量。

（3）爐溫波動大，頻繁出現(xiàn)低硅鐵，不利于低硅冶煉。

2.2 篩分質(zhì)量變差

（1）龍鋼進(jìn)購的塊礦濕、粉沫較大（高時25%左右），入倉前必須進(jìn)行篩分，要篩去大部分粉沫。同時塊礦采用露天堆放，受陰雨天氣或冬季氣溫影響容易粘結(jié)、凍結(jié)，造成篩分不干凈。

（2）進(jìn)廠后的塊礦采用露天堆放，受天氣影響容易粘結(jié)高爐篩子，造成篩分不干凈，入爐含沫量增加，易造成爐內(nèi)氣流波動。

2.3 不同塊礦的爆裂指數(shù)變化大，易造成塊狀帶透氣性變差，

（1）2017年前龍鋼燒結(jié)實驗室功能不全，塊礦爆裂指數(shù)主要是外送檢測，品種多、檢測周期長，不能及時指導(dǎo)高爐生產(chǎn)。加之供應(yīng)不穩(wěn)定，主要以PB、紐曼、克里夫斯、阿特拉斯、羅依山塊等為主，小料種較多，變料頻繁，造成階段性入爐塊礦品種搭配混亂。

（2）爆裂指數(shù)差異較大

表2 塊礦爆裂指數(shù)

圖2　塊礦爆裂指數(shù)

（3）通過試驗對比不同塊礦熱裂指數(shù)

10月份配阿特拉斯塊和PB塊，阿特拉斯塊熱裂指數(shù)6.3%（內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)≤5%）。11月初配克里夫斯塊和PB塊，爐況出現(xiàn)波動，8日做PB塊熱裂指數(shù)試驗，熱裂指數(shù)為4.47%，與4月8日外送做的PB塊熱裂指數(shù)5.24%相近；14日做克里夫斯塊進(jìn)行熱裂指數(shù)試驗，熱裂指數(shù)高達(dá)17.88%。圖2、圖3為試驗后的克里夫斯塊礦和PB塊試驗后情況。

圖3 克里夫斯塊礦試驗后情況

圖4  PB塊試驗后情況

對比：克里夫斯塊礦熱裂指數(shù)高，加熱到490℃左右就開始爆裂，從試驗中明顯可看出，粉化率大，易造成塊狀帶透氣性變差，造成高爐風(fēng)量萎縮、上部透氣差、頻繁難行。相對比PB塊熱裂指數(shù)低，粉沫少。

因品種不同，塊礦熱爆裂性能、溫度區(qū)間、還原性能等差別較大。參考國內(nèi)塊礦的研究，制定塊礦性能標(biāo)準(zhǔn)。以爆裂指數(shù)越高，配加比例越小為參考標(biāo)準(zhǔn)。選取爆裂指數(shù)相對較低的塊礦作為日常配加的主要礦種，最終選定龍鋼塊礦品種以南非塊、PB塊和紐曼塊為主。

結(jié)合行業(yè)經(jīng)驗，1280高爐按入爐塊礦爆裂指數(shù)＜6%搭配，1800高爐按入爐塊礦爆裂指數(shù)＜5%搭配。

3.2 完善塊礦冶金性能數(shù)據(jù)

完善實驗室功能，增加檢測設(shè)備。目前僅能簡單做塊礦熱爆裂指數(shù)，其它性能無法檢測，通過增加檢測設(shè)備，實現(xiàn)能檢測低溫還原度、還原性、軟化溫度、熔化溫度、軟化溫度區(qū)間等熔滴性能，多種礦在同一溫度下的變化等項目。增加檢測頻次，逐步完善塊礦高溫性能檢測和研究，選擇合適的搭配品種和比例。

12月17日對PB塊做的一次試驗：試樣粒度20-25 mm，實驗溫度700℃，實驗時間30min。

表3　 PB塊高溫性能檢測情況

在實驗中，爆裂溫度只有456℃，熱裂指數(shù)在7.15%，低的有2.46%，最高達(dá)到13.67%。經(jīng)與相關(guān)專家溝通，認(rèn)為同種塊礦名稱，不同的礦場資源混合是不同的，資源混合發(fā)生了問題。建議進(jìn)購時提供或提前采樣做熱裂指數(shù)實驗分析，以便更好的指導(dǎo)生產(chǎn)，確保穩(wěn)定順行。

3.3 日常操作調(diào)整

（1）裝料制度調(diào)整。

在增大塊礦使用配比后，高爐料柱壓差增加，比原來的高出5-8Kp左右，透氣性有所變差，再加之原燃料質(zhì)量波動，操作制度上還在不斷摸索調(diào)整。所以在高爐布料上又做改進(jìn)，將塊礦布在礦帶中間，減少對煤氣流影響。

（2）送風(fēng)制度調(diào)整。

采用逐步調(diào)小風(fēng)口直徑調(diào)劑方法，各爐風(fēng)口面積縮小約1-1.3%，保持足夠的鼓風(fēng)動能，解決了軟溶帶壓差高、透氣性變差問題，爐身水溫差波動減少，基本消除了邊緣局部管道，煤氣利用有所穩(wěn)定。

（3）采用熱球團(tuán)、塊礦混合入倉，降低酸性料水分。

因進(jìn)購的塊礦濕、粉末量大，將生產(chǎn)出未降溫的熱球團(tuán)轉(zhuǎn)運(yùn)至料場，使熱球團(tuán)礦與塊礦按指定比例均勻混合，利用球團(tuán)的熱量將塊礦表面水分烘干，以利于塊礦在爐后篩分時能篩分干凈。

（4）對爐后篩分設(shè)備進(jìn)行改造。

①增加倉位，由2個倉變?yōu)?個倉，振動篩改為復(fù)頻篩。

②控制篩分流量≤20Kg/S；增加塊礦篩板清理頻次，由原1小時空振1次變?yōu)槊?批料放完后空振1次，減少塊礦粉沫入爐。

（5）穩(wěn)定爐溫水平，保持基礎(chǔ)爐溫0.30-0.50%，嚴(yán)禁硅低于0.25%，物理熱穩(wěn)定1500±20℃。

4.1 塊礦比例提高后月產(chǎn)量基本保持穩(wěn)定。

圖5　高爐產(chǎn)量

注：7月份高爐檢修時間長影響產(chǎn)量。

4.2 在燒結(jié)礦同堿度指標(biāo)下，綜合品位略有升高，有利于增產(chǎn)。

圖6　綜合品位

4.3 爐況基本穩(wěn)定，燒壞風(fēng)口個數(shù)、工藝事故、崩料、懸料均比2016年略有下降。

圖7　高爐工藝指標(biāo)

4.4 風(fēng)溫基本保持穩(wěn)定。

圖8　風(fēng)溫對比

4.5 爐溫長期保持穩(wěn)定。

圖9　爐溫對比

5 結(jié)語

塊礦冶金性能比球團(tuán)礦差，但是價格優(yōu)勢明顯；同時塊礦品位高，提高了入爐綜合品位，有利于增產(chǎn)和降本。

原燃料質(zhì)量穩(wěn)定是爐況穩(wěn)定的基礎(chǔ)，選擇合理穩(wěn)定的爐料結(jié)構(gòu)，才能保持爐況和指標(biāo)的長期穩(wěn)定。

針對龍鋼塊礦品種多，不同種類塊礦的高溫性能差異較大的特點，要完善和研究各種塊礦的高溫性能，選擇最適合現(xiàn)有原料條件下的塊礦，以確保高爐爐況的長期穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

[1] 周傳典　《高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊》　冶金工業(yè)出版社　2012年11月

[2] 王筱留　《鋼鐵冶金學(xué)（煉鐵部分）（第3版）》　冶金工業(yè)出版社　2013年2月