天鐵2號高爐強化冶煉實踐

張寶河（天津天鐵冶金集團有限公司煉鐵廠，河北省涉縣056404）

天鐵2號高爐強化冶煉實踐

張寶河（天津天鐵冶金集團有限公司煉鐵廠，河北省涉縣056404）

介紹了天鐵2號高爐大修后實行強化冶煉的實際生產(chǎn)情況。通過采取精料、優(yōu)化裝料制度，控制合適的初始煤氣分布；優(yōu)化操作制度，增加噴煤比以及高風(fēng)溫技術(shù)、低硅冶煉技術(shù)等措施，逐步完善了適合2號高爐生產(chǎn)特點的各項操作制度，保持了高爐長期的穩(wěn)定順行，確保2號高爐的各項經(jīng)濟技術(shù)指標躍上新的臺階。

高爐富氧高風(fēng)溫低硅冶煉操作優(yōu)化

1 概述

天鐵2號高爐于2004年停爐擴容大修，由550 m3擴容為700 m3，采用了一系列先進的技術(shù)裝備水平。其爐缸直徑為6.5 m，有16個風(fēng)口和一個鐵口，采用WZ-C型可擺動溜槽的水封式爐頂，可實現(xiàn)螺旋、扇形、定點、中心加焦等布料方式，從而改善爐況，使煤氣流的分布更加合理，可以有效地降低焦比，提高產(chǎn)量。配以三座新型內(nèi)燃式熱風(fēng)爐，并采用雙預(yù)熱技術(shù)提高風(fēng)溫。進風(fēng)彎管采用高風(fēng)溫波紋補償器，風(fēng)口平臺加裝檢修橋梁，噴煤系統(tǒng)采用雙系列儲煤及噴吹系統(tǒng)。槽下系統(tǒng)采用懸臂篩網(wǎng)技術(shù)，振動篩上方增加振動給料機，使礦石篩分效果明顯提高。爐頂干法除塵及TRT煤氣余壓發(fā)電技術(shù)[1]。

開爐初期由于對無料鐘爐頂布料制度認識不夠，風(fēng)口面積不適宜，富氧率偏低，爐料結(jié)構(gòu)不盡合理，燃料比高，高爐沒有實現(xiàn)高效化生產(chǎn)。進入2009年以來，在經(jīng)濟危機的影響下，受原燃料供應(yīng)緊張、價位攀升及資源運輸影響，導(dǎo)致入爐原料品位和焦炭質(zhì)量下降，特別是焦炭的熱性能劣化。我廠燒結(jié)由于沒有綜合料場，燒結(jié)成分波動較大，使高爐爐渣堿度以及爐溫波動較大，影響了高爐生產(chǎn)高效化進程。由于天鐵集團的鐵水產(chǎn)量一直是制約集團公司發(fā)展壯大的瓶頸，加之鐵水需求量日益加大，2號高爐作為煉鐵生產(chǎn)的主體，強化冶煉勢在必行。所以針對原燃料條件較差的情況，不斷采取各項強化冶煉的舉措，逐步對高爐生產(chǎn)和操作制度進行優(yōu)化，使高爐生產(chǎn)逐步走向了高效化。

2 強化冶煉的主要措施

2.1 精料是基礎(chǔ)

國內(nèi)外的經(jīng)驗均表明，精料是高爐強化冶煉的基礎(chǔ)，因此，應(yīng)將精料放在高爐強化冶煉措施的首位。要想高爐強化冶煉并獲得良好的高爐生產(chǎn)指標，必須改善原燃料質(zhì)量，使原料具有品位高，粒度均勻，強度好，還原和造渣特性優(yōu)良等條件，使燃料（焦炭）具有灰分低，S低，強度高，反應(yīng)性低等優(yōu)良條件[2]。

2.1.1 提高篩分工作

改進入爐料粒度、保證爐料具有良好透氣性的關(guān)鍵之一就是篩除小于5 mm的粉末。2號高爐槽下全部采用的懸臂自清理篩，在生產(chǎn)實踐中采取逐漸增大篩條的間隙來提高過篩效果，在礦、焦倉下料口處裝設(shè)三個下料臨時擋板，根據(jù)原燃料粒度情況，開啟調(diào)劑，確保原燃料篩分充分、減少粉末入爐。

2.1.2 改善燒結(jié)礦冶金性能

近幾年，為改善燒結(jié)礦質(zhì)量，天鐵不斷改進燒結(jié)工序的裝備水平與燒結(jié)工藝，采用厚料層燒結(jié)技術(shù)、環(huán)冷余熱回收技術(shù)、混合制粒造球技術(shù)、富氧燒結(jié)技術(shù)、全富粉燒結(jié)技術(shù)，燒結(jié)礦品位、轉(zhuǎn)鼓指數(shù)、堿度穩(wěn)定率、全鐵穩(wěn)定率、返礦等指標均取得較大提升，為高爐生產(chǎn)提供了優(yōu)質(zhì)原料。

2.1.3 優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)

2001年6號燒結(jié)機建成投產(chǎn)，在滿足煉鐵的生產(chǎn)需要時，為提高入礦品位，集中一臺燒結(jié)機生產(chǎn)酸性燒結(jié)礦，使得高爐熟料率大幅度提高。隨著煉鐵的技術(shù)進步，鐵水產(chǎn)量的不斷攀升，同時使用酸性燒結(jié)礦與堿性燒結(jié)礦的配合已不能滿足煉鐵生產(chǎn)的需要，在全部改為高堿度燒結(jié)礦后，不斷探索合理的爐料結(jié)構(gòu)，改用高堿度燒結(jié)礦配用適當比例的球團礦和塊礦，保證了煉鐵與燒結(jié)的生產(chǎn)平衡，并使入爐綜合品位達到了58%以上。近幾年天鐵高爐爐料結(jié)構(gòu)見表1。

2.2 優(yōu)化操作制度

2.2.1 裝料制度的調(diào)整

對于無料鐘爐頂，其布料方式靈活豐富，它由于可現(xiàn)環(huán)形、螺旋、扇形、定點、中心加焦等布料方式，布料矩陣的選擇是無料鐘技術(shù)的精髓，是高爐強化冶煉的重要手段[3]。2號高爐自投產(chǎn)5年多來，對裝料制度進行了探索實踐。通過長時間的生產(chǎn)實踐，2號高爐的布料由過去的兩環(huán)布料逐漸過渡到先進的三環(huán)布料，由小礦角過渡到大礦角，在原燃料質(zhì)量有所下降的情況下，礦批由起初的16 t逐步擴大到18.5 t。通過上述調(diào)整，使煤氣流的分布更加合理，有效地降低焦比，提高了產(chǎn)量。

表1 近幾年天鐵高爐的爐料結(jié)構(gòu)

2.2.2 風(fēng)口布局的調(diào)整

天鐵2號高爐開爐初期風(fēng)機能力不足，風(fēng)口面積偏小，隨著風(fēng)機能力的提高及冶煉的不斷強化，風(fēng)口面積由起初的0.151 8 m2逐步增大到0.162 5 m2，調(diào)整之后確保足夠的中心氣流和足夠的風(fēng)速、鼓風(fēng)動能，適當?shù)匕l(fā)展了邊緣氣流與中心氣流，確保了爐缸工作的均勻活躍，增加了風(fēng)量、提高了產(chǎn)量。

2.2.3 尋求合理壓差

以前由于風(fēng)機能力不足及小的角度布料和批重，被迫減小壓差保順行，一直習(xí)慣于把控制上下部壓差為105 kPa左右作為操作方針維持順行。隨著風(fēng)機能力的提高，大礦批、大布料角度的調(diào)整，以及TRT的投入運行，將爐頂壓力逐步提高的同時，也將上下部壓差由105 kPa逐步提高到115～120 kPa，爭取了更大的風(fēng)量。

2.3 高風(fēng)溫、高富氧、大噴煤

2.3.1 高風(fēng)溫

熱風(fēng)是一種廉價的資源，提高風(fēng)溫不但有利于降低焦比，節(jié)約能源，對鼓風(fēng)動能的貢獻更為突出，極大地活躍爐缸工作，明顯增強爐況抵御外部因素變化的能力。2號高爐熱風(fēng)爐是三座新型內(nèi)燃式熱風(fēng)爐，采用預(yù)熱助燃空氣、煤氣的雙預(yù)熱技術(shù)，使得風(fēng)溫較以前提高了80℃左右，熱風(fēng)溫度達到1 210℃左右。

2.3.2 高富氧

富氧是高爐強化冶煉的有效措施之一，理論上每提高鼓風(fēng)含氧1%可增產(chǎn)4.76%，實際生產(chǎn)中，2號高爐可增產(chǎn)2.5%左右。富氧量增加使得單位生鐵的煤氣量減少，煤氣對爐料下降的阻力減少，但也有一定的限度，富氧率太高會破壞順行[4]。隨著風(fēng)機能力及礦批的加大，將氧量由起初的每小時2 500 m3提高到4095 m3，高爐穩(wěn)定順行，產(chǎn)量明顯增加。2.3.3大煤量

追求大煤量以代替更多的入爐焦炭，是所有鋼鐵企業(yè)不斷追求的目標。因為它是降本創(chuàng)效的重要舉措。噴吹物在爐缸燃燒帶的加熱分解，需要高風(fēng)溫來補償，采用富氧鼓風(fēng)與噴吹煤粉的綜合技術(shù)，可以改善燃料的燃燒條件，提高燃料的噴吹率，進一步降低焦比，增大煤量。一般富氧1%，可提高燃燒溫度40℃左右，增加噴煤率4%。我們將煤比由125 kg/t.Fe提高到155 kg/t.Fe，為降本增效做出貢獻。

2.4 低硅冶煉

低硅冶煉是高爐強化冶煉的必要步驟，生鐵含硅量的降低和穩(wěn)定，是高爐冶煉條件和技術(shù)水平的標志性指標，是節(jié)焦降耗的主要措施之一。[Si]每降低0.1%，生鐵增產(chǎn)0.5%～0.7%，燃料比降低4～6 kg/t，且有利于爐況順行穩(wěn)定[5]。低硅冶煉主要措施有以下幾點：

（1）提高爐渣堿度，爐渣堿度提高，有利于降低二氧化硅的活度和減少二氧化硅的揮發(fā)，有利于降低［Si］，對生鐵脫硫也有好處；

（2）適當提高爐渣中的氧化鎂；

（3）提高爐頂壓力，較高的爐頂壓力能夠抑制硅的還原反應(yīng)和二氧化硅的揮發(fā)，從而抑制硅的還原；

（4）控制硅源，二氧化硅的來源主要是焦炭，煤粉與從礦石脈石進入爐渣中的二氧化硅；

（5）保證鐵水的物理溫度，其值不能低于1 450℃，遇有虧料線時，及時減風(fēng)壓并補焦炭；

（6）加強冷卻設(shè)備管理，保證不向爐內(nèi)漏水。

2.5 降低休風(fēng)率

對高爐提高生產(chǎn)效率、降低能源消耗意義重大。在實施嚴格的經(jīng)濟責(zé)任制考核來降低突發(fā)事故休風(fēng)的同時，加強設(shè)備的點檢和保養(yǎng)工作，推進操檢合一，加大計劃休風(fēng)比例，提高設(shè)備的運轉(zhuǎn)效率。另外，大力實施高爐設(shè)備的優(yōu)化改進，提高設(shè)備運行水平。針對無料鐘爐頂投人使用后出現(xiàn)的密封閥壽命短、布料器溜槽易磨損等部件故障，經(jīng)過設(shè)備優(yōu)化后，高爐設(shè)備運轉(zhuǎn)水平的提高，有力地促進了高爐生產(chǎn)。

3 強化冶煉的效果

2號高爐進入2009年以來，高爐生產(chǎn)基本保持穩(wěn)定和高效，2009年上半年高爐利用系數(shù)達到了2.95 t/(m3d),焦比361 kg/t，綜合焦比479 kg/t。見表2。

表2 2009年1-12月份2號高爐主要技術(shù)經(jīng)濟指標

4 存在的問題及解決方法

2號高爐同樣也存在一些問題，由于爐頂中心料倉采用雷達探測料面，達不到精確布料的要求，并且會因為雷達故障影響料線?？梢酝ㄟ^在爐頂增加稱量設(shè)備的辦法予以解決。干式布袋除塵投入使用后，由于布袋對爐頂煤氣的要求比較嚴格，高爐頂溫需控制在90℃～250℃才能保證布袋的正常工作，如頂溫低于80℃，將會造成布袋結(jié)露，糊住布袋的通氣孔，除塵布袋提前報廢，如果煤氣溫度高于250℃，又會降低除塵布袋的使用壽命，甚至燒毀布袋。由于天鐵二號高爐煤氣利用較好，頂溫偏低，基本不存在頂溫超標，可以通過爐頂打水降溫，在煤氣管道上增設(shè)調(diào)溫裝置的辦法予以解決。

5 結(jié)束語

天鐵2號高爐自2004年大修開爐以來，通過提高原燃料質(zhì)量、優(yōu)化操作制度、富氧噴煤、低硅冶煉、不斷優(yōu)化鐵前工作、降低休風(fēng)率等措施，逐步完善了適合二高爐生產(chǎn)特點的各項操作制度，保持了高爐長期的穩(wěn)定順行，使二高爐的各項經(jīng)濟技術(shù)指標躍上新的臺階，取得了明顯的強化冶煉效果。在今后的生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)原燃料變化、設(shè)備狀況、氣候等各種外圍因素影響及時調(diào)整操作方針，確保高爐長期穩(wěn)定順行，使高爐冶煉達到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、長壽、環(huán)保的目的。

（收稿2010－03－20責(zé)編趙實鳴）

[1]劉瑞東.天鐵高爐節(jié)能實踐[J].煉鐵，2008，27，（3）：21~24.

[2]任貴義.煉鐵學(xué)上冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2008.320~322.

[3]劉琦.論高爐基本操作制度選擇[C].高爐煉鐵學(xué)術(shù)會論文集，2003.

[4]劉琦.論中小型高爐低硅鐵冶煉[J].煉鐵，2005，24，（1）：22~23

[5]周傳典.高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊[M].北京：冶金工作出版社，2003.271~272.

Enhanced Melting Practice at TIANTIE BF 2

Zhang Baohe

The paper describes the actual production with enhanced melting practice after the overhaul at TIANTIE BF 2.Fine ore is adopted and charging system is optimized to control appropriate primary gas distribution.The operation system is optimized in order to achieve high flow rate of the blast which can reach the center to activate the hearth.Oxygen enrichment rate and coal injection ratio are increased and high blast temperature and low silicon melting technologies are adopted.Hence,operation systems suitable to the production characteristics of BF 2 are improved gradually.The long term stable running of blast furnace is ensured and various economic and technical indices of BF 2 reach new levels.

blast furnace,enhanced melting,oxygen enrichment,high blast temperature,low silicon melting,operation,optimization

張寶河，2007年畢業(yè)于天津理工大學(xué)成人高等教育學(xué)院冶金工程專業(yè)，工程師，現(xiàn)從事煉鐵高爐技術(shù)管理工作。