太鋼高爐配用堿性球團(tuán)生產(chǎn)實(shí)踐

雷霄霆

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司計(jì)財(cái)部， 山西 太原 030003）

近年來(lái)，環(huán)保形勢(shì)愈加嚴(yán)峻，燒結(jié)礦在目前超低排放要求下進(jìn)一步提產(chǎn)困難較大，為提升高爐綜合入爐品位，優(yōu)化爐料冶金性能，改善高爐順行情況，需要提高球團(tuán)礦配比。堿性球團(tuán)具有礦粉要求低、堿度較高、冶金還原度好、抗壓強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，山西太鋼不銹鋼股份有限公司（全文簡(jiǎn)稱(chēng)太鋼）自2017 年起逐步開(kāi)展配加堿性球團(tuán)的可行性研究和工業(yè)試驗(yàn)，最終高爐球團(tuán)礦比例達(dá)到40%，高爐穩(wěn)定性改善。

1 堿性球團(tuán)性能

1.1 堿性球團(tuán)工業(yè)分析

太鋼高爐堿性球團(tuán)的主要工業(yè)分析見(jiàn)表1，堿球品位和SiO2較穩(wěn)定，堿度范圍0.72～0.96，w（CaO）為3.20%～4.49%，波幅1.29%。

表1 太鋼堿性球團(tuán)化學(xué)分析

1.2 爐料冶金性能

燒結(jié)礦A、燒結(jié)礦B、酸性球團(tuán)A、酸性球團(tuán)B和堿性球團(tuán)為目前組成太鋼高爐主要爐料。由表2可知，與酸球相比，堿球還原度較高，堿性球團(tuán)礦的900 ℃還原度明顯要高于酸性球團(tuán)礦，膨脹率與酸性球團(tuán)礦基本接近，均在15%左右。堿性球團(tuán)礦的軟化開(kāi)始溫度較酸性球團(tuán)礦明顯升高，由酸性球團(tuán)礦的1 061 ℃升高到堿性球團(tuán)礦的1 097 ℃，升高36 ℃，軟化區(qū)間變化不大。

綜合爐料中球團(tuán)比例由30%升高到35%后，軟化開(kāi)始溫度降低23.3 ℃，軟化終了溫度降低64.5 ℃，軟化區(qū)間降低41.2 ℃。堿球比例12%，球團(tuán)總比例40%時(shí)，混合料軟化開(kāi)始溫度無(wú)變化，軟化終了溫度升高27.7 ℃，軟化區(qū)間161.7 ℃，軟化區(qū)間變寬。

表2 高爐爐料冶金性能

1.3 球團(tuán)抗壓強(qiáng)度和粒級(jí)

由表3 和下頁(yè)表4 可知，堿球的冷態(tài)抗壓強(qiáng)度和粒級(jí)與酸球無(wú)明顯差別。

表3 球團(tuán)抗壓強(qiáng)度

表4 球團(tuán)粒級(jí)分布 %

堿性球團(tuán)各項(xiàng)性能符合高爐入爐原料的要求，具備工業(yè)試驗(yàn)條件。

2 工業(yè)試驗(yàn)階段

2.1 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

總體來(lái)看，試驗(yàn)期間高爐穩(wěn)定順行，焦比上升，高爐煤氣利用率上升0.98 個(gè)百分點(diǎn)，煤比降低，高爐燃料比降低了2.9 kg/t。

表5 主要技經(jīng)指標(biāo)

2.2 送風(fēng)參數(shù)

試驗(yàn)階段風(fēng)壓、壓差、K值比基準(zhǔn)期低。隨球團(tuán)比例的增加，壓差升高，采取控制風(fēng)量穩(wěn)定壓差、適當(dāng)增氧穩(wěn)定產(chǎn)量，保證了高爐順行。

表6 高爐送風(fēng)參數(shù)

2.3 熱負(fù)荷分析

增加球團(tuán)比例后熱負(fù)荷增加，較基準(zhǔn)期增加219 MJ/h，增加球團(tuán)比例后熱負(fù)荷有升高趨勢(shì)，主要為下部熱負(fù)荷升高所致（見(jiàn)表7）。

表7 高爐熱負(fù)荷分析

2.4 生鐵爐渣分析

提高球團(tuán)比例后渣比降低約33 kg/t，爐渣堿度增加0.01，爐溫降低0.04%，鐵水測(cè)溫升高3 ℃，鐵水w（[Si]）≤0.55%比例升高到5.60%。

表8 生鐵爐渣分析

3 主要采取措施

1）采取以高爐順行穩(wěn)定為前提的操作，合理配置上下部操作制度，穩(wěn)定風(fēng)氧量，控制操作壓差，保證爐況穩(wěn)定順行。每次變動(dòng)至少觀察24 h 以上，爐況穩(wěn)定后再做下次變動(dòng)。要求日常操作做到早動(dòng)少動(dòng)，避免爐況、爐溫大幅波動(dòng)。

2）控制合適的燃料比，保證渣鐵熱量，穩(wěn)定熱制度。鐵水w（[Si]）控制在（0.40±0.10）%，鐵水測(cè)溫＞1 520 ℃，渣鐵熱量不足必須采取有效提熱措施，保證渣鐵熱量充足。

3）裝料制度以保證中心氣流為主的調(diào)整思路，兼顧邊緣，確保氣流分布合理。通過(guò)上下部操作制度的調(diào)整，穩(wěn)定合理煤氣流分布，維持穩(wěn)定操作爐型，控制熱負(fù)荷波動(dòng)區(qū)間在（12 000～16 000）×10 MJ/h。

4）做好外圍保證工作。保證物流組織，倉(cāng)位不小于70%，不發(fā)生混料事件。加強(qiáng)各崗位管理與操作，加強(qiáng)設(shè)備點(diǎn)檢，保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，減少、避免空料線、慢風(fēng)作業(yè)。加強(qiáng)爐前工作,維護(hù)好鐵口,穩(wěn)定炮泥質(zhì)量，穩(wěn)定鐵口深度，保證出凈渣鐵。增加觀察風(fēng)口的頻次，關(guān)注風(fēng)口水溫差變化，及時(shí)對(duì)噴槍進(jìn)行調(diào)整，減少風(fēng)口損壞。關(guān)注原燃料質(zhì)量變化，保證稱(chēng)量、布料準(zhǔn)確，及時(shí)調(diào)整應(yīng)對(duì)。

5）優(yōu)化槽下排料順序調(diào)整。在增加球團(tuán)品種后，酸球A，酸球B、堿球依次均勻分布各槽下倉(cāng)位。

6）制定爐況波動(dòng)、異常情況應(yīng)急預(yù)案，根據(jù)爐況啟動(dòng)相應(yīng)預(yù)案，確保高爐穩(wěn)定順行。

4 結(jié)論

1）高爐操作是系統(tǒng)工程，要確保外圍條件的穩(wěn)定。堿球試驗(yàn)期間，外圍焦化和燒結(jié)需全力保高爐穩(wěn)定，確保試驗(yàn)過(guò)程受控，試驗(yàn)結(jié)果有效。

2）提高球團(tuán)比例過(guò)程中，高爐爐況運(yùn)行穩(wěn)定，說(shuō)明在現(xiàn)有原燃料條件下4 000 級(jí)大高爐可以使用高比例球團(tuán)生產(chǎn)。

3）增加球團(tuán)比例到40%，爐料的堆角變化較大，爐料更容易滾動(dòng)，料面穩(wěn)定性變差，導(dǎo)致高爐氣流分布發(fā)生變化，爐內(nèi)操作難度增大，可針對(duì)性采取增加富氧適當(dāng)控制風(fēng)量的措施，降低爐腹煤氣量，緩解壓量關(guān)系緊張的矛盾。

4）配加堿球后提高球團(tuán)比例到40%，高爐順行狀況有所改善，說(shuō)明配加堿球可改善綜合爐料冶金性能，是提高球團(tuán)比例有效方法，但還需進(jìn)一步研究相應(yīng)操作制度。