低硅低硫鐵冶煉工藝優(yōu)化研究

毛 瑞

（山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠，山東 濟(jì)南 271104）

鐵冶煉屬于較為復(fù)雜的生產(chǎn)活動之一，鐵產(chǎn)品在現(xiàn)代社會的應(yīng)用也相對廣泛，且能夠制作為各種副產(chǎn)品，可使經(jīng)濟(jì)靈活性得到提升。但其技術(shù)成熟性高，相對而言冶煉流程門檻低，因此相關(guān)行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益發(fā)展較為平穩(wěn)。隨著時代的發(fā)展，社會對于環(huán)境條件的要求日漸提高，鐵冶煉行業(yè)也需要在改革挑戰(zhàn)的大背景下，采取有效系統(tǒng)工藝，使冶煉流程能夠更好地實現(xiàn)低硅低硫目標(biāo)。低硅低硫不僅可以提高環(huán)保性，同時還能夠縮短冶煉時間，延長內(nèi)部爐襯應(yīng)用壽命，并降低材料消耗規(guī)模。因此，需要重視低硅低硫鐵冶煉相關(guān)技術(shù)，確保其能夠得到科學(xué)應(yīng)用，為應(yīng)對未來發(fā)展挑戰(zhàn)夯實基礎(chǔ)。

1 低硅低硫鐵冶煉主要影響因素

1.1 燃料

在鐵冶煉過程中，硅、硫水平的主要影響條件較為復(fù)雜，與多種因素有著密切關(guān)聯(lián)。例如，冶煉生產(chǎn)中使用的燃料會對硅、硫水平產(chǎn)生顯著影響。通過強(qiáng)化原料管理力度，能夠使高爐維持穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，有利于降低硅、硫水平，使冶煉效率得到顯著提升。在燃料強(qiáng)度較低的情況下，冶煉性能會逐漸下降，容易導(dǎo)致高爐爐況出現(xiàn)波動，從而引發(fā)內(nèi)部熱制度混亂，降低鐵水質(zhì)量[1]。除此之外，燃料條件不佳還會導(dǎo)致高爐堿負(fù)荷、鋅負(fù)荷過高，導(dǎo)致結(jié)瘤情況出現(xiàn)，還可能會產(chǎn)生爐料粉化現(xiàn)象，不利于透氣性的強(qiáng)化。因此，需要重視燃料對于低硅低硫鐵冶煉的影響，確保其能夠得到科學(xué)控制，避免鐵水成分出現(xiàn)不必要的波動，實現(xiàn)理想冶煉目標(biāo)。

1.2 爐況

在生鐵冶煉的過程中，高爐內(nèi)部狀態(tài)屬于核心影響因素。若高爐無法維持穩(wěn)定運(yùn)行，便會導(dǎo)致硅、硫含量超標(biāo)，降低實際冶煉效率。此外，還會引發(fā)其他不良問題，如渣皮頻繁脫落、煤氣利用率低下等。同時，高爐狀態(tài)波動還會帶來熱制度不穩(wěn)定問題，可能會導(dǎo)致硅、硫含量大幅增加，從而不利于鐵成品的質(zhì)量控制。因此，需要重視高爐狀態(tài)對于冶煉流程的影響，確保其能夠得到正確管理，從根源層面減小硅、硫含量超標(biāo)的可能性。

1.3 爐渣

爐渣性能級別與鐵冶煉質(zhì)量存在關(guān)聯(lián)，在爐渣性能較差的情況下，生鐵的硅、硫含量可能出現(xiàn)突然增加的情況，最終影響實際性能表現(xiàn)，不利于冶煉質(zhì)量提升。適當(dāng)?shù)臓t渣二元堿度與鎂鋁比能夠有效控制鐵成品的硅、硫含量，同時也可以優(yōu)化其基礎(chǔ)流動性，提高熱穩(wěn)定級別，進(jìn)而達(dá)到最佳冶煉目標(biāo)。除此之外，低硅低硫冶煉需要調(diào)整高爐煤渣成分，使其內(nèi)部維持穩(wěn)定狀態(tài)，最終達(dá)到熱量充沛級別，實現(xiàn)鐵水脫硅脫硫目標(biāo)。

1.4 爐缸

爐缸屬于高爐的核心工作組件，保證爐缸在冶煉階段的熱量狀態(tài)的穩(wěn)定性，可以有效提高鐵產(chǎn)品質(zhì)量，有利于降低硅、硫內(nèi)部含量級別，實現(xiàn)理想冶煉目標(biāo)。若爐缸工作狀態(tài)出現(xiàn)問題，便會導(dǎo)致冶煉質(zhì)量下降，最終影響內(nèi)部硅、硫含量。除此之外，高爐在強(qiáng)化冶煉過程中，由于煤比會大幅提升，焦炭性能就成為了主要影響因素，因此需要保證其粒度以及熱態(tài)性能符合需求。在這種情況下，爐缸應(yīng)當(dāng)維持裝料穩(wěn)定，并保證下部燃燒溫度，避免出現(xiàn)風(fēng)速或鼓風(fēng)動能受損問題，從而實現(xiàn)理想的低硅低硫冶煉效果[2]。

2 低硅低硫鐵冶煉系統(tǒng)優(yōu)化工藝方案研究

2.1 注重燃料質(zhì)量控制

為確保低硅低硫冶煉目標(biāo)能夠順利實現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)采取有效系統(tǒng)優(yōu)化方案，并落實工藝調(diào)整措施，使鐵冶煉質(zhì)量得以顯著提升，降低內(nèi)部硅、硫含量。在這一流程內(nèi)，高爐人員需要在燃料的冶煉性能或硫負(fù)荷出現(xiàn)改變時，及時調(diào)整內(nèi)部爐渣堿度級別，使高爐能夠?qū)崿F(xiàn)良好的低硅低硫冶煉效果。通過采用高堿度燒結(jié)礦，如下頁圖1 所示，使內(nèi)部燃料力度控制效果得到強(qiáng)化，可以為后續(xù)厚料作業(yè)提供重要支持，有利于增加蓄熱能力，實現(xiàn)穩(wěn)定冶煉的目標(biāo)。燒結(jié)礦堿度應(yīng)當(dāng)維持在2.0 級別，并保證轉(zhuǎn)鼓指數(shù)大于79%，確保其粒級組成符合基礎(chǔ)需求。在冶煉過程中，相關(guān)團(tuán)隊還可以通過對配料進(jìn)行優(yōu)化，使硅、硫含量顯著降低。在實踐操作階段，需要每周對燃料與除塵灰進(jìn)行成分檢查，并對比有害元素含量級別。通過將除塵灰的應(yīng)用規(guī)模與循環(huán)物料生產(chǎn)量進(jìn)行對比，能夠最大限度降低其對高爐生產(chǎn)的負(fù)面影響，提高鐵冶煉效果。除此之外，還需要保證爐渣的鎂鋁質(zhì)量比處于0.5～0.6 范圍內(nèi)，使高爐內(nèi)部排堿、排鋅的效果得到增強(qiáng)，提高焦炭熱態(tài)性能，實現(xiàn)低硅低硫冶煉目標(biāo)。

圖1 高堿度燒結(jié)礦

2.2 科學(xué)管理爐渣

通過對高爐爐渣進(jìn)行控制，能夠顯著降低鐵冶煉過程中的硅、硫含量，實現(xiàn)高質(zhì)量生產(chǎn)目標(biāo)。在控制階段，應(yīng)當(dāng)注重高爐熱制度狀態(tài)，堅持不降熱量、不降質(zhì)量的基礎(chǔ)原則。常規(guī)情況下，鐵水物理熱級別應(yīng)當(dāng)高于1 490 ℃，同時保證內(nèi)部w（Si）、w（S）控制在0.2%～0.35%范圍內(nèi)。爐渣二元堿度需要維持在1.22～1.28 范圍內(nèi)，確保燃料供應(yīng)處于充足狀態(tài)，并及時根據(jù)鐵水成分的變化調(diào)整堿度與鎂鋁比數(shù)值[3]。通過此類措施，可以維持爐缸熱量基礎(chǔ)級別，同時提高鐵水物理熱狀態(tài)，實現(xiàn)低硅低硫冶煉目標(biāo)。

2.3 采取精細(xì)化控制措施

2.3.1 加強(qiáng)篩分

為盡可能實現(xiàn)低硅低硫冶煉目標(biāo)，應(yīng)當(dāng)注重管理的精細(xì)性，通過科學(xué)方法穩(wěn)定爐況級別，實現(xiàn)理想控制效果，降低冶煉流程內(nèi)的硅、硫含量。而槽下篩分管控屬于較為常見的措施之一，通過對入爐原燃料的粉末率進(jìn)行檢查與調(diào)整，并結(jié)合篩網(wǎng)清掃、倉門大小管控、時間調(diào)整等方案，能夠有效提高篩分效果，有利于強(qiáng)化料柱透氣級別，為低硅低硫冶煉創(chuàng)造理想條件。

2.3.2 上下部調(diào)劑

為降低冶煉硅、硫含量，應(yīng)當(dāng)采取上下部調(diào)劑相結(jié)合的處理措施，以實現(xiàn)低硅低硫冶煉目標(biāo)。精細(xì)化管理過程中，需要科學(xué)選擇裝料制度方案，并提高上部調(diào)節(jié)靈活性，使煤氣流可以維持在最佳分布條件下，并將其控制在43%～44%范圍內(nèi)。通過此類方式，可以有效增強(qiáng)高爐抗波動性能，有利于提高焦層厚度級別，降低煤氣流實際阻力。同時，在低硅低硫冶煉過程中，還需要注重爐前管理工作。通過強(qiáng)化出鐵控制，及時出凈渣鐵改善順行，避免了由于出鐵導(dǎo)致的爐況波動情況，能夠顯著降低硅、硫含量，達(dá)到高質(zhì)量冶煉效果。在冶煉強(qiáng)度級別不斷提升的背景下，還需要針對料柱的透氣性、透液性進(jìn)行改進(jìn)，使渣鐵能夠順利排出，避免產(chǎn)生憋風(fēng)問題。除此之外，為降低出鐵對于爐內(nèi)實際操作的影響，還應(yīng)當(dāng)規(guī)范爐前操作，提高鐵口維護(hù)力度，避免出現(xiàn)淺鐵口、潮鐵口現(xiàn)象。通過應(yīng)用設(shè)備點檢維護(hù)措施，可以降低故障出現(xiàn)概率，維持爐前管控質(zhì)量，最大限度提高冶煉效果，降低內(nèi)部硅、硫含量級別。

2.3.3 強(qiáng)化設(shè)備管理

設(shè)備穩(wěn)定性對于硅、硫含量級別具有重要影響意義，通過根據(jù)車間區(qū)域?qū)υO(shè)備進(jìn)行分類，并確定包機(jī)人員，能夠有效規(guī)范設(shè)備管理流程，避免意外問題的出現(xiàn)。同時，還需要在現(xiàn)場張貼包機(jī)牌，鼓勵并引導(dǎo)人員在日常生產(chǎn)過程中及時進(jìn)行檢查，明確各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并完善相關(guān)記錄，為后續(xù)追溯或排除故障提供重要依據(jù)。通過采取有效設(shè)備管理措施，能夠避免由于故障等問題導(dǎo)致的高爐運(yùn)行異常，有利于維持低硅低硫冶煉狀態(tài)，實現(xiàn)理想工作目標(biāo)。

3 結(jié)語

為實現(xiàn)低硅低硫鐵冶煉目標(biāo)，應(yīng)當(dāng)重視系統(tǒng)與工藝的優(yōu)化需求。通過采取精細(xì)化控制措施，能夠最大限度提高冶煉質(zhì)量，降低硅、硫含量，從而實現(xiàn)低硅低硫冶煉目標(biāo)。