李繼鋒，陳建巧

(山東萊鋼集團(tuán)，山東 萊蕪271104)

高爐爐前脫硅主要是為煉鋼提供低硅鐵水，冶煉高附加值精品鋼［1］。以往鐵水預(yù)處理都是由煉鋼“三脫”來進(jìn)行的。由于其工藝復(fù)雜，處理時間長，鐵水熱損失大，渣量大，成本高，八十年代初以來，出現(xiàn)了高爐爐前鐵水脫硅技術(shù)。其目的在于縮短鋼鐵冶煉全流程生產(chǎn)時間，降低煉鋼熔劑消耗量，為生產(chǎn)低磷低硫高級鋼，提高產(chǎn)品競爭力以及改善企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益提供必要條件［2］。高爐爐前脫硅所用的方法主要有投撒法和噴吹法兩種。脫硅劑靠自重撒落到鐵水表面的稱為投撒法，用載氣將脫硅劑以一定速度噴入鐵水中的稱為噴吹法。這兩種方法都有使用實例。比較而言，投撒法所用的脫硅劑在粒度和種類上可選范圍較寬(如燒結(jié)礦粉和氧化鐵皮等均可應(yīng)用)，其系統(tǒng)工藝流程及設(shè)備都比較簡單，造價低，但脫硅劑消耗量大，脫硅劑與鐵水?dāng)嚢璨怀浞郑摴璁a(chǎn)生泡沫渣多，脫硅效果欠佳［3－4］。

1 現(xiàn)狀分析

2013年國內(nèi)同類型高爐的生鐵硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下表所示。由表1可知，目前國內(nèi)興澄特鋼高爐硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制水平較高，為0.35%左右。萊鋼硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.49%，落后于國內(nèi)先進(jìn)水平。

影響生鐵硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的常見因素有:受富氧量不足，風(fēng)機(jī)能力不足，風(fēng)口面積小，焦炭質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，中心溫度低，燒結(jié)礦粒度不達(dá)標(biāo)等。

萊鋼煉鐵廠高爐富氧調(diào)節(jié)閥開度靈活準(zhǔn)確，正常生產(chǎn)時富氧12 000m3/h開度30%左右，調(diào)節(jié)閥開至100%富氧量能達(dá)到15 000～16 000m3/h，滿足正常生產(chǎn)要求。統(tǒng)計了2012年9月～2013年9月高爐風(fēng)機(jī)指標(biāo)，風(fēng)機(jī)送風(fēng)能力不能滿足高爐需求。

燒結(jié)礦粒度是影響生鐵硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的重要原因之一。按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，燒結(jié)礦粒度小于5mm的應(yīng)不多于5%，對燒結(jié)礦粒度進(jìn)行了批量跟蹤統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)大部分燒結(jié)礦粒度不符合要求。

爐渣二元堿度低會導(dǎo)致生鐵硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)過高。對比萊鋼高爐和國內(nèi)高爐的爐渣二元堿度，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)高爐的爐渣二元堿度過低。

2 優(yōu)化措施

為有效控制萊鋼生鐵硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，針對目前煉鐵廠存在的問題，提出了優(yōu)化措施。

2.1 改進(jìn)振篩組成

之前生產(chǎn)，萊鋼高爐振篩為單層震篩，返礦率控制較好，但燒結(jié)礦粒度過大，燒結(jié)礦粒度小于5mm的應(yīng)多于5%，影響了生鐵的硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制。為控制燒結(jié)礦粒度，將單層震篩改為單雙層振篩組合使用，提高篩分水平。

根據(jù)燒結(jié)礦的生產(chǎn)工藝，燒結(jié)礦大粒度料多在料流的中前部，小粒度料多集中在中后部，因此我們將G1、G2皮帶的中前部燒結(jié)料倉(1#～7#)選擇雙層振篩，后部燒結(jié)料倉(8#～10#)選擇單層振篩。

表2 篩分統(tǒng)計表

經(jīng)過改造后，單雙層振篩組合使用，燒結(jié)礦粒度小于5mm的燒結(jié)礦達(dá)到4.1%，顯著提高。

2.2 提高爐渣二元堿度

設(shè)定爐渣二元堿度為R2，配料堿度R配=1.34。通過保證鐵水溫度1 510℃，控制出鐵速度＞6t/min，渣鐵流動性良好，提高燒結(jié)礦比例等措施，建立配料堿度校核機(jī)制，每班根據(jù)來料成分，對配料堿度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化校核，保證配料堿度在規(guī)定范圍。每爐鐵取渣樣對比石頭和玻璃比例，即時估計爐渣二元堿度水平。并且每班化驗爐渣成分，根據(jù)爐渣二元堿度化驗值對配料堿度和渣樣對比圖進(jìn)行校核。經(jīng)測量實際R2為1.19～1.23。

2.3 強(qiáng)化冶煉，抑制Si的還原

(1)擴(kuò)大進(jìn)風(fēng)面積提升風(fēng)量。

3#1 750m3高爐兩鐵口夾角為90°，鐵口側(cè)下料長期偏快，爐缸偏行，鐵口對側(cè)爐缸相對不活躍，操作中經(jīng)常采取臨時或長期堵風(fēng)口來糾偏，保證爐缸全面活躍。為強(qiáng)化冶煉，取消這種堵風(fēng)口的操作，擴(kuò)大進(jìn)風(fēng)面積，3#1 750m3高爐風(fēng)口面積由0.268m2增加到0.274m2，風(fēng)量上升400m3/min左右，實際風(fēng)速控制在250m/s以上，鼓風(fēng)動能在10 500kgm/s以上。

(2)加長風(fēng)口的長度，活躍爐缸。

3#1 750m3高爐于今年5月8日大修后開爐，大修前24個風(fēng)口長度以580mm、600mm為主，風(fēng)口面積在0.266m2，布料矩陣為礦焦同檔加中心加焦模式，開爐后布料矩陣采用礦焦同檔中心無礦模式，相對而言中心弱化，為配合上部制度的變化，風(fēng)口長度全部加長為650mm，增強(qiáng)了爐缸中心活性，穩(wěn)定了初始圓周氣流和下部爐體溫度。

(3)實施高料速小礦批操作。

大礦批相對小礦批而言，可穩(wěn)定上部煤氣流，改善上部煤氣利用，減少界面效應(yīng)，改善高爐透氣性，使煤氣流更穩(wěn)定，分布更合理，但冶煉強(qiáng)度較低。濟(jì)鋼3#1 750m3高爐大修前采用大礦批操作，礦批最高到57t/批，料速較慢，每班40～50批料。為強(qiáng)化冶煉，以每班跑58～60批料為依據(jù)控制礦批的大小，減少滴落帶高度和液體渣鐵在滴落帶的滯留時間，減少硅的還原。

3 改造效果

萊鋼型鋼煉鐵廠1#高爐經(jīng)上述改造后，生鐵硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在4%以下，成功進(jìn)行低硅冶煉，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。高爐的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如表3所示。

表3 萊鋼型鋼煉鐵廠1號高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

［1］趙新國，唐順兵.大型高爐實現(xiàn)穩(wěn)硅低硅冶煉的措施［J］.鋼鐵研究，2012(6)32－34.

［2］翁水生.低硅高純螢石球在不銹鋼冶煉中的應(yīng)用［J］.特殊鋼，2013(1)68－71.

［3］呂定建.日鋼高爐長期超低硅冶煉高效生產(chǎn)實踐［J］.煉鐵，2013(6)52－55.

［4］楊生州，侯偉.高爐冶煉低硅生鐵技術(shù)的探討［J］.甘肅冶金，2013(6)78－81