宮學(xué)鋒

（山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠，山東 濟(jì)南271104）

1 前 言

高爐低硅低硫生產(chǎn)不僅是高爐的冶煉方向，也是衡量煉鐵技術(shù)水平及管理水平的主要標(biāo)志之一，因此如何實(shí)現(xiàn)低硅優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)，并保持高爐長(zhǎng)期穩(wěn)定順行是高爐工作者研究的重要課題。萊蕪分公司煉鐵廠4#高爐通過技術(shù)摸索和應(yīng)用，在保證高爐長(zhǎng)期穩(wěn)定順行的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了鐵水Si 月平均含量0.34%，生鐵一類品率連續(xù)保持90%以上，三類品率及號(hào)外生鐵幾乎為零的成績(jī)，重要的是能長(zhǎng)期保持良好的指標(biāo)，而且?guī)?dòng)了煉鐵廠生鐵質(zhì)量的進(jìn)步。

2 現(xiàn)狀分析

長(zhǎng)期以來(lái)，萊鋼雖然一直推行低硅冶煉，鐵水Si 含量降0.4%～0.45%，但是低硅冶煉水平距離先進(jìn)企業(yè)還存在較大差距。特別是生鐵質(zhì)量水平偏低，2016年萊鋼煉鐵高爐生鐵一類品率46.75%，三類品率達(dá)到6.37%。不僅影響了生鐵質(zhì)量，更增加了后續(xù)煉鋼成本，因此在保證高爐穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)上，探討如何長(zhǎng)期保持高爐低硅低硫優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)控制技術(shù)迫在眉睫。4#高爐一類品率44.77%，略低于鐵廠平均值；二類品率50.03%，生鐵Si 含量0.43%。2016年8月份高爐開始護(hù)爐。

針對(duì)生鐵質(zhì)量水平低下和原有的技術(shù)措施分析認(rèn)為，主要原因有以下幾個(gè)方面：一是客觀原燃料條件的變差造成爐況波動(dòng)幾率增加。鋼鐵市場(chǎng)形勢(shì)嚴(yán)峻，原燃料由精料方針轉(zhuǎn)為經(jīng)濟(jì)料冶煉，渣比上升，Al2O3上升，造渣制度發(fā)生變化，爐缸狀態(tài)不活躍，抗波動(dòng)能力減弱。二是長(zhǎng)期以來(lái)所形成的操作模式和操作方針已不適應(yīng)當(dāng)前高質(zhì)量發(fā)展要求。大風(fēng)口、短風(fēng)口、低風(fēng)速、低動(dòng)能，冶煉二類鐵為主的理念長(zhǎng)期以來(lái)主導(dǎo)了一線操作人員的思想，外部原燃料條件的變化使得以往的操作模式和方針不吻合，不利于煉鐵的高質(zhì)量發(fā)展。三是某些設(shè)備的缺陷，對(duì)高爐生產(chǎn)造成了一定影響。分析認(rèn)為，推行低硅低硫優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)必須進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，探索一條既利于高效生產(chǎn)，又利于低硅冶煉情況下優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的技術(shù)方案。

3 改進(jìn)措施

3.1 優(yōu)化高爐下部調(diào)劑

高爐下部調(diào)劑是基礎(chǔ)，直接決定了初始煤氣流的分布及軟熔帶的形態(tài)。針對(duì)如何進(jìn)行下部調(diào)劑，4#高爐根據(jù)以往風(fēng)口布局及爐況運(yùn)行狀態(tài)記錄，研究爐缸內(nèi)死料堆情況。分析認(rèn)為，爐缸內(nèi)死區(qū)主要存在死焦堆、風(fēng)口與風(fēng)口之間以及風(fēng)口前端至爐墻間空間。針對(duì)這3 個(gè)死區(qū)如何利用風(fēng)口回旋區(qū)的能量來(lái)消化，進(jìn)行分析研究。通過多次的實(shí)踐及摸索，最終形成了長(zhǎng)短風(fēng)口相結(jié)合的風(fēng)口布局模式，使用大部分Φ480 mm 風(fēng)口，配合使用部分Φ465 mm 風(fēng)口，風(fēng)速260 m/s，鼓風(fēng)動(dòng)能8 000（kg·m）/s，減少甚至消除崩塌料，爐缸活躍，提高了爐況的抗波動(dòng)能力，為實(shí)現(xiàn)生鐵Si含量0.3%～0.4%，S含量≤0.03%提供了保證。

3.2 合理匹配高爐上部調(diào)劑制度

上部調(diào)劑是配角，以下部為基礎(chǔ)，本著穩(wěn)定氣流的思想做出調(diào)整。通過研究摸索上部布料規(guī)律，根據(jù)參數(shù)判斷氣流變化所產(chǎn)生的影響，從而針對(duì)布料矩陣做出調(diào)劑。技術(shù)攻關(guān)期間，針對(duì)布料矩陣所作出的最大改變就是將中心區(qū)域1/11 的焦炭量抽出來(lái)放在邊緣和環(huán)帶上，嘗試煉鐵廠長(zhǎng)年以來(lái)不敢改變的新舉措。事實(shí)證明，取消中心加焦，改焦炭平鋪的方法是正確的，能提高焦炭的利用率，利于高爐的穩(wěn)定順行和低硅優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)。通過此項(xiàng)技術(shù)上的攻關(guān)，爐身冷卻壁溫度趨于穩(wěn)定，風(fēng)口渣皮滑落物大幅度減少，冷卻壁水溫差由3.0 ℃降低至2.0～2.5 ℃。

3.3 合理的造渣制度

煉鐵先煉渣。當(dāng)前萊鋼高爐生產(chǎn)中，渣比較高，達(dá)到400 kg/t以上，渣中Al2O3為16%左右，典型的高渣比、高Al2O3冶煉，爐渣黏度較高，流動(dòng)性較差，嚴(yán)重影響高爐的冶煉順行度。針對(duì)當(dāng)前高爐Al2O3的實(shí)際情況，如何使?fàn)t渣流動(dòng)性更好，更有利于爐況長(zhǎng)期穩(wěn)定順行和低硅低硫優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)，是攻關(guān)小組重點(diǎn)解決的難點(diǎn)。小組成員通過研究造渣制度，比對(duì)渣相圖（見圖1），跟蹤察看爐渣變化，逐步優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)，關(guān)注爐渣MgO/Al2O3比趨勢(shì)，使?fàn)t渣四元堿度提高到1.0～1.03，做到趨勢(shì)化控制，爐渣的熱量和流動(dòng)性得到了良好保持。

圖1 高爐CaO-SiO2-Al2O3和CaO-SiO2-MgO渣相分析

實(shí)踐得出，在萊鋼目前的冶煉條件下，爐渣MgO/Al2O3比在0.55～0.60相對(duì)合理，能保證爐渣良好流動(dòng)性及脫硫效果，渣鐵熱量也能得到很好的保證，利于低硅低硫優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)。為實(shí)現(xiàn)MgO/Al2O3比的長(zhǎng)期穩(wěn)定，4#高爐在入爐料種配加蛇紋石，根據(jù)爐渣成分及理論數(shù)據(jù)計(jì)算，靈活調(diào)劑。為了得到更好的脫硫效果，針對(duì)爐渣成分和渣鐵樣實(shí)行趨勢(shì)化技術(shù)控制，保證爐渣堿度的穩(wěn)定性。

3.4 風(fēng)溫提升提高理論燃燒溫度

高爐風(fēng)溫，可以同比例提高理論燃燒溫度，降本增效效果明顯。高爐通過改造空氣預(yù)熱器，高爐煤氣消耗大幅度減少，停配了焦?fàn)t煤氣，但送風(fēng)風(fēng)溫水平由原先的1 190 ℃提高至1 230 ℃，熱風(fēng)爐燒爐由原先的加速燒爐變成了控制燒爐（考慮熱風(fēng)爐壽命，控制拱頂溫度，不控制燒爐，風(fēng)溫曾一度達(dá)到1 250 ℃以上，對(duì)設(shè)備造成極大隱患）。風(fēng)溫的提升直接提高了風(fēng)口前理論燃燒溫度，t理由2 250 ℃左右達(dá)到2 300 ℃，使?fàn)t缸渣鐵熱量充沛，脫硫消耗好轉(zhuǎn)，利于低硅低硫優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)。

3.5 實(shí)施效果

通過相關(guān)技術(shù)實(shí)施，4#高爐2018 年1 月—2019年2月（期間包括停開爐及爐況波動(dòng)月份），取得了良好的成績(jī)。在高爐長(zhǎng)期穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)生鐵一類品率91.31%，三類品率0.53%，號(hào)外生鐵為零，Si 含量0.37%，提前39 d 完成全年生產(chǎn)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)生鐵硅硫加價(jià)349.27萬(wàn)元，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié) 語(yǔ)

下部調(diào)劑是基礎(chǔ)，順行是保障。合理匹配上部調(diào)劑，穩(wěn)定氣流。研究造渣制度，優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)，調(diào)劑爐渣MgO/Al2O3比，提高四元堿度，趨勢(shì)化控制，增強(qiáng)了爐渣的流動(dòng)性。改造空氣預(yù)熱器，將熱風(fēng)爐送風(fēng)風(fēng)溫水平由1 190 ℃提高至1 230 ℃，直接提升理論燃燒溫度40 ℃，為低硅冶煉提供了保障。

經(jīng)實(shí)踐，4#高爐生鐵質(zhì)量得到大幅度提高，鐵水Si 含量由0.43%降低至0.34%，生鐵一類品率長(zhǎng)期保持在90%以上，特類品率上升至70%以上，而且在經(jīng)過爐況波動(dòng)之后能快速的回歸至既定目標(biāo)，生鐵三類品率更是由原先的5%降低至0.5%附近，號(hào)外生鐵為零。