降低高炉综合返矿率生产实践

降低高炉综合返矿率生产实践

贺建国

乌海市包钢万腾钢铁有限责任公司 邮编016000

摘要：乌海市包钢万腾钢铁有限责任公司拥有两座1200m³高炉，从2021年6月开始，炼铁厂对降低高炉综合返矿率进行了专项攻关，最终取得了满意的效果。本文就本次降低高炉综合返矿率过程进行了深入的剖析和总结，对同类企业生产实践有一定程度的借鉴意义。

关键字：高炉；返矿率；

1、前言

包钢万腾钢铁有限责任公司拥有两座1200m³高炉，配备1台360㎡烧结机，无球团厂，球团资源全部来自当地一家球团厂，球团质量较为稳定。2021年开始高炉综合返矿率（本文中高炉综合返矿率指高炉槽下烧结矿、球团矿、块矿筛下物的总量占入炉毛矿的百分比）出现升高趋势，2021年1-6月高炉综合返矿率完成12.25%，对标其他同炉容级别企业的高炉综合返矿率基本维持在11%左右，这势必对降低铁水成本起到阻碍作用。于是从2021年6月开始，炼铁厂开始对降低高炉综合返矿率展开了为期一年的专项攻关，目标高炉综合返矿率达到10.5%以下。

2、降低高炉综合返矿率实践

2.1探究影响高炉综合返矿率的因素

系统性的对可能影响到高炉返矿率的因素进行梳理，最终得出影响高炉返矿率的因素主要有两方面：①入炉料（烧结矿、球团矿、块矿）本身的含粉率②高炉槽下的筛分。

对于入炉料含粉来说，烧结矿为公司自产，所以烧结矿含粉的高低主要由烧结矿质量（主要是转鼓指标）和物料转运过程的二次粉化决定；对于球团、块矿来说因为均为外购，所以可以通过采购合同控制其含粉率高低，当球团、块矿入厂后同样也会受转运过程导致二次粉化的影响。

对于高炉槽下筛分来说主要是两方面因素影响高炉综合返矿率，即①筛板规格与筛板磨损情况②筛子的料流控制。

2.2降低高炉综合返矿率措施

2.2.1降低入炉料的含粉率

包钢万腾高炉正常生产过程中，炉料结构为：烧结矿比75%+球团矿19%+块矿6%，所以烧结矿的含粉率在很大程度上决定了入炉料含粉率的高低。2021年包钢万腾高炉槽下烧结矿含粉率（烧结矿含粉率指高炉槽下烧结矿返矿/高炉槽下烧结矿毛矿）在12.5%左右，烧结矿转鼓在76%，烧结矿中Al2O3基本控制在2.8%，为了保高炉镁铝比，烧结矿中MgO控制在3%以内，烧结矿中TiO2达到0.5%，碱金属达到0.16%。从烧结矿成份来看，烧结矿质量有很大的提升空间。因此，烧结过程从以下方面着手来提高烧结矿质量：

针对烧结矿负价成份含量过高的实际情况，首先从配矿方面进行优化。包钢万腾烧结含铁料中外粉占比达到70%，所采购外粉中较多品种Al2O3较高（如FMG混合粉、FMG超特粉、印度粉等）。为了降低烧结矿中Al2O3，采购外粉时减少或者停用部分高Al2O3粉（如印度粉），同时采购Al2O3含量较低，品质较好的外粉（如纽曼粉、PB粉）。与此同时，在精粉方面搭配使用低Al2O3、低TiO2、低碱金属的资源，由此带来采购成本的升高由烧结矿质量改善后（品位高、转鼓高、还原性高）给高炉带来的指标改善来弥补（实践证明烧结矿质量改善后，高炉炉况稳定性大大加强，指标得到优化）。其次，对烧结用循环物料（除尘灰、磁选粉）要控制其用量，尤其是磁选粉配比过高后，会导致白灰的配比大幅度下降（由于混合料中白云石、磁选粉配比过高，导致烧结白灰配比下降最低时达到＜4%）；与此同时，烧结矿碱度逐步由1.85提高到1.90，以期望通过提高碱度使得烧结过程能够形成更多的低熔点的铁酸钙相，这类低熔点的铁酸钙相在冷却时可以迅速以针状、柱状形成结晶，成为烧结矿中主要的粘结相[1]，烧结矿强度得以提高。在操作方面，对烧结关键控制参数（水份、料层厚度、亚铁、终点温度等）进行绩效考核，与此同时加强日常检查，要确保烧结过程管控严格。在物料转运过程，通过对落差较大的转运站进行整改、执行好半仓卸料、最大程度的给高炉直供等措施使得转运过程的二次粉化程度大大减少。经过以上优化后，烧结矿成份指标得到很大程度优化（烧结矿Al2O3<2.2%，MgO<2.5%，TiO2<0.2%，碱金属<0.12%,转鼓77%），高炉槽下烧结矿返粉率降到11.5%左右，给高炉顺行带来了保障。

对于球团、块矿来说，由炼铁厂提出采购需求公司组织统一采购，由于外购球团厂家较为固定且球团质量比较稳定（含粉率长期<4%），所以球团对高炉综合返矿率影响较小；而块矿基本采购含粉低的品种，并且块矿配吃比例不高，所以块矿对高炉综合返矿率影响也较小。

2.2.2做好高炉槽下筛分设备的管控

影响高炉综合返矿率另一个重要的因素就是高炉槽下筛分设备的使用情况。

首先是高炉振动筛筛板的规格以及筛板的磨损情况。包钢万腾振动筛筛板尺寸有上6mm下3.5mm的，也有上5mm下4mm的，对标多数企业使用上5mm下3.5mm规格筛板。与此同时，2021年由于高炉炉况稳定性一般，所以高炉槽下振动筛筛板即使已经超过使用周期也未进行更换。从高炉返矿皮带取样做筛分测出高返中>5mm的粒级占比达到12%，高炉综合返矿率达到12.25%左右，经过对标部分同炉容企业高返中>5mm的粒级占比不大于8%。所以攻关的第一步是分批次、有节奏的将振动筛筛板进行更换，筛板尺寸统一为上5mm下3.5mm规格。

其次，影响高炉综合返矿率的另一因素是高炉振动筛料流大小的控制。乌海包钢万腾单高炉对应14台振动筛，而且高炉产量不是很高，所以振动筛筛分能力满足高炉需求方面有较大的余量。经过生产实践摸索，日常筛分过程中下料量控制在15-25kg/s之间，既能满足高炉生产需求，又能保证筛分效果比较理想。

再次，在日常工作要加强岗位工对振动筛在线使用情况的检查，发现棒条断齿及时补焊。同时，每周固定时间对高炉返矿中>5mm粒级占比进行筛分监测（控制高炉返矿中>5mm粒级占比<8%），一旦发现超标，立即查找原因,及时处理。

3、攻关效果

经过一年的攻关，2022年全年高炉综合返矿率下降到10.3%，完成10.5%目标值。按照2022年烧结工序实际运行成本计算（单纯从物料平衡角度出发，认为返矿返回烧结工序后，除了没有原料成本以外，其余的燃动力、人工成本、设备费用都与成品烧结矿一致），2022年因降低高炉综合返矿率共创效197.06万元。但在生产中，当大量返矿返回烧结工序后，对烧结矿质量一定会产生负面影响（尤其是会导致白灰配比大幅度降低），而这一部分无形的效益难以测算，笔者认为这笔无形效益要比有形效益价值更高。

4、参考文献

[1]傅菊英,姜涛.烧结球团学.长沙：中南工业大学出版社，1996.