提升高炉低硅冶炼的技术实践与总结——以武昆股份公司1350m 高炉低硅冶炼为例

提升高炉低硅冶炼的技术实践与总结——以武昆股份公司1350m 高炉低硅冶炼为例

陈鹏

昆明钢铁控股有限公司安全保卫部 云南 安宁 650300

摘要：对武昆股份公司红钢1350m3高炉近年矿石资源实际特点及低硅冶炼的生产实践进行了总结和分析。低硅冶炼是节能降耗的有效措施，红钢1350m3高炉通过分析硅还原的各种影响因素，结合红钢实际通过优化用料、优化操作制度、调整煤气流、管理创新等措施在大比例使用贵沙矿，燃料品质较差的情况下全年平均[Si]降至0.36%左右，技术经济指标显著改善。  

关键词：高炉；低硅冶炼；操作制度

前言

武昆股份公司下属红河钢铁有限公司（以下简称红钢）地处云南省东南部，高炉原燃料资源相对缺乏，交通运输条件相对落后，烧结原料除使用50-55%贵沙矿外，大部分矿石来源于省内，有害杂质高，冶金性能较差，烧结矿小粒级偏高。

1、红钢3#高炉资源特点

红钢3#高炉所用焦炭全为外购焦，水分波动大，灰分高，固定碳低，品种较杂，因此红钢加强了对3#高炉用焦成分、冷热态冶金性能质量控制，长期固定2-3种品质差别不大的优质焦炭，采用室内分品种堆存及确保10天以上库存，具体使用上严格遵守先到先用、后到后用原则。由于资源等原因，3#高炉长期选择两种焦炭搭配入炉。在焦炭的配比上展开研究，比对不同配比的实际使用效果，摸索最经济的配比方案。3#高炉使用的四种焦炭中，天能焦的质量相对好一些，焦炭使用上原则上最多两种焦炭入炉，并根据原料的质量及库存情况合理调整焦炭配比。长期使用的焦炭配比为70%师宗83焦+30%派盟焦或者天能焦。当原料质量下滑时优先考虑使用天能干熄焦，并适当提高配比，炉况顺行，原燃料质量稳定则起用70%师宗83焦+30%派盟焦。做好焦炭入炉水份监控，进厂焦炭有少部分干熄焦，大部分是水分不等的水熄焦，特别在雨季，水分波动特别大。

2、低硅冶炼技术

2.1加强原燃料管理改善原燃料质量

提高原燃料质量，稳定原燃料成分是实现低硅冶炼的基础，降低入炉SiO2含量有利于降硅。烧结矿中SiO2含量由原来的6.2%降低到5.3%，提高综合入炉品位品位由54.5%提高到55.5%，并改善还原和熔滴性能，提高强度，转鼓由77.5%提高到81.3%，16-40mm粒级比例由40%提高到43.5%。同时提高焦炭强度（M40）达到88.5%，焦炭灰分由14.7降到14.3%，焦炭灰分的下降减少了入炉的SiO2含量，料柱强度增加，摩擦产生焦末量减少改善料柱透气性，炉渣流动性改善，有利于低硅冶炼。原燃料管理精细化，3#高炉针对入炉原燃料质量波动大的问题，制定原燃料管理办法，加强入炉原燃料质量把关，及时掌握原燃料质量波动情况，预判对炉况的影响，及时做出应对措施，减少质量变化对炉况的影响。针对烧结矿强度差小粒级较高的问题，3#高炉加强槽下筛分管理，严格控制所有振动筛节流阀的开度，调整给料机的振幅，降低料层厚度，每个班测量一次入炉粉末，对粉末高的仓减少用量，及时清理筛子，确保入炉粉末控制在1.0%以内。

2.2提高利用系数及采取高煤比操作

产量提高后料速加快，缩短了SiO气体与滴落铁水在滴落带的反应时间从而减少[ Si]的生成，降低铁水中含硅量。高煤比是当今高炉炼铁的趋势，特别在煤焦差价很大的时候提高煤比降成本效果显著，同时在大喷煤条件下，随着煤比的提高，入炉焦炭量减少，随之带入炉内的灰分也减少；其次煤粉在风口区域燃烧降低风口理论燃烧温度，抑制了SiO2的还原和SiO气体的生成，达到降硅的目的。红钢公司成立提煤降焦专项工作组全面组织提高煤比降低焦比工作，自2017年5月份以来煤比由2016年120kg提高到150kg并长期保持。2017年生铁含硅由2016年的0.50下降到0.36%，9-12月份低硅冶炼效果更加明显，分别为0.31%、0.28%、0.25%、0.28%。

2.3优化操作制度

（1）提高顶压调整煤气流

炉顶压力提高后煤气在炉内的停留时间延长，有利于稳定煤气流，保持高炉稳定顺行，提高煤气利用率，抑制SiO气体的产生，从而抑制硅的还原，有利于低硅生铁冶炼。过高的顶压会对炉顶设备造成影响，风压上升最终造成风速和鼓风动能下降，因此红钢3#高炉的顶压调剂以保证适宜的风速和鼓风动能兼顾设备安全为原则。2016年1月以来炉顶压力逐渐由0.160Mpa提高到0.170Mpa。

(2)优化布料矩阵

装料制度通过控制炉料在炉喉径向的分布和不同落点矿焦层厚度，使煤气在高炉中分布及流速合理。不同的原燃料水平应有与其相对应合适的装料制度和送风制度，装料制度决定了炉料在炉喉径向的分布和纵向的厚度。为了获得更合理的煤气流分布3#高炉在布料矩阵选择上以稳定适当的料层厚度同时兼顾顺行与煤气热能利用，受原料条件的制约采取适当发展边缘兼顾中心的两道气流，布料矩阵由过渡到 并长期保持稳定，煤气利用得到改善，物理热充足有利于低硅冶炼。

（3）优化造渣制度

低硅冶炼适当提高炉渣碱度，碱度提高后可以提高软熔带的融化温度，适当降低软熔带位置，缩小滴落带的空间范围，缩短液体渣铁在滴落带的停留时间，减少（Si）的还原，同时碱度提高后有利于脱硫，铁水质量得到保证，为进一步降硅创造条件。红钢3#高炉炉渣碱度控制范围由1.12-1.15倍提高到1.13-1.18倍。适当提高渣中MgO含量，随着MgO含量在一定范围内的提高，炉渣粘度有所下降，而且其下降趋势随炉渣碱度的提高而增加，能改善炉渣流动性，减少渣焦之间的接触反应，抑制硅的还原，提高脱硫能力。生产实践表明红钢3#高炉炉渣中MgO控制在8.5%-10%之间炉渣流动性好，炉缸活跃，有利于低硅铁的生产。

（4）热制度选择，稳定炉温

低硅冶炼过程中特别要重点关注炉缸温度即铁水物理热，铁水物理热高低反应炉缸温度储存水平。2017年9月份以来3#高炉炉温控制按生铁含硅0.15%-0.35%控制，物理热1430-1470℃控制，炉温控制主要采取以下措施：

首先，全方位落实精细化管理，稳步降低生铁含硅。厂部成立稳定生铁含硅专项攻关工作组从工段管理，出铁管理、三班统一操作、班料批、炉渣碱度以及软水温差等方面入手加强管理，确保高炉稳定顺行，提高生铁含硅0.15-0.35%的比例，目标大于80%，降低生铁含硅。其次，操作调整量化精细化。在日常炉温调整上精细化，避免频繁大幅度的煤量、风量的调整引起生铁含硅的波动。在各工段间实行劳动竞赛，将奖金与指标挂钩，围绕产量、生铁含硅、生铁含硫、班料批、炉渣碱度、一级品率等指标采取激励措施。同时加强槽下入炉电子称的管理，利用检修的机会对所有称量漏斗的电子称进行校正，同时将槽下分散称量与集中称量的数值记录对比，防止称量误差导致炉温大幅度波动。

2.4全员设备管理与炉前出铁管理

利用设备包机制的形式，全面开展设备管理工作，将所有设备的维护管理都包机到个人，形成人人头上有指标，人人关心设备的局面，做到设备管理无边界无死角。同时推行零缺陷设备管理，隐患就是事故的设备管理理念，发现隐患及时处理，将设备事故扼杀在萌芽状态。

加强炉前出铁组织，及时排净渣铁，减少渣铁在炉内的停留时间是高炉稳定顺行低硅冶炼的有利保证。两炉铁时间间隔不大于25分钟，确保及时排净渣铁，减少炉内憋风现象。增加出铁次数，随着单系统生产，生产节凑加快，品位下降出铁次数由原来的每天13炉增加到每天大于15炉。由于铁罐晚点或其他原因大量积渣铁时采取东西两边平行出铁，确保渣铁出净。加强铁口的维护，将铁口维护好坏列入炉前的绩效考核，稳定打泥量，每班必须对泥套进行修补确保铁口深度不低于2.7米，为及时排净渣铁，低硅冶炼创造条件。

3结语

生铁含硅冶炼水平的高低，是炼铁生产原燃料条件、技术、装备、生产组织管理水平的综合体现，只有各方面趋向最优时，才能发挥出实际最优效果。休、慢风率的增加以及引发炉况失常导致炉温异常的任何原因都能大幅度恶化低硅冶炼进程，将影响其低硅冶炼进程的因素进行总结和分析可为今后低硅冶炼提供借鉴。

参考文献：

[1]  刘琦.论中小型高炉低硅冶炼.炼铁，2005（1）：19

[2]  周永平.浅析低硅冶炼.中国冶金，2009（3）：28~30

[3]  朱苗勇. 现代冶金学[M]. 北京：北京冶金工业出版社，2008.

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